Как работает вискомуфта полного привода тойота пробокс

Обновлено: 06.07.2024

Полный привод на все четыре колеса, давно уже встречается во внедорожниках, кроссоверах, да и уже в обычных автомобилях. И ведь никогда не было так много вариантов полного привода, для тех, кто просто хочет выехать на природу, неподалёку от асфальта.

Поэтому это нормально, если вы чувствуете себя немного перегружены и не всегда обладаете информацией, как работает полный привод AWD в вашем автомобиле.

А работает, он так!

Вискомуфта или вязкостная муфта, в простейшем виде - механизм передачи крутящего момента от вращающегося вала коробки передач на передний и задний дифференциалы, либо она установлена на дифференциале задней оси, если передний привод осуществляется от коробки передач.

И служит она, для изменения крутящего момента между передними и задними колесами в зависимости от дорожных условий.

В основном вязкостная муфта представляет собой герметичный стальной корпус, где есть чередующиеся пластины и фрикционные диски, ведущего и ведомого валов, которые не зависимы друг от друга.

Когда транспортное средство движется с относительно равной тягой на передней и задней осях, две части муфты будут вращаться примерно с одинаковой скоростью.

Но когда автомобиль теряет сцепление с дорогой, то передние колеса начинают проскальзывать и вращаться быстрее, тем самым увеличиваются обороты ведущего вала вискомуфты, и тогда создаётся резонанс, между пластинами ведущего вала и ведомого вала (питающего заднюю ось).

Эта разница в скорости вызывает эффект сцепления, благодаря дилатантной жидкости.

Это означает, что такая система полного привода опирается на пробуксовку, когда активирует передачу крутящего момента к задней оси.

После того как все колёса синхронизируются, жидкость возвращается в своё исходное состояние.

По умолчанию, мощность перенаправляется на другую ось, пропорционально 50/50.

Как обещалось, этот тип системы полного привода относительно недорог в производстве, достаточно надёжен и не требует почти никакого обслуживания. Однако на практике, данная система оказалась хлопотной и склонной к поломкам.

Обычно эта система работает достаточно тихо, что водитель даже не замечает её.

Насколько надёжен привод с вискомуфтой

Учитывая мощность, производимую современными мощными двигателями, сложно поверить, что этот сравнительно небольшой компонент достаточно надёжен, поэтому неудивительно, что существует большое количество сбоев вискомуфт, иногда на довольно небольшом пробеге.

Поэтому легко сделать вывод, что вискомуфта должна быть слабым звеном в цепи привода. Но это неверный вывод.

На самом деле большинство поломок вязкостных муфт, вызвано на удивление незначительными вещами, такими как, - несоответствие в размерах или характеристиках колёс, экстремального внедорожного использования и некачественным ремонтом.

Еще одна проблема, связанная с вискомуфтой, является сложность точного диагноза. Неисправная вискомуфта может привести к ряду симптомов, таких как вибрации на поворотах, или к звукам похожим на шум ступичного подшипника, и это часто не могут правильно диагностировать, даже опытные механики.

Вы может заменить, от - насоса гидроусилителя руля, рулевой рейки, ступечных подшипников, дифференциала, до - коробки передач, так и не определив, что виновата вискомуфта.

Зачастую вискомуфта - это последний компонент, который попадает под подозрение.

…. Также встречаются и электромагнитные муфты, но об этом в следующий раз.

В конструкции системы охлаждения автомобиля присутствует такой интересный механизм, как вискомуфта. На автомобильных форумах часто задают вопросы, связанные с этим механизмом. Мы сделали выводы о необходимости детального изучения этой темы.

Что собой представляет вискомуфта вентилятора

Под таким странным названием подразумевается особый механизм, на котором лежит функция избирательной передачи, определяющаяся внешними условиями и крутящим моментом. Муфта имеет вид герметичного корпуса. Внутри него располагаются диски, разбитые на два ряда. Один ряд дисков соединяется с ведомым валом, соответственно, второй ряд связан с ведущим. Конструкция механизма предусматривает возможность чередования дисков между собой. Их конструкция имеет отверстия и выступы.

Внутри вискомуфты имеется специальная жидкость с вязкой структурой, потому механизм часто называется вязкостным. Чаще всего для изготовления этого вещества используется силикон. Для жидкости характерны уникальные особенности, которые определяют её эффективное использование. Возможности этого вещества сводятся к следующему:

при увеличении интенсивности перемешивания возрастает показатель вязкости;
при нагреве повышается коэффициент расширения.

Такие особенности определяют принцип работы вискомуфты, который будет изучен дальше.

Где находится вискомуфта

Этот механизм занимает место между радиатором охлаждения автомобиля и шкифом помпы. Он выполняет ряд важных функций:

Контроль скорости вращения лопастей вентилятора, который охлаждает силовой агрегат автомобиля.
Обеспечение эффективности работы двигателя благодаря активизации вентилятора в нужные моменты.
Снижение нагрузки, которую испытывает силовой агрегат.

Муфта может крепиться на фланцевой вал, который, в свою очередь, устанавливается на шкив помпы. Также вал может навинчиваться на вал помпы. Дальше нужно разобраться с тем, как работает вискомуфта вентилятора охлаждения.

Как работает вискомуфта вентилятора охлаждения

Знакомство с вискомуфтой вентилятора будет невозможным без изучения принципа работы этого механизма. Неопытному автомобилисту этот процесс может показаться сложным, хотя, на самом деле, всё устроено просто и понятно. Принцип работы вискомуфты вентилятора охлаждения основан на функционировании биметаллического датчика. Он находится впереди вискозного вентилятора. Этот элемент реагирует на температуру, которая передаётся через радиатор системы охлаждения.

При низкой температуре чувствительный датчик заставляет клапан сжиматься. Это приводит к сохранению масла внутри вискомуфты в пределах резервуара. Муфта на вентиляторе дезактивируется и продолжает вращаться лишь на 20% от интенсивности вращения мотора.
При повышении температуры до рабочего уровня датчик расширяется и заставляет клапан вращаться. Это приводит к перемещению масла по камере к внешним краям. Активизируется сцепление с вентилятором и скорость вращения муфты увеличивается с 20% до 80%.

При движении ТС с постоянной скоростью вращение дисков равномерное и не сопровождается перемешиванием масла между ними. При возникновении разницы между скоростями вращения валов (ведомого и ведущего) диски также начинают работать в разных режимах. Это приводит к увеличению вязкости силиконовой жидкости. В таком состоянии она оказывает воздействие на передачу крутящего момента.

При возникновении большой разницы между скоростями вращения дисков жидкость становится практически твёрдой, что приводит к блокированию вискомуфты. Устройство вискомуфты вентилятора изучили, теперь необходимо научиться проверять исправность работы этого механизма.

Как проверить вязкостную муфту

Работоспособность вискомуфты вентилятора нужно проверять на холодном и горячем силовом агрегате. Об этом свидетельствуют эксплуатационные пособия по ремонту ТС. При холодном моторе перегазовка не будет менять частоту вращений муфты. В случае с горячим мотором этот показатель будет сильно возрастать.

Также обязательно проверяется продольный люфт, при выявлении которого придётся выполнять работы по его устранению. Наличие посторонних звуков во время вращения муфты будет говорить о неисправности подшипников.

Основные причины неисправности

Механизм может выходить из строя по нескольким причинам. Мы выделили основные и наиболее распространённые:

использование шин различного размера, которые также имеют разный уровень изношенности;
утечка жидкости с муфты;
износ деталей в результате интенсивной эксплуатации, воздействия агрессивных факторов и высокой температуры;
неправильное выравнивание приводного механизма;
утрата свойств биметаллического датчика, что может наступать в результате поверхностного окисления и застревания муфты;
неисправное состояние подшипника.

Признаки неисправности

Первым и главным признаком, который может свидетельствовать о неисправном состоянии вискомуфты, является чрезмерный нагрев мотора. Такая ситуация может возникать в результате утечки жидкости или отсутствия своевременного срабатывания биметрической пластины. Температура мотора повышается, а вентилятор не работает вовсе или функционирует на низких оборотах, следовательно, не обеспечивается охлаждение агрегата.

Бывает и так, что при холодном двигателе вентилятор вращается на полную силу. Такая ситуация может возникать из-за испорченного геля, поломки ряда узлов механизма или превращения смазки в твёрдую субстанцию.

К чему может привести неисправная вискомуфта

Рабочий запас вискомуфты в среднем составляет 200 тыс. км. После этого механизм требует к себе повышенного внимания. Нужно постоянно контролировать момент её срабатывания, особенно летом. Также требуется проверять рабочую температуру мотора в пробках. Если отмечаются значения, близкие к критическим, то придётся всерьёз заниматься вискомуфтой. Новая деталь стоит немало, да и найти нужную модель часто не представляется возможным. Потому многие автовладельцы решаются на установку электрической системы. В любом случае, игнорировать такую ситуацию нельзя, поскольку можно столкнуться со следующими неприятностями:

перегрев мотора;
сокращение срока службы помпы;
увеличение расхода топлива.

Каждый из вас предупреждён об опасности, которую несёт в себе неисправная вискомуфта вентилятора системы охлаждения автомобиля. Не стоит пренебрегать проверкой и устранением неисправностей, в противном случае можно столкнуться с очень дорогим и трудоёмким ремонтом двигателя.

Важным элементом в автомобиле является вискомуфта полного привода, которая также называется вязкостной муфтой. Этот элемент входит в конструкцию трансмиссии автомобиля. Вискомуфта отвечает за функционирование механизма передачи и обеспечивает выравнивание крутящего момента колёс. Механизм важный и нужный, от его исправной работы зависит очень многое.

Что такое вискомуфта

Главным отличием вискомуфты от гидромуфты и трансформатора является передача крутящего момента посредством особенных свойств жидкости, расположенной внутри механизма.

Как устроены и работают вязкостные муфты для трансмиссий

Для начала изучим устройство вискомуфты полного привода. Этот механизм имеет форму цилиндра, конструкция которого является герметичной. Основными компонентами конструкции являются перфорированные диски плоской формы и особенная жидкость. Диски делятся на две группы, которые отличаются соединением с валами. Одна группа дисков соединена с ведущим, другая — с ведомым. В процессе работы диски вискомуфты чередуются между собой, но находятся при этом на минимальном удалении друг от друга.

Около 80% внутренней конструкции отводится для особенной силиконовой жидкости. Она выполняет роль связующего элемента между дисками. Для этой жидкости характерна высокая кинематическая вязкость. Вместе с этим она не обладает смазывающими свойствами. Такие особенности позволяют жидкости обеспечивать максимальное замыкание дисков при наличии разницы в угловой скорости. В этом заключается основной принцип работы вискомуфты.

Ученые создали уникальную кремнийорганическую жидкость, которая при нагреве становится менее вязкой. Силоксан при этом становится настолько густым, что у него даже появляются признаки твёрдого вещества. Это позволяет вискомуфте передавать крутящий момент при условии разной скорости вращения деталей.

Вязкостная муфта нашла широкое применение в автоматических системах, работающих по принципу полного привода. Если условия езды находятся в пределах нормы, усилие от мотора передаётся на одну ось. Через муфту подключена вторая ось, работающая в режиме свободного хода. При пробуксовке основной оси происходит блокировка вискомуфты, что вызывает распределение усилия от мотора на ведомую ось.

Когда автомобиль выезжает на ровную дорогу, жидкость возвращается в прежнее состояние, с вискомуфты снимается блокировка и вторая ось вновь работает в режиме свободного хода. Примерно так и работает вискомуфта полного привода.

Плюсы и минусы вискомуфты

Нельзя назвать вискомуфты идеальным механизмом, поскольку наряду с преимуществами располагаются и недостатки. Прежде изучим положительные особенности механизма:

простая, даже примитивная, конструкция;
прочность корпуса настолько высокая, что он легко может выдержать давление в 20 атмосфер;
низкая стоимость новой детали делает её замену доступной для каждого автомобилиста;
минимальное обслуживание;
низкий процент поломок.

Разбавим эту картину отрицательными характеристиками:

ремонтопригодность не характерна для такого механизма, потому в случае поломки выполняется замена на новый;
длительная работа в сложных условиях повышает вероятность перегрева механизма;
отсутствие ручной блокировки;
неполная автоматическая блокировка;
запоздание в срабатывании;
невозможность подключения вискомуфты полного привода к системе ABS;
полный привод находится в бесконтрольном состоянии;
снижение клиренса автомобиля при установке крупногабаритных муфт.

Как бы там ни было, а вискомуфты полного привода активно используются и пока достойную альтернативу никому не удалось представить мировой общественности.

Какое масло заливать в муфту полного привода

Вискомуфта полноприводного включения подобно другим механизмам в своей работе использует смазочную жидкость, в роли которой выступает специальное масло. Все производители заявляют об отсутствии необходимости менять его на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля. Не всегда это утверждение соответствует действительному положению вещей.

О необходимости замены масла могут свидетельствовать небольшие пинки в задней части автомобиля при выжимании педали газа или совершении поворота. Такое поведение машины может говорить об испорченном состоянии масла вискомуфты.

Выполнять замену лучше на станции техобслуживания, поскольку эта работа является не самой лёгкой. Для замены необходимо выбирать масло, которое указывается в инструкции к автомобилю. Часто так оказывается, что указанную смазку невозможно найти в продаже — с этой проблемой сталкиваются многие автомобилисты. Приходится искать замену. Достойным вариантом является смазочный материал Ravenol TF0870.

Как избежать поломки муфты

Вискомуфта полного привода при выходе из строя может серьёзно испортить автовладельцу жизнь. Её ремонт или замена не будет стоить дешево. Потому есть смысл поберечь механизм и оттянуть момент выхода из строя.

На состоянии вискомуфты полного привода негативно сказывается в первую очередь неаккуратный и агрессивный стиль езды. Необходимо избегать частого передвижения по труднопроходимым участкам. Их преодоление вызывает перегрев муфты, которой для остывания требуется до 15 минут.

Также необходимо своевременно реагировать на изменения в поведении автомобиля, которые могут свидетельствовать о нарушениях в работе муфты. Для её диагностики требуется обращение в СТО, специалисты которого точно знают, как проверить вискомуфту полного привода.

Будьте внимательны к своему автомобилю, обращайте внимание на каждую деталь, не игнорируйте изменения в его поведении и не экономьте на диагностике. Поломку вискозной муфты легче предупредить, чем устранить.

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), блокировка — многодисковой гидромеханической муфтой.

Номинальным для повседневной езды является именно автоматический режим, его отключение предусматривается только при буксировке машины или использовании запасного колеса-докатки (выдержка из инструкции).

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), блокировка — вязкостной муфтой.

В данной схеме часто использовался опциональный задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen.

Постоянный полный привод. Межосевой дифференциал — симметричный конический (распределение момента между передними и задними колесами 50/50), свободный.

Эмуляция блокировок осуществляется при помощи системы стабилизации (VSC) — буксующее колесо принудительно подтормаживается, тем самым момент на другом колесе той же оси увеличивается. Аналогичным образом момент перераспределяется между передней и задней осями.

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вязкостно-фрикционной муфтой.

Муфта RBC соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

Вискомуфта соединяет две части промежуточного карданного вала и срабатывает при пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес вязкостной муфтой.

Вискомуфта, заполненная силиконовой жидкостью, соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора, срабатывает при существенной пробуксовке передних колес, в остальное время машина остается переднеприводной.

* — модели Daihatsu, реализуемые под маркой Toyota

Постоянный передний привод, без межосевого дифференциала, подключение задних колес электромеханической муфтой.

Муфта соединяет карданный вал с входным валом заднего редуктора. В большинстве случаев машина остается переднеприводной, однако при необходимости система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение момента, передаваемого на задние колеса.

• Без кнопок (некоторые модели японского рынка) — постоянно задействован режим автоматического управления полным приводом.
—>

* — модели Daihatsu, реализуемые под маркой Toyota

Постоянный передний привод, без межосевого и заднего дифференциалов, подключение задних колес независимыми муфтами.

В большинстве случаев машина остается переднеприводной, при необходимости система управления автоматически регулирует значение момента, передаваемого на каждое из задних колес. Кроме того, предусмотрено размыкание силовой передачи в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в режиме 2WD карданный вал и шестерни не вращались впустую.

Постоянный передний привод, без механической связи между осями, подключаемый привод задних колес отдельным электродвигателем.

Применяются два типа задних силовых модулей с электродвигателем и редуктором — классический трехвальный (в нескольких вариантах мощности и крутящего момента) и компактный двухвальный с маломощным электромотором (HV4WD).

Условные обозначения: TM — трансмиссия (коробка передач, вариатор), TR — раздаточная коробка, FD — передний дифференциал, RD — задний дифференциал, CD — межосевой дифференциал, CDC — гидромеханическая муфта, VC — вязкостная муфта, EC — электромеханическая муфта.

Отсчет времени для тойотовского 4WD на исходно-переднеприводных машинах можно вести с 1988 года.

Для моделей самого младшего B-класса тойотовцы ограничились подключаемым полным приводом по схеме V-Flex I и придерживались этой концепции с конца 1980-х вплоть до 2010-х. В настоящее время схема применяется на единственной, утилитарной модели Toyota.

Для только набиравшего в то время обороты класса паркетников/кроссоверов тойотовцы сохранили постоянный полный привод в максимально упрощенном варианте (STD II), который фактически позаимствовали у прежних моделей с механическими коробками (разве что поместив в межосевой дифференциал пять сателлитов вместо четырех). Ожидаемо низкая эффективность вязкостных муфт по сравнению с гидромеханическими отразилась на эксплуатационных характеристиках и в этом случае.

К середине 2000-х развитие технологий позволило полностью отказаться от вискомуфт, оставив все три дифференциала свободными (VSC+) — теперь блокировки эмулировались с помощью тормозной системы. Такое решение оставалось в производстве не слишком долго и уже спустя поколение все паркетники получили полный привод типа ATC.

Не лучшим образом отразился на возможностях полного привода отказ от автоматов в пользу вариаторов, постепенно идущий с середины 2000-х (моноприводные версии получали их еще раньше). Если для легких машин младших классов это не так принципиально, то для минивэнов и, тем более, кроссоверов именно вариатор становится наиболее узким, уязвимым и дорогим местом в цепи передачи мощности от двигателя к колесам.

Еще один тип условно полного привода, известный еще с 2001-го, сформировали многочисленные гибридные модели (E-4WD). При внешней заманчивости идеи, красивых цифрах и графиках крутящего момента заднего электромотора, в реальности тяговые возможности не оправдали ожиданий — по эффективности E-4WD не дотягивает даже до ATC аналогичных не-гибридных моделей.

Не помешает в нескольких словах сказать об основных схемах реализации полного привода на автомобилях Toyota. Наиболее интересен для нас, конечно, вариант с поперечным расположением двигателя и автоматической коробкой передач — о нем и пойдет речь.

На машинах семейств Corolla, Corona, Camry-Vista и RAV4 10 применялась блокировка межосевого дифференциала многодисковой гидромеханической муфтой с электронным управлением (схема STD I).

Следует отметить, что схема STD I являлась наиболее совершенной, надежной и эффективной среди всех вариантов полного привода легковых автомобилей Toyota.

Стандартная схема первого поколения (A241H)

Стандартная схема второго поколения (U140F)

Компоновка с совмещенными передним межколесным и межосевым дифференциалами и вискомуфтой применялась на Toyota уже давно, но — на моделях с механическими коробками передач. Стандартная схема нового типа в целом повторяет этот принцип, отличия заметны лишь в межосевом дифференциале, где теперь обычно устанавливаются пять сателлитов вместо четырех.

Модель	Выпуск	КПП	Блокировка
Corolla 90, 100, 110	1987-2000	A241H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Corona 195, 215	1992-12.1997	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Carina 195, 215	1992-08.1998	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Caldina 195	1992-08.1997	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Caldina 215W	08.1997-2002	U140F	центральный — вискомуфта
Caldina 246 GT4	2002-..	U140F	центральный — вискомуфта, задний — Torsen (опция)
Vista 30,40	1990-1998	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Ipsum	1996-04.1998	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением
Alphard	2001-..	U140F	центральный — вискомуфта, задний — Torsen (опция)
RAV4 10	1994-2000	A540H	центральный — гидромеханическая муфта с электронным управлением, задний — Torsen (опция)
RAV4 20	2000-..	U140F	центральный — вискомуфта, задний — Torsen (опция)
Harrier U10, ACU35	1997-..	U140F	центральный — вискомуфта, задний — Torsen (опция)
Kluger	2000-..	U140F	центральный — вискомуфта, задний — Torsen (опция)

Схема V-Flex (Corolla 120)

Иногда на моделях этой схемы устанавливается задний самоблокирующийся дифференциал типа Torsen (Caldina 215G GT).

Система ATC (Active Torque Control) в основном похожа на V-Flex, но вместо вязкостной муфты для подключения заднего моста применена электромеханическая.

Схема ATC (Ipsum)

1.4. Схема VSC+.
VSC+ является своеобразным ответвлением стандартной схемы второго поколения. Элементы конструкции здесь сохранились почти те же, но принципиально отсутствуют муфты автоматической блокировки дифференциалов. Вместо них эмуляция блокировки осуществляется при помощи систем VSC/TRC/ABS — буксующее колесо принудительно подтормаживается и момент таким образом передается на другое колесо той же оси. Аналогично удается перераспределять момент между передней и задней осями.
Не говоря уже о надежности, эффективность данной схемы в условиях, всего лишь приближенных к внедорожным, оставляет желать лучшего.

Модель	Выпуск	КПП	Блокировка
Harrier MCU35	2003-..	U140F’	—

2.1. Схема PartTime — Hub

Один из самых простых видов полного привода — с подключаемым передним мостом, без межосевого дифференциала. Для тяжелых условий в раздатке имеется понижающая передача (планетарного типа), всегда работающая только в комплексе с полным приводом.

В настоящее время эту схему Toyota практически не использует, тем более — на массовых моделях.

PartTime — Hub (HF1A)

2.2. Схема PartTime — ADD

Чтобы максимально облегчить подключение переднего моста и при этом уйти от электрических хабов, тойотовцы внедрили систему ADD (Automatic Disconnecting Differential), которая с помощью пневмопривода разъединяет одну из передних полуосей. В результате вращение от колес уже не передается на передний кардан, а с другой стороны — механизм редуктора постоянно смазывается.

Достоинства и недостатки в целом одинаковы с описанной выше схемой PartTime’а.

PartTime — ADD (HF1A)

2.3. Схема MultiMode

Здесь по-прежнему имеется подключаемый передний мост с системой ADD, но в раздаточной коробке появился межосевой дифференциал (планетарного типа), благодаря чему использовать полный привод можно постоянно в любых условиях.

Модель	Выпуск	КПП	Блокировка
HiLux Surf 185	11.95-2003	A340F	центральный — механика задний — LSD (опция)

2.4. Схема FullTime-V

Одна из самых массовых среди тойот и основная для вагонов схема постоянного полного привода — с межосевым дифференциалом, блокирующимся при помощи вискомуфты закрытого типа. Понижающей передачи нет, четыре колеса гребут просто и незатейливо. Распределение мощности между передними и задними колесами — равномерное.

Схема FT-V (TF1AV)

2.5. Схема FullTime-H

На легковых топ-моделях Toyota используется самая технически продвинутая схема 4WD, аналогичная по принципу работы схеме STD I исходнопереднеприводных машин. Постоянный полный привод с межосевым дифференциалом, блокировка — гидромеханической муфтой с электронным управлением (переменный коэффициент блокировки).

Читайте также: