Erná skříňka – viskózní spojka, princip činnosti – DRIVE2

Zajímalo by mě, jestli moje viskózní spojka ventilátoru funguje správně nebo jestli vůbec funguje? Začal jsem prohledávat internet a narazil jsem na článek této osoby – Jurije POLYAKOVA,
Řidič dálkového kamionu, Petrohrad.
Takže…
Po dlouhou dobu byla jednou z nejvíce nepochopitelných součástí mého vozu viskózní spojka pohonu ventilátoru chladicího systému, lidově nazývaná „tepelná spojka, viskózní spojka“. Účelem instalace viskózní spojky je plynulá změna výkonu ventilátoru v závislosti na okolní teplotě a zahřívání motoru. Ale jak přesně to funguje a ještě k tomu, jak je to uspořádáno, přiznám se, dlouho jsem neměl tušení, jak to rotuje na studeném a zahřátém motoru. Zdá se, že v tom není žádný rozdíl – v obou případech se roluje poměrně ztuha.
Zeptal jsem se všech svých přátel, kteří o těchto věcech něco věděli, o struktuře viskózní spojky a principu jejího fungování a kontaktoval jsem technická centra. Názory byly různé, ale jak se ukázalo, nikdo vlastně nic nevěděl.
Nejpravděpodobnější verzí se zdálo, že uvnitř viskózní spojky je disk, který za určitých podmínek zabírá s vnitřní dutinou spojky a způsobuje její otáčení bez prokluzování. Něco jako třecí spojka, ale řízená teplotním čidlem. Obecně jsem se po tlačení a konzultaci s řidiči rozhodl to zablokovat.
Jeden z chlápků řekl do vysílačky, že by na jeho těle měl být nějaký šroub, kterým by se to dalo udělat. Sundal jsem to. Podíval jsem se na to.
Žádné šrouby. Na předním krytu je spirálová pružina, připomínající bimetalovou spirálu v okenním teploměru. Zjevně je nějak spojen se záběrovým mechanismem viskózní spojky. Protože jsem nenašel žádné náznaky vynuceného blokování, rozhodl jsem se, že protože to tak bylo a stejně to nefungovalo, nemělo smysl to litovat: vyvrtám pár průchozích otvorů, vložím tam šrouby a zajistím to. To jsem udělal.
Tělo bylo provrtáno na dvou místech. Předpokládaný disk byl ve výsledných otvorech jasně viditelný. Po vložení a utažení šroubů jsem nainstaloval viskózní spojku s ventilátorem na místě. Nastartoval motor. Zablokovaný ventilátor začal s charakteristickým hučením pumpovat vzduch přes chladič. No, myslím, že alespoň takto. Lepší než smažit motor.
Moje blokování ale netrvalo dlouho. Asi po 600 km jízdy šrouby s rachotem vylétly ven, nemilosrdně sekané kotoučem visícím ve viskózní spojce.
princip fungování viskózní spojkyV tomto případě se fragmenty disku zasekly uvnitř pouzdra a roztrhaly jej na kusy. Velkou silou kusy hliníku, odrážející se od překážek na cestě, zlomily lopatky ventilátoru, plastový difuzor a poškodily chladič. Navíc z viskózní spojky vytekla nějaká lepkavá kapalina podobná oleji a zašpinila celý motor. Ukazuje se, že je to pracovní prvek, který přenáší rotační sílu z motoru na ventilátor. Takový vývoj událostí jsem rozhodně nečekal!
Když jsem se nějak dostal zpět na své domácí parkoviště, pustil jsem se znovu do oprav. Jak se říká, špatná hlava nedá odpočinek nohám.
Igor, soused na parkovišti, řekl, že se s podobnými problémy setkal. (Kde jsi byl předtím?!). Jeho Mercedes má ve viskózní spojce speciální otvor pro plnění pracovní kapalinou. Najednou, aniž by měl po ruce injekční stříkačku, naplnil viskózní spojku několik dní – „gravitací“. Vtipné je, že tekutina je docela hustá. Když tedy Igor umístil viskózní spojku blízko auta a zkonstruoval miniaturní trychtýř, oznámil, že každý, kdo projde kolem, by měl přidat pár kapek do trychtýře. A tak to naplnili.
Při demontáži jsem našel úplně to samé co já, viskózní spojku-jednotku ventilátoru chladiče.
Navenek se zdá, že vše funguje, ale při intenzivním rolování je viskozita při rotaci zjevně nedostatečná. Na radu „nejmoudřejších“ jsem si z lékárny koupil speciální silikonový olej s obrovskou viskozitou pro plnění těchto viskózních spojek a obrovskou jednorázovou stříkačku.
Protože na mé viskózní spojce nebyly žádné otvory pro plnění pracovní kapaliny, rozhodl jsem se jeden vyvrtat do pouzdra sám. Po pečlivém prozkoumání toho, co zbylo ze staré viskózní spojky, jsem vybral vhodné místo.
Pomocí injekční stříkačky jsem rychle naplnil vnitřní dutinu a po vyříznutí závitu v otvoru jsem zašrouboval šroub jako zátku, namazanou „zámkem závitu“ pro těsnost.
JAK FUNGUJE TATO SPOJKA?
Vleklé opravy velmi zatěžovaly můj nervový systém a cítil jsem potřebu zjistit vše, co s touto „černou skříňkou souvisí“.
Postupným vyhrabáváním materiálu a analýzou toho, co jsem četl, jsem nakonec přišel na to, jak tento „zázrak inženýrství“ funguje.
Tak. Podle jedné verze se motor zahřeje, zvýší se tlak (nebo viskozita?) kapaliny v pracovní dutině – viskózní spojka začne přenášet točivý moment. Otáčky ventilátoru se zvyšují. Takto je plynule regulován výkon ventilátoru. Ale proč je potom spirálový snímač teploty namontován v přední části viskózní spojky?
princip fungování viskózní spojkyNo, podívejme se. Vezmu vhodnou, miniaturní nádobku, naplním ji silikonovým olejem a. ponořím do konvice s vroucí vodou.
Podle naší verze by měl olej zhoustnout. Ale to nemělo být! Olej se stal mnohem tekutější než za studena a jeho viskozita začala připomínat spíše převodovou kapalinu než epoxid. Takže varianta zahušťování při zahřátí nepřipadá v úvahu.
Takže tajemství je jinde.
Po dalším dni hrabání se v literatuře (kéž bych to udělal hned!) jsem konečně přišel na to, jak to funguje.
Nyní se podívejme na obrázky a pečlivě pochopíme toto mistrovské dílo designového myšlení. Hřídel viskózní spojky je pevně připojen k řemenici čerpadla. Ložisko a hnací kotouč 6 jsou nalisovány na hřídel. Hnací kotouč má drážky pro zvětšení pracovní plochy. Stejné drážky jsou na pouzdru ložiska 5 (ne všechny!) a víku viskózní spojky 4.
Vně předního krytu pouzdra je bimetalová spirála 3, která vlivem zahřívání posouvá desku 2 a otevírá a zavírá výstupní otvory ve víku vnitřní nádrže 1.
Jak to funguje?
Motor je vypnutý. Postupně se olej shromažďuje ve spodní části viskózní spojky. Když se motor nastartuje a pohon ventilátoru se začne otáčet, působením odstředivé síly je olej rychle vytlačen, nejprve po vnějším poloměru hnacího kotouče 6, a odtud po speciálních vyvrtaných kanálcích, do vnitřní nádrže viskózní spojky 7. Olej nemůže vytékat zpět stejnými kanály, protože rychlost otáčení samotné viskózní spojky je mnohem menší než rychlost hnacího kotouče. Přenos síly tekutinou je snížen a rychlost ventilátoru je výrazně nižší než rychlost disku.
Pokud se během opravy nalije do viskózní spojky příliš mnoho oleje, nebude se moci vejít do vnitřní nádrže a nadále bude na pracovních plochách neustále přenášet maximální rychlost otáčení.
Motor běží. Horký vzduch z chladiče postupně ohřívá bimetalové čidlo 3, což způsobí jeho otočení uzavírací destičkou 2 a otevření otvorů ve víku vnitřní nádrže. Olej vytlačený odstředivou silou z otvorů vytvořených ve víku nádrže se dostane do drážek pracovní plochy hnacího kotouče, ložiskové skříně a viskózního víka spojky.
„Viskózní tření“ mezi nimi se zvyšuje a rozdíl v rychlosti otáčení se snižuje. Čím více tepla, tím více se blokovací deska otáčí, tím více oleje prochází celým tímto nepřetržitým uzavřeným cyklem a tím aktivněji se ventilátor otáčí.
Jak tedy zkontrolovat funkčnost viskózní spojky chladiče?
Ve skutečnosti, jak u horkého, tak u studeného motoru, pokud nedojde k žádné rotaci, bude olej (pokud existuje) na pracovních plochách viskózní spojky a viskózní tření mezi nimi bude maximální. Oběžné kolo ventilátoru lze s trochou úsilí otočit ručně. Při vypnutém motoru jej tedy nebude možné řádně zkontrolovat. Nejjednodušší způsob, jak ověřit, že jsem našel, jsou obyčejné noviny srolované do těsné tuby.
Když je viskózní spojka studená a běží motor, zkuste zpomalit oběžné kolo ventilátoru pomocí papírové trubice (nepokoušejte se používat ruce, budete je potřebovat později!) Pokud narazíte na odpor, nože se po chvíli zastaví. Nyní zkuste to samé na dobře zahřátém motoru. Pokud je viskózní spojka v dobrém stavu, nebude možné ji zastavit.
Zdá se, že to je vše. Doufám, že tento článek někomu pomůže zbavit se zbytečných ztrát energie, času a peněz.