Принципы действия гидравлической муфты

Гидропривод вентилятора охлаждения может работать в трех различных режимах:

• Автоматический режим — подключение и отключение вентилятора охлаждения производится автоматически при достижении пороговой температуры мотора;
• Принудительное постоянное отключение — вентилятор всегда выключен (однако в этом режиме крыльчатка может медленно крутиться, так как на нее воздействует набегающий поток воздуха, также вращение может возникать из-за трения внутри подшипников муфты);
• Принудительное постоянное включение вентилятора — крыльчатка всегда вращается.

Переключение между режимами осуществляется с помощью рычажка на регуляторе-выключателе. Автоматический режим обозначен буквой «А» или «В» (зависит от конкретного типа регулятора), постоянное отключение — буквой «О» («отключен»), постоянное включение — буквой «П» («подключен»). Нас наиболее всего интересует первый режим.

В автоматическом режиме работы температура охлаждающей жидкости отслеживается с помощью термосилового датчика, который представляет собой запаянный герметичный баллон малого объема, заполненный активной массой, изменяющей свой объем при плавлении. В качестве активной массы обычно выступает гранулированный воск, смешанный с гранулами металлов, графита и других материалов. То есть, здесь используется то же техническое решение, что и в термостате.

При незначительном нагреве мотора (менее 85°C) датчик имеет малый объем, поэтому клапан закрыт и перекрывает доступ масла к гидромуфте. При нагреве двигателя до 85°C или выше (зависит от регулировки) заполняющая датчик смесь плавится, длина датчика увеличивается, и он воздействует на клапан, в результате чего в регуляторе открываются масляные каналы — в этом случае масло из главной магистрали под давлением поступает в переднюю крышку блока цилиндров, где по каналу и специальной трубке в корпусе подшипника подводится к ведущему валу гидромуфты, а через каналы в нем — в рабочую полость гидромуфты.

Масло под давлением полностью заполняет рабочую полость муфты, где оно под действием движущихся лопаток ведущего колеса начинает вращаться — этот поток взаимодействует с лопатками, расположенными на ведомом колесе, передает им часть своей кинетической энергии, и тоже заставляет вращаться. В итоге, оба колеса начинают вращаться практически как единое целое, а вместе с ними во вращение приводится и крыльчатка вентилятора. Однако масло не обеспечивает жесткую связь колес, поэтому при изменении частоты вращения коленвала ведомое колесо за счет вязкости масла изменяет свою угловую скорость постепенно, предотвращая удары и неравномерность работы вентилятора.

Выключатель-регулятор работает таким образом, что количество масла, поступающего на гидромуфту в каждый момент времени, зависит от температуры двигателя — чем она выше, тем больше масла. Поэтому чем горячее мотор, тем быстрее вращается вентилятор. Также в регуляторе предусмотрена возможность регулировки пороговой температуры включения и отключения гидромуфты в пределах от 85 до 90°C.

При падении температуры силового агрегата ниже 85°C смесь в датчике вновь затвердевает, ее объем сокращается, что приводит к закрытию клапана. Масло перестает поступать в муфту, а то масло, что осталось между колес, под действием центробежных сил через специально предусмотренное в кожухе отверстие постепенно сливается в масляный поддон. При сокращении количества масла ведущее колесо престает воздействовать на ведомое, и крыльчатка прекращает свое вращение.

Важно отметить, что ведущая часть гидромуфты (она включает в себя вал привода гидромуфты и ведущий вал, ведущее колесо с кожухом, а также ступицу шкива и сам шкив генератора) вращается всегда независимо от температуры двигателя. Этим достигается постоянный привод генератора, даже если гидромуфта отключена или вышла из строя.

Как нетрудно понять, принудительное включение и отключение гидромуфты обеспечивается открытием или закрытием масляных каналов в регуляторе-выключателе. Принудительное открытие и закрытие каналов производится поворотом пробки с отверстиями, расположенной в верхней части регулятора. При положении рычага (и пробки) в режимах «О» и «П» клапан продолжает работать, однако не оказывает влияния на работу регулятора.