それは何ですか、そしてそれはどのように機能しますか
ビスカスカップリングまたはビスカスカップリングは、トルクを伝達して均等化するために使用される車両のトランスミッションユニットのXNUMXつです。 ラジエーター冷却ファンに回転を伝達するためにビスカスカップリングも使用されます。 すべての車両所有者がビスカス カップリングの装置と動作原理に精通しているわけではないため、vodi.su ポータルの記事の XNUMX つをこのトピックに捧げることにしました。
まず第一に、トルクの伝達がオイルの動的特性によって発生する、ビスカスカップリングの動作原理と油圧カップリングまたはトルクコンバータを混同しないでください。 ビスカスカップリングの場合、粘性というまったく異なる原理が実装されます。 重要なのは、酸化ケイ素をベースにしたダイラタント流体、つまりシリコーンがカップリングキャビティに注入されることです。
ダイラタント流体とは何ですか？ これは非ニュートン流体であり、その粘度は速度勾配に依存し、せん断ひずみ速度の増加とともに増加します。. ダイラタント流体の主な特徴は、百科事典や技術文献でこのように説明されています。
これらすべての公式を人口の大多数がより理解できる言語に翻訳すると、ダイラタント非ニュートン液体は急速に撹拌すると凝固する (粘度が増加する) 傾向があることがわかります。 この液体は、自動車のクランクシャフトが回転する速度、つまり少なくとも 1500 rpm 以上で硬化します。
この特性を自動車業界でどのように利用できたのでしょうか? ビスカスカップリングは 1917 年にアメリカの技術者メルビン セバーンによって発明されたと言わなければなりません。 その昔、ビスカスカップリングの用途は存在しなかったため、この発明は棚に上げられていました。 前世紀のXNUMX年代に、センターディファレンシャルを自動的にロックする機構としてそれを使用することが初めて推測されました。 そして彼らはそれを全輪駆動SUVに搭載し始めました。
デバイス
デバイスは非常にシンプルです。
- クラッチはシリンダーの形をしています。
- 内部には、通常の状態では互いに相互作用しない XNUMX つのシャフト (駆動側と被動側) があります。
- 特別な先導および駆動金属ディスクがそれらに取り付けられています - それらはかなり多くあり、それらは同軸上に配置されており、互いに最小の距離にあります。
新世代のビスカスカップリングの概要を概略的に示したことは注目に値します。 その古いバージョンは、XNUMX つのシャフトを備えた小さな密閉シリンダーで、その上に XNUMX つの羽根車が取り付けられていました。 シャフト同士が噛み合っていませんでした。
デバイスを理解していれば、動作原理を簡単に推測できます。 たとえば、プラグイン四輪駆動車が通常の高速道路を走行している場合、エンジンの回転は前輪のみに伝達されます。 ビスカスカップリングのシャフトとディスクは同じ速度で回転するため、ハウジング内でのオイルの混合はありません。
車が未舗装の道路や雪の多い道路を走行し、車軸の XNUMX つの車輪が滑り始めると、ビスカス カップリングのシャフトがさまざまな速度で回転し始めます。 このような条件下では、デラタント液体の特性が現れ、すぐに固化します。 したがって、エンジンからの牽引力が両方の車軸に均等に分配され始めます。 全輪駆動が作動します。
興味深いことに、流体の粘度は回転速度に依存します。 軸の XNUMX つが速く回転するほど、液体の粘性が高まり、固体の特性が得られます。 さらに、最新のビスカス カップリングは、油圧によってディスクとシャフトが接着されるように設計されており、両方の車軸に最大トルクを確実に伝達します。
冷却システムのビスカスカップリングも同じ原理で動作し、ファンの速度をスムーズに調整します。 エンジンが過熱せずに低速で動作している場合、流体の粘度はあまり増加しません。 したがって、ファンはあまり速く回転しません。 速度が上がるとすぐに、クラッチ内のオイルの混合と固化が発生します。 ファンはさらに速く回転し始め、空気の流れがラジエーター セルに送られます。
長所と短所
上記の情報からわかるように、ビスカスカップリングは本当に素晴らしい発明です。 しかし近年、自動車メーカーはその搭載を大幅に拒否し、強制的に制御されるハルデックスクラッチを好んでいる。 これは、ABS を備えた全輪駆動車でのビスカス カップリングの使用には非常に問題があるという事実によるものです。
また、ビスカスカップリングはシンプルな設計にもかかわらず、伝達部が大きくなります。 車の質量が増加すると、最低地上高が減少します。 まあ、練習が示すように、粘性クラッチを備えたセルフロックディファレンシャルはあまり効果的ではありません。
長所：
- シンプルなデザイン。
- 単独で修理可能（ファンクラッチ）。
- 密閉ケース;
- 長いサービス寿命。
かつて、ビスカスカップリングは、ボルボ、トヨタ、ランドローバー、スバル、ボクソール / オペル、ジープ グランドチェロキーなど、ほぼすべての有名な自動車会社の全輪駆動車に取り付けられていました。現在では、強制ロックを備えた電子システムが好まれています。 さて、エンジン冷却システムでは、ビスカスカップリングは今でも多くの車種に取り付けられています：VAG、オペル、フォード、AvtoVAZ、KamAZ、MAZ、Cummins、YaMZ、ZMZ エンジン。
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