was ist das und wie funktioniert es

Eine Visco-Kupplung oder Visco-Kupplung ist eine der Getriebeeinheiten eines Fahrzeugs, die zur Übertragung und zum Ausgleich von Drehmomenten dient. Eine Viskokupplung wird auch verwendet, um die Rotation auf den Kühlerlüfter zu übertragen. Da nicht alle Fahrzeugbesitzer mit der Vorrichtung und dem Funktionsprinzip der Visco-Kupplung vertraut sind, haben wir uns entschieden, diesem Thema einen der Artikel auf unserem Portal vodi.su zu widmen.

Zunächst einmal sollte man das Funktionsprinzip einer Visco-Kupplung nicht mit einer hydraulischen Kupplung oder einem Drehmomentwandler verwechseln, bei dem die Drehmomentübertragung aufgrund der dynamischen Eigenschaften des Öls erfolgt. Bei einer Viskokupplung kommt ein völlig anderes Prinzip zur Anwendung – die Viskosität. Die Sache ist, dass eine dilatante Flüssigkeit auf Basis von Siliziumoxid, also Silikon, in den Kopplungshohlraum gegossen wird.

Was ist dilatante Flüssigkeit? Es handelt sich um eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit, deren Viskosität vom Geschwindigkeitsgradienten abhängt und mit zunehmender Scherdehnungsrate zunimmt.. So werden die Hauptmerkmale dilatanter Flüssigkeiten in Enzyklopädien und Fachliteratur beschrieben.

Wenn wir alle diese Formulierungen in eine Sprache übersetzen, die für die überwiegende Mehrheit der Bevölkerung verständlicher ist, werden wir feststellen, dass eine dilatante nicht-Newtonsche Flüssigkeit bei schneller Vermischung dazu neigt, sich zu verfestigen (die Viskosität zu erhöhen). Diese Flüssigkeit härtet bei den Drehzahlen aus, mit denen sich die Kurbelwelle des Autos dreht, also mindestens bei 1500 U/min und mehr.

Wie haben Sie es geschafft, diese Eigenschaft in der Automobilindustrie zu nutzen? Man muss sagen, dass die Viskokupplung bereits 1917 vom amerikanischen Ingenieur Melvin Severn erfunden wurde. In jenen fernen Jahren gab es keine Anwendung für eine Viskokupplung, sodass die Erfindung auf Eis gelegt wurde. Erstmals wurde in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts vermutet, es als Mechanismus zur automatischen Sperrung des Mittendifferenzials zu verwenden. Und sie begannen, es in SUVs mit Allradantrieb einzubauen.

Gerät

Das Gerät ist ganz einfach:

• die Kupplung hat die Form eines Zylinders;
• im Inneren befinden sich zwei Wellen, die im Normalzustand nicht miteinander interagieren – die antreibende und die angetriebene;
• An ihnen sind spezielle führende und angetriebene Metallscheiben angebracht – davon gibt es ziemlich viele, sie liegen koaxial und haben einen Mindestabstand voneinander.

Es ist erwähnenswert, dass wir schematisch eine Viskokupplung der neuen Generation skizziert haben. Eine ältere Version davon war ein kleiner hermetischer Zylinder mit zwei Wellen, auf denen zwei Laufräder angebracht waren. Die Wellen kämmten nicht miteinander.

Wenn Sie das Gerät kennen, können Sie das Funktionsprinzip leicht erraten. Wenn beispielsweise ein Auto mit Plug-in-Allradantrieb auf einer normalen Autobahn fährt, wird die Drehung des Motors nur auf die Vorderachse übertragen. Die Wellen und Scheiben der Visco-Kupplung rotieren mit gleicher Drehzahl, so dass es zu keiner Vermischung des Öls im Gehäuse kommt.

Wenn das Auto auf eine unbefestigte oder verschneite Straße fährt und die Räder einer der Achsen durchzudrehen beginnen, beginnen sich die Wellen in der Visco-Kupplung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen. Unter solchen Bedingungen zeigen sich die Eigenschaften delatierender Flüssigkeiten – sie verfestigen sich schnell. Dementsprechend wird die Zugkraft des Motors gleichmäßig auf beide Achsen verteilt. Der Allradantrieb ist eingeschaltet.

Interessanterweise hängt die Viskosität einer Flüssigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit ab. Je schneller sich eine der Achsen dreht, desto viskoser wird die Flüssigkeit und erhält die Eigenschaften eines Feststoffs. Darüber hinaus sind moderne Visco-Kupplungen so konstruiert, dass durch den Öldruck Scheiben und Wellen miteinander verklebt werden und so eine zuverlässige Übertragung des maximalen Drehmoments auf beide Radachsen gewährleistet ist.

Nach dem gleichen Prinzip funktioniert die Visco-Kupplung des Kühlsystems, die die Lüftergeschwindigkeit stufenlos regelt. Wenn der Motor bei niedrigen Drehzahlen läuft, ohne zu überhitzen, erhöht sich die Viskosität der Flüssigkeit nicht wesentlich. Dementsprechend dreht der Lüfter nicht sehr schnell. Sobald die Drehzahl steigt, kommt es zu einer Vermischung und Verfestigung des Öls in der Kupplung. Der Lüfter beginnt noch schneller zu rotieren und leitet die Luftströme zu den Kühlerzellen.

Vorteile und Nachteile 

Wie Sie anhand der obigen Informationen sehen können, ist die Visco-Kupplung wirklich eine geniale Erfindung. Doch in den letzten Jahren lehnten die Automobilhersteller den Einbau massiv ab und bevorzugten zwangsgesteuerte Haldex-Kupplungen. Dies liegt daran, dass der Einsatz von Visco-Kupplungen bei Allradfahrzeugen mit ABS durchaus problematisch ist.

Darüber hinaus handelt es sich bei der Visco-Kupplung trotz des einfachen Aufbaus um eine sperrige Getriebeeinheit. Die Masse des Autos nimmt zu, die Bodenfreiheit nimmt ab. Nun, wie die Praxis zeigt, sind selbstsperrende Differentiale mit Visco-Kupplung nicht sehr effektiv.

Profis:

• einfaches Design;
• kann selbst repariert werden (Lüfterkupplung);
• abgedichtetes Gehäuse;
• lange Lebensdauer.

Einst wurden Viskokupplungen in Allradfahrzeuge fast aller namhaften Automobilhersteller eingebaut: Volvo, Toyota, Land Rover, Subaru, Vauxhall/Opel, Jeep Grand Cherokee usw. Heute sind es elektronische Systeme mit Zwangsverriegelung bevorzugt. Nun, im Motorkühlsystem sind bei vielen Automodellen immer noch Viskokupplungen verbaut: VAG-, Opel-, Ford-, AvtoVAZ-, KamAZ-, MAZ-, Cummins-, YaMZ-, ZMZ-Motoren.

Wie die Viskokupplung aufgebaut ist

Wird geladen ...