Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Вязкая муфта — это механическое устройство, передающее крутящий момент и вращение посредством вязкой жидкости.
A viscous coupling is a mechanical device which transfers torque and rotation by the medium of a viscous fluid.
Дизайн
Роторные вязкие муфты с чередующимися, перфорированными пластинами и заполненные вязкими жидкостями используются в автомобильных системах для передачи крутящего момента. Устройство состоит из ряда круглых пластин с выступами или перфорациями, плотно прилегающих друг к другу в герметичном барабане. Чередующиеся пластины соединены с ведущим валом на одном конце сборки и ведомым валом на другом конце. Барабан заполняется дилатантной жидкостью, часто на основе силикона, примерно на 80% по объему. Когда оба набора пластин вращаются синхронно, жидкость остается прохладной и сохраняет жидкое состояние. Когда пластины начинают вращаться с разной скоростью, эффект сдвига от выступов или перфораций на жидкости вызывает ее нагрев и превращение почти в твердое тело, поскольку вязкость дилатантных жидкостей быстро возрастает при сдвиге. Жидкость в этом состоянии эффективно "склеивает" пластины, передавая мощность от одного набора пластин к другому. Размер выступов или перфораций, количество пластин и используемая жидкость определяют величину и момент начала этого механического взаимодействия. В отличие от гидромуфт, таких как гидротрансформаторы, этот тип устройства использует вязкость среды для передачи крутящего момента, а не ее импульс. Это делает его потенциально полезным даже в очень малых масштабах и требует меньшего охлаждения. Передаваемый крутящий момент чувствителен к разнице скоростей входного и выходного валов, но практически не зависит от их общей скорости вращения.
Rotary viscous couplings with interleaved, perforated plates and filled with viscous fluids are used in automotive systems to transmit torque. The device consists of a number of circular plates with tabs or perforations, fitted very close to each other in a sealed drum. Alternate plates are connected to a driving shaft at one end of the assembly and a driven shaft at the other end. The drum is filled with a dilatant fluid, often silicone based, to about 80% by volume. When the two sets of plates are rotating in unison, the fluid stays cool and remains liquid. When the plates start rotating at different speeds, the shear effect of the tabs or perforations on the fluid will cause it to heat and become nearly solid because the viscosity of dilatant fluids rapidly increases with shear. The fluid in this state will effectively glue the plates together and transmit power from one set of plates to the other. The size of the tabs or perforations, the number of plates, and the fluid used will determine the strength and onset of this mechanical transfer. This type of device essentially differs from fluid couplings such as torque converters by using the viscosity of the medium to transfer torque, rather than its momentum. This makes it potentially useful even on very small scales and requires less cooling. The torque transmitted is sensitive to the difference in speeds of the input and output but is almost independent of their common rate.
Транспортные средства
Вязкие муфты используются в качестве центрального дифференциала в некоторых полноприводных (4WD) автомобилях. Первые серийно выпускаемые вязкие муфты для постоянного полноприводного автомобиля, предназначенного для бездорожья, были установлены на AMC Eagle, который производился с 1980 по 1988 модельный год. Центральный дифференциал AMC Eagle модели 119 New Process с одной передачей использовал вязкую муфту, заполненную жидким материалом на основе силикона. Она соединяла передний и задний дифференциалы для тихой и плавной передачи мощности на ось с наибольшим сцеплением, как на мокром, так и на сухом покрытии. Вязкие муфты используются в качестве центрального дифференциала в таких автомобилях, как Toyota Celica GT Four, а также в качестве дифференциала повышенного трения (LSD) в задних мостах. Они предлагают более дешевый способ реализации полного привода, чем такие технологии, как механические дифференциалы Torsen. Volvo, Subaru, Land Rover, Vauxhall/Opel и многие другие также использовали вязкие муфты в своих силовых передачах в разное время. В настоящее время они в основном вытеснены электронно-управляемыми устройствами.
Viscous couplings are used as the center differential in some four wheel drive (4WD) vehicles. The first mass produced viscous couplings for a permanent 4WD off road capable vehicle were in the AMC Eagle, which was produced from 1980 to 1988 model years. The AMC Eagle's single speed model 119 New Process central differential used a viscous coupling filled with a liquid silicone based material. It linked the front and rear differentials for quiet and smooth transfer of power to the axle with the greatest traction, on wet or dry pavement. Viscous couplings are used as the center differential in cars such as the Toyota Celica GT Four, and also as a limited slip differential (LSD) in rear axles. They offer a cheaper way to implement four wheel drive than technologies like the mechanical transfer Torsen differentials. Volvo, Subaru, Land Rover, Vauxhall/Opel, and many others have also used viscous couplings in their drivelines at various times. They are now mostly superseded by electronically controlled devices.
Признаки
Тони Ролту часто приписывают первоначальную идею и разработку автоматических муфт, применяемых в трансмиссиях транспортных средств, особенно в системах полного привода, над которыми он работал вместе с Фредди Диксоном. Компании Ferguson Research и FF Developments были основаны в 1970-х годах для коммерциализации значительной части ранних разработок в области систем и устройств 4WD. Считается, что сегодня GKN Driveline владеет всеми оставшимися мировыми патентами и предлагает несколько вариантов и комбинаций вязкостных муфт, интегрированных с другими компонентами силовой передачи.
Tony Rolt is often credited with the original idea and development as applied to automatic couplings in vehicle transmission systems, particularly four wheel drive, working with Freddie Dixon at the time. Ferguson Research and FF Developments were companies formed in the 1970s to commercialize much early work into 4WD systems and devices. It is thought that GKN Driveline owns any remaining worldwide patents today and offers several variants and combinations of viscous couplings integrated with other driveline components.