风机粘性联轴器：装置、故障与维修
任何内燃机都需要优质的冷却系统。 这是由于他工作的特殊性。 空气和燃料的混合物在汽缸内燃烧，汽缸体、缸盖、排气系统和其他相关系统从那里加热到临界温度，尤其是在发动机是涡轮增压的情况下（关于涡轮增压器为什么在汽车中，以及它如何工作，阅读 这里）。 虽然这些元件由耐热材料制成，但它们仍然需要冷却（它们在临界加热过程中会变形和膨胀）。
为此，汽车制造商开发了不同类型的冷却系统，能够保持发动机的工作温度（这个参数应该是什么 在另一篇文章中）。 任何冷却系统的组件之一是风扇。 我们不会考虑这个元素本身的结构——我们已经有了这个。 另一则评论... 让我们专注于该机制的驱动选项之一 - 粘性联轴器。
考虑它有什么样的设备，它的工作原理是什么，有哪些故障，以及修复或更换机制的选项。
散热风扇粘滞耦合的工作原理
现代汽车配备了这样的冷却系统，其风扇是电动的。 但有时会有这样的机器型号，其中安装了离合器，具有粘性驱动机构。 由于该系统组件的设计，它仅适用于后轮驱动车辆。 在这种情况下，发动机在发动机舱内纵向竖立。 由于大多数现代车型都配备了将扭矩传递到前轮的变速器，因此客车风扇的这种改装很少见。
该机制根据以下原理工作。 风扇驱动装置本身，在其外壳中安装了一个粘性联轴器，通过皮带连接到曲轴皮带轮。 有离合器转子直接连接到曲轴的车型。 也有连接到凸轮轴皮带轮的选项。
该机构的转子外壳将包含两个圆盘，其中一个安装在驱动轴上。 它们之间的距离最小，以便根据工作物质的加热温度或由于机械作用（非牛顿流体）引起的粘度变化尽快发生阻塞。 第二个磁盘连接到位于冷却散热器后面的风扇叶轮（有关各种修改以及该系统组件如何工作的更多详细信息，请阅读 在另一则评论中）。 转子主体固定安装，因此驱动器不能不断转动整个结构（这些都是旧的发展），但在现代版本中，转子是风扇设计的一部分（主体本身旋转，叶轮固定在其上）。
在机构锁定之前，扭矩不会从驱动器传递到从动元件。 因此，在内燃机运转期间，叶轮不会一直旋转。 在冬天，以及在预热动力装置的过程中（单独阅读关于 为什么要预热电机) 冷却系统不得工作。 在电机需要冷却之前，粘性联轴器的转子腔保持为空。
随着发动机升温，双金属板开始变形。 该板逐渐打开供应工作流体的通道。 可以是稠油、硅胶材料、粘性凝胶状物质等。 （这完全取决于制造商如何实现从皮带轮到设备从动盘的扭矩传递），但更多情况下使用硅胶来制造此类物质。 在一些粘性耦合模型中，使用了膨胀流体。
它的特点是给定物质的粘度随液体体积的变形速率而变化。 只要驱动盘的运动平稳，液体就保持流动。 但是，一旦驱动元件的转数增加，就会对物质施加机械效应，从而导致其粘度发生变化。 现代粘性联轴器一次性填充这种物质，并且在联轴器的整个工作寿命期间不需要更换。
粘性耦合不仅可以用于这种机制。 稍后，我们将看看其他地方可以安装这样的机制。 对于粘滞联轴器的风机运行，双金属片一打开进气通道，机构的结构就会开始逐渐充满工质。 这会在主盘和从动盘之间建立连接。 这种机构不需要腔内的高压来操作。 为了改善圆盘之间的连接，它们的表面由小肋制成（在某些版本的粘性联轴器中，每个圆盘元件都有穿孔）。
因此，从发动机到风扇叶片的旋转力通过进入转子腔并落在盘的穿孔涂层上的粘性材料传递。 粘性联轴器外壳完全充满这种物质，因此会额外形成离心力，如在发动机泵中（有关冷却系统水泵如何工作的详细信息，请参阅 在另一篇文章中).
2 - 双金属板轻微弯曲（电机变热）；
3 - 全曲面双金属板（热机）；
4——阀门完全打开（电机发热）；
5 - 内燃机驱动；
6 – 粘性耦合驱动；
7 - 机制中的油。
当散热器中的防冻液冷却到所需程度时，双金属片恢复原状，离合器中的排水通道打开。 工作流体在离心力的作用下进入储液器，必要时从那里开始再次泵入联轴器腔。
粘性联轴器的操作，如果工作液是基于硅胶的，有两个特点：
- 圆盘之间的连接不仅由离心力保证。 驱动元件旋转得越快，混合的有机硅就越多。 从强度上它变得更厚，这增强了椎间盘组的接合；
- 随着液体加热，它会膨胀，从而增加结构内部的压力。
在机器匀速运动的过程中，电机以相对稳定的速度运行。 因此，联轴器中的流体不会强烈混合。 但是当驾驶员开始加速车辆时，驱动盘和从动盘的旋转存在差异，因此工作环境非常复杂。 液体的粘度增加，旋转运动开始以更高的效率传递到从动盘组（在某些型号中，不是使用一个盘，而是使用两组，每个元件相互交替） .
如果盘组的旋转差异非常不同，则物质几乎变成固体，从而导致离合器卡死。 类似的工作原理有一个粘性离合器，它安装在机器的变速器中，而不是中央差速器。 在这种布置中，汽车默认为前轮驱动，但当每个驱动轮开始打滑时，扭矩差的峰值会激活离合器锁并接合后轴。 类似的机制也可以用作交叉轴差速器（有关为什么汽车需要差速器的更多信息，请阅读 在另一篇文章中).
与变速箱中使用的机构不同，冷却风扇的改装配备了一个特殊的储存器，其中储存了一定量的工作物质。 当电机处于预热阶段时，OS 线上的温控器关闭（温控器的详细操作见 这里)，防冻液以小圆圈循环。 在寒冷地区冬季严寒运行的汽车中，为此，您可以使用 ICE 预热系统（详细阅读 另).
当系统处于冷态时，位于离合器外壳中的排放阀打开，旋转的驱动盘将油液从油箱中抛回油箱。 结果，由于盘之间缺少离合器，粘性联轴器不起作用。 风扇叶片不旋转，散热器不吹。 随着空气燃料混合物在发动机中继续燃烧，它会升温。
在节温器打开的瞬间，冷却液（防冻液或防冻液）开始流入散热器热交换器所连接的回路。 双金属板（它连接到前面的粘性联轴器外壳，尽可能靠近散热器）的加热是由于来自散热器的热量。 由于其变形，出口被堵塞。 工质没有从型腔中喷出，而是开始充满液体。 液体逐渐膨胀并变稠。 这确保了从动盘与叶轮连接到从动轴上的平滑连接。
由于风扇叶轮的旋转，通过热交换器的空气流量增加。 此外，冷却系统的工作方式与安装带有电动机的风扇时相同。 当冷却剂冷却到所需参数时，双金属板开始恢复原来的形状，打开排放通道。 物质通过惯性被移入罐中。 圆盘之间的离合器逐渐减小，风扇平稳停止。
装置及主要零件
让我们考虑一下粘性耦合由哪些组件组成。 该设备由以下关键元件组成：
- 一个密封的本体（因为它不断地充满液体，所以这部分机构必须密封起来，以免泄漏）；
- 两包穿孔或罗纹圆盘。 一个数据包是主数据包，另一个数据包是从数据包。 无论每个包装中的圆盘元件数量如何，它们都相互交替，因此液体混合更有效；
- 一种膨胀性流体，可在封闭外壳中将扭矩从一个盘组传递到另一个盘组。
每个制造商都使用自己的工作液基础，但通常是硅胶。 当有机液体被剧烈搅拌时，它的粘度上升到几乎固态。 此外，现代粘性联轴器以鼓的形式呈现，其主体通过螺栓连接到叶轮。 在主体的中心有一个带有螺母的自由旋转轴，驱动皮带轮或电机轴本身被拧到该螺母上。
关于粘性联轴器使用的一点
除了部分车型的冷却系统外，粘滞联轴器还可用于汽车的多一套系统。 这是一个插入式全轮驱动（描述了它是什么以及这种汽车的工作原理 在另一篇文章中).
更常见的是，在一些分频器中安装了对这种带有粘性耦合的变速器的修改。 它们取代了中央差速器，因此，当驱动轮打滑时，盘组开始旋转得更快，从而使流体变得更粘稠。 由于这种影响，驱动盘开始将扭矩传输到驱动模拟。 如有必要，粘性联轴器的这种特性允许将自由轴与车辆变速器连接。
这种自动操作模式不需要使用复杂的电子设备。 在其他品种中，借助副轴可以与前轴相关联，这就是 4Matic 全轮驱动系统（描述为 这里) 或 xDrive（此修改也可用 单独审查).
由于其简单的设计和可靠性，在四轮驱动中使用粘性联轴器是有意义的。 由于它们无需电子设备和附件即可运行，因此粘性联轴器比机电联轴器便宜。 此外，该机构的设计非常坚固 - 它能够承受高达 20 个大气压的压力。 有些情况下，变速箱中装有粘性联轴器的汽车在二级市场上销售后已经工作了五年以上，而在此之前它也正常工作了几年。
这种变速器的主要缺点是副轴的驱动较晚——驱动轮必须打滑很多才能锁住离合器。 此外，如果道路情况需要启用全轮驱动，驾驶员将无法强行连接第二个轴。 此外，粘性耦合可能会与 ABS 系统发生冲突（有关其工作原理的详细信息，请阅读 这里).
根据车型的不同，驾驶员可能会遇到这种机制的其他缺点。 由于这些缺点，许多汽车制造商正在放弃在全轮驱动变速器中使用粘性联轴器，转而采用机电式联轴器。 这种机制的一个例子是 Haldex 耦合。 描述了这种类型的联轴器的特点 在另一篇文章中.
功能测试
检查粘性风扇离合器并不难。 根据车辆操作说明，这必须首先在未加热的内燃机上进行，然后在达到工作温度后进行。 这是该机制在这些模式下的工作方式：
- 冷系统... 发动机运转，驾驶员在短时间内多次提高发动机转速。 工作装置不会将扭矩传递到叶轮，因为出口必须保持打开状态并且圆盘之间没有联轴器。
- 热系统... 在这种情况下，根据防冻液的温度，排水回路的重叠将取决于，风扇会轻微旋转。 当驾驶员踩下油门踏板时，转速应增加。 此时，发动机温度升高，泵带动热防冻液沿管路流向散热器，双金属片变形，堵塞工作液出口。
无需在服务站进行诊断，即可通过以下方式独立检查该机制：
- 电机不工作。 尝试转动风扇叶片。 在这样做时，应该感觉到一些阻力。 风扇不得惯性滑行；
- 发动机启动。 在最初的几秒钟内，应该在机构内部听到轻微的噪音，由于腔内充满工作流体，噪音逐渐减弱。
- 在发动机稍微运转但尚未达到工作温度（恒温器未打开）后，叶片将轻微旋转。 我们将一张纸折叠成管子并将其插入叶轮。 风扇应该阻塞，但应该有一些阻力。
- 下一步涉及拆卸联轴器。 将设备浸入沸水中以加热其内部部件。 试图转动刀片必须伴随着机械装置的阻力。 如果没有发生这种情况，这意味着离合器中没有足够的粘性物质。 在此工作过程中，您可以另外拆卸冷却系统的热交换器并对其进行冲洗。
- 检查纵向间隙。 在工作机制中，这种效果不应该是，因为圆盘之间必须保持恒定的间隙。 否则，该机构需要维修或更换。
如果在某个阶段检测到风扇故障，则无需进行进一步检查。 不管离合器是否需要修理，在夏季结束时总是需要对冷却系统进行保养。 为此，换热器被移除并且任何形式的绒毛、树叶等形式的污染物被从其表面移除。
故障症状
由于发动机舱内的风扇设计用于在电机运行期间强制冷却电机，因此动力装置过热是离合器故障的主要迹象之一。 应该注意的是，这也是冷却系统其他元件（例如恒温器）故障的征兆。
由于离合器中形成泄漏，电机将过热，并且流体要么在盘之间传递旋转力不佳，要么根本不提供这种连接。 同样，由于双金属板的不合时宜的操作，类似的故障本身也会显现出来。
当离合器没有正确接合时，叶轮停止旋转或以最低效率执行其功能，没有额外的冷空气流供应到热交换器，电机温度迅速上升到临界值。 如果汽车在运动中，散热器被高效吹气，不需要强制气流，但是当汽车停止时，发动机舱通风不良，所有机构和组件都被加热。
粘性离合器问题的另一个迹象可以通过启动冷发动机并查看风扇的行为来确定。 在未加热的装置上，该机构不应旋转。 当工作物质失去其特性（例如凝固）时，会观察到相反的效果。 由于纵向游隙，圆盘可以彼此持续接合，这也导致叶片的持续旋转。
故障的主要原因
粘性联轴器操作出现故障的关键原因是机构部件的自然磨损。 因此，每个制造商都为车辆机构的定期维护制定了一定的时间表。 最低工作资源是从 200 万公里的汽车里程。 在二级市场上，带有粘性风扇的汽车总是有不错的里程数（您可以阅读有关如何确定二手车的里程数是否扭曲） 在另一篇文章中)，因此很有可能需要关注所考虑的机制。
以下是粘性耦合失效的一些其他原因：
- 双金属板因频繁加热/冷却而变形；
- 轴承因自然磨损而破损；
- 破碎的叶轮叶片。 因此，会形成跳动，加速轴承磨损；
- 外壳减压，导致工作物质泄漏；
- 流体特性的损失；
- 其他机械故障。
如果司机没有监控机构或热交换器的清洁度，那么这就是设备故障的另一个原因。
必须至少每月进行一次机构启动时刻的控制，尤其是在夏季，因为电机在炎热时期尤其需要冷却。 即使新的粘性联轴器不能很好地发挥作用，也许有理由安装更强大的电动模拟装置。 顺便说一下，一些驾驶者为了获得更大的效果，会安装电风扇作为辅助元件。
维修是如何进行的
因此，当驾驶员更频繁地注意到汽车发动机开始过热，并且冷却系统的其他部件处于良好工作状态时，应诊断粘滞联轴器（程序描述稍高）。 正如我们所检查的，设备故障之一是硅胶泄漏。 虽然用户手册表明这种液体在出厂时已倒入机构中，无法更换，但驾驶者可以自行补充因减压而损失的体积或更换新液体。 程序本身很简单。 找到合适的工作物质要困难得多。
在商店中，这些产品以下列名称出售：
- 用于修复粘性联轴器的流体；
- 粘性离合器中的油；
- 用于粘性耦合的有机硅物质。
应特别注意粘滞离合器的维修，该离合器用于连接的全轮驱动系统。 在这种情况下，建议根据之前使用的物质类型选择新流体。 否则，维修后，变速器将无法连接第二轴或无法正常工作。
为了修复冷却风扇驱动中使用的粘性联轴器，可以使用通用模拟。 原因是通过机构的盘传递的扭矩没有变速器中的扭矩大（更准确地说，这种情况下不需要这么大的取力器）。 这种材料的粘度通常足以满足机构的操作。
在继续修理联轴器之前，有必要检查设备中的硅油量。 对于每个风扇型号，可以使用不同体积的物质，因此应在用户手册中找到有关所需水平的信息。
要添加或更换离合器中的油液，您必须：
- 从车上拆下机构，从离合器上拆下叶轮；
- 接下来，您需要将产品水平放置；
- 弹簧加载板后面的销被移除；
- 联轴器外壳上必须有排水孔。 如果没有，那么您需要自己钻孔，但最好将此过程委托给专家，以免损坏光盘；
- 在这些程序之后，用注射器将大约 15 毫升的液体泵入排水孔。 整个卷必须分成几个部分。 在浇注的过程中，需要等待大约一分半钟，让粘性物质分布在圆盘的缝隙中；
- 该机构被重新组装。 为了保持设备清洁，必须将其擦掉，去除表面残留的硅胶物质，这会加速外壳的污染。
当驱动器在旋转时听到风扇噪音，这表明轴承磨损。 除了一些额外的操作外，该部件的更换与填充液体的方式相同。 在这种情况下，液体本身必须更换为新鲜的。
要将轴承从轴承座上拆下，您必须使用轴承拉拔器。 在执行此操作之前，有必要移除沿机构外壳边缘的扩口（它可以防止轴承从底座上掉下来）。 不建议使用任何临时方法拆卸轴承，因为在这种情况下无法避免接触面和圆盘的损坏。 接下来，压入一个新轴承（为此，您必须使用具有适当尺寸的封闭套筒的选项）。
在任何情况下，维修过程都不应伴随着对设备轴之一的大量努力。 原因是其中一个盘片稍微变形就足够了，离合器将不适合进一步操作。 在维修过程中，您可能会注意到设备上有一层薄薄的润滑剂。 它不应该被删除。
实践表明，大多数决定独立修理风扇粘性联轴器的驾驶者在组装机构方面存在困难。 为了不混淆什么连接在哪里，最好在相机上捕捉拆卸的每个阶段。 这将提供重新组装设备的分步说明。
如前所述，您可以安装一个电气模拟来代替带有粘性耦合的风扇。 这将需要：
- 购买带有电动机的合适尺寸的风扇（冷却系统的这些组件通常已经在散热器上安装）；
- 电缆（最小导体横截面必须为 6 平方毫米）。 接线的长度取决于发动机舱的大小。 不建议直接走线或靠近振动或尖锐的元素；
- 40安培保险丝；
- 用于开启/关闭风扇的继电器（设备能够运行的最小电流必须为 30A）；
- 在 87 度下工作的热继电器。
热继电器安装在散热器进水管上，或者你需要把它粘在管道的金属部分，尽可能靠近温控器。 电路通过类比于 VAZ 模型组装（该图可从 Internet 下载）。
选择新设备
就像为汽车选择任何其他零件一样，寻找新的粘性风扇联轴器并不困难。 为此，您可以使用在线商店的服务。 即使这家或那家商店提供的设备太贵，您至少可以找到该机构的目录号。 这将使您更容易在其他平台上找到该产品。 顺便说一下，许多在线汽车经销商提供原装零件和对应的零件。
最好通过 VIN 码寻找原厂产品（关于它包含的汽车的哪些信息，以及在汽车中的哪个位置可以找到它，阅读 在另一篇文章中）。 另外，在当地的汽修店，可以根据汽车数据（发布日期、型号、品牌以及电机的特性）进行选择。
选择任何设备时的一个重要因素，包括冷却风扇的粘性耦合，是制造商。 购买很多汽车配件时，不要相信包装公司，但这不适用于粘性联轴器。 原因是生产这些产品的公司并不多，因此，在大多数情况下，产品会达到要求的质量，成本会与原始产品有所不同。 这些公司通常向组装车辆的工厂提供联轴器。
值得注意的是以下制造商的产品：
- 德国公司 Behr-Hella、Meyle、Febi 和 Beru；
- 丹麦制造商尼森；
- 韩国公司摩比斯。
应特别注意土耳其和波兰制造商最近进入市场的产品。 如果有机会选择其他厂家，那么最好不要被预算价格所诱惑。 要确定一家公司的声誉，关注它的品种就足够了。
通常，生产散热器和其他运输冷却系统元件的公司出售有价值的粘性联轴器。 如果您有购买高质量散热器的经验，那么您应该首先在该制造商的目录中寻找合适的粘性联轴器。
优点和缺点
发动机冷却系统的故障总是对内燃机造成严重损坏。 出于这个原因，在任何情况下都不应忽视表明系统元素之一发生故障或即将发生故障的最轻微症状。 为了让驾驶者不必经常去维修站检修电机，因为电机过热，这本身就是维修汽车最昂贵的程序之一，开发冷却系统的制造商试图使其部件可靠尽可能。 粘性耦合的可靠性是其主要优势。
这种机制的其他好处包括：
- 一个简单的装置，因此机构中很少有容易磨损或损坏的单元；
- 在汽车冬天不活动之后，如果汽车存放在寒冷潮湿的房间里，这种机制就不需要像电子设备一样进行维护；
- 该机构独立于汽车的电路工作；
- 风扇轴可以大功率旋转（这取决于电机的速度和驱动轮的大小）。 并非每个电风扇都能提供与电源装置本身相同的功率。 由于这种特性，该机构仍在重型、建筑和军事设备中使用。
尽管用于冷却风扇的粘性联轴器具有效率和可靠性，但这种机制有几个明显的缺点，因此许多汽车制造商拒绝在散热器风扇驱动器上安装粘性联轴器。 这些缺点包括：
- 并非每个服务站都为这些机构的维护和维修提供服务，因为现在了解设备复杂性的专家很少；
- 通常，机制的修复不会导致预期的结果，因此，如果发生故障，您必须彻底更换设备；
- 由于风扇驱动是连接在曲轴上的，所以设备的重量会影响到这部分电机；
- 该机制不像电风扇那样由电信号触发，而是由双金属板的热效应触发。 许多驾驶者都知道机械设备不如电气设备准确。 出于这个原因，粘性耦合不会以这样的精度和速度激活；
- 有些 CO 允许电机在停止后冷却一段时间。 由于粘性联轴器仅通过旋转曲轴工作，因此该选项不适用于此设备；
- 当发动机转速接近最大值时，风扇会发出相当大的噪音；
- 某些型号的粘性联轴器需要重新填充工作流体，即使制造商表示机构不需要这样的程序。 在这种情况下，难点在于选择正确的物质，因为并非所有操作说明都指明在特定情况下使用哪种材料（它们的初始粘度和液体改变其特性的时刻不同）；
- 功率单元中的部分功率用于驱动风扇。
因此，粘性耦合是提供散热器强制冷却的原始解决方案之一。 这种机制可以让您节省一点电池电量或减少车辆发电机的负载，因为它的运行不使用电力。
通常，粘性联轴器可以使用很长时间，不需要任何特殊维护。 您可以自己诊断问题并进行维修，尽管制造商不推荐它们，但即使是初学者也可以进行 - 主要是选择正确的更换组件并小心。
总之，我们提供了一个简短的视频，介绍散热器风扇的粘性耦合如何工作，以及设备中使用的非牛顿流体的特性：
问题与解答：
粘性联轴器如何在汽车中工作？ 在轴以恒定速度旋转期间，粘性联轴器中的圆盘以相同的方式旋转，并且其中的液体不会混合。 圆盘旋转的差异越大，物质变得越厚。
什么是汽车上的粘性联轴器？ 这是一个带有两个轴（输入和输出）的块，磁盘固定在其上。 整个机构充满粘性材料。 当强烈混合时，该物质实际上变成固体。
如果粘性耦合不起作用会发生什么？ 连接四轮驱动需要粘性联轴器。 如果它停止工作，机器将是后轮或前轮驱动（以默认驱动方式为准）。
