Что такое обгонная муфта генератора

Обгонные муфты генератора: назначение и принцип действия

До того, как обгонные муфты были добавлены в конструкцию муфты генератора, мощность генераторов была значительно ниже, а 60 А на выходе считались уже довольно высоким показателем. В наши дни, когда количество электронного оборудования в автомобилях увеличилось, значение 60 А меньше минимальной мощности генератора.

В связи с этим потребовалось использовать новую муфту генератора для предотвращения преждевременного износа приводного ремня в результате проскальзывания. Далее мы объясним, как именно это работает.

Срок службы приводного ремня вспомогательного оборудования

При преобразовании возвратно-поступательного движения поршней двигателя внутреннего сгорания во вращательное движение коленчатого вала неизбежно возникают крутильные колебания. Кроме того, частота вращения постоянно меняется в зависимости от режимов работы двигателя, а также при пуске и остановке двигателя. Неравномерное воздействие сил, обусловленное этими двумя факторами, сокращает срок службы приводного ремня вспомогательного оборудования.

Кроме того, узлы, приводимые в движение ремнем, обладают своей собственной инерцией. В результате они не могут мгновенно синхронизировать свое вращение с вращением шкива коленчатого вала, из-за чего нагрузки дополнительно увеличиваются. При любом колебании скорости приводного ремня малейшее проскальзывание вызывает его износ.

В современных автомобилях с большим количеством бортовых устройств, потребляющих электроэнергию, проблема дополнительно усугубляется, поскольку требуется очень большой генератор, а его ротор обладает значительной инерцией. Такое сочетание приводит к следующим явлениям:

• высокие нагрузки на ремень как при запуске двигателя, так и при увеличении скорости вращения;
• неравномерные перемещения и даже проскальзывание ремня по муфте генератора.

Очевидно, что эти явления увеличивают износ как приводного ремня, так и других компонентов привода.

Обгонная муфта генератора

Чтобы свести к минимуму эти проблемы, инженеры разработали обгонную муфту и включили ее в конструкцию обгонного шкива генератора. Она обеспечивает свободное вращение ротора генератора при замедлении или остановке двигателя. Всем, кто когда-либо ездил на велосипеде, знаком этот эффект. Когда вы прекращаете крутить педали, заднее колесо не блокируется, а продолжает свободно вращаться благодаря аналогичному механизму в оси заднего колеса.

Давайте рассмотрим наиболее распространенный вариант этого механизма свободного хода. Для простоты мы можем представить конструкцию обгонного шкива генератора в виде двух колец: внутреннего и внешнего.

Внутреннее кольцо крепится к валу генератора. Наружное кольцо не крепится к валу генератора, а входит в зацепление с приводным ремнем. Между этими двумя элементами в специальных углублениях во внутреннем кольце установлены ролики. Углубления имеют асимметричный профиль. Если скорость вращения внешнего кольца выше скорости вращения внутреннего, ролики выкатываются наружу, где глубина выемок меньше, и захватываются между двумя кольцами. В результате два кольца сцепляются, и крутящий момент передается от ремня на вал ротора генератора.

Когда двигатель замедляется и ротор начинает опережать двигатель из-за инерции, ролики возвращаются в более глубокие части своих выемок. Теперь они больше не зажимаются между двумя кольцами, так что внутреннее кольцо может свободно вращаться, поскольку ролики просто вращаются против направления вращения внешнего кольца, снижая проскальзывание приводного ремня.

Механизм свободного хода в муфте генератора. 1. Внутреннее кольцо. 2. Ролики. 3. Наружное кольцо

Обгонно-реверсивная муфта генератора

При запуске двигателя и резком повышении числа оборотов на помощь может прийти другой вариант такой муфты, а именно обгонно-реверсивная муфта генератора. Она обладает всеми описанными выше свойствами, но дополнительно имеет пружинный или высокоэластичный демпфер.

В обычной обгонной муфте внутреннее кольцо может свободно вращаться относительно наружного кольца только в прямом направлении. Наличие дополнительного демпфера позволяет внутреннему кольцу немного вращаться в противоположном направлении. Это позволяет синхронизировать скорость вращения генератора со скоростью вращения приводного ремня во время пуска, а также в случае внезапного увеличения числа оборотов двигателя.

Замена обгонных муфт

Обладая свойствами, способствующими продлению срока службы компонентов привода вспомогательных агрегатов, обгонные муфты сами по себе также подвержены естественному износу и периодически нуждаются в замене. Разумеется, срок службы муфты механизма свободного хода, зависит от условий эксплуатации, но после 100 000 километров пробега вероятность отказа значительно возрастает.

Необходимо строго отслеживать признаки неисправности обгонной муфты во время регулярного технического обслуживания или диагностики. В противном случае возможен преждевременный выход из строя ремня и других узлов, которым требуется защита. Поэтому в соответствующем разделе на портале GatesTechZone описаны различные признаки таких неисправностей и соответствующие методы диагностики обгонных шкивов генератора и обгонно-реверсивных муфт генератора.

Сегодня растет доля автомобилей, оснащенных обгонными муфтами генератора. Чрезвычайно важно помнить, что шкивы разных типов не являются взаимозаменяемыми. Для каждой модели необходимо выбрать соответствующий продукт из каталога GatesAutoCat.

Обгонная муфта: виды, работа, недостатки

Интерес владельца автомобиля к обгонной муфте обычно возникает только тогда, когда пробег транспортного средства превышает 100 000 км. Связано это с износом детали и необходимостью ее замены. Как функционирует обгонная муфта? Какие виды детали существуют? По какой причине муфта выходит строя? Обсудим в этой статье.

Обгонная муфта: определение и функционал

Обгонная муфта — это устройство, обеспечивающее плавность хода и независимое вращение вала и шкива внутри механизма генератора при их однонаправленном движении.

Появление обгонной муфты в конструкции автомобиля связано с совершенствованием работы двигателя (увеличением мощности силовых агрегатов, количества цилиндров, повышением качества топлива) и попытками инженеров увеличить срок эксплуатации ремня генератора. Дело в том, что изначально шкив представлял собой цельную деталь, присоединенную к валу генератора с помощью гайки. Подобная жёсткая «сцепка» вызывала рывки при работе мотора, а из-за вращения коленвала и вала генератора с разной скоростью резко возрастала нагрузка на систему ременной передачи с натяжителем.

С развитием автомобилестроения вес и размер генератора увеличились. В машинах стали появляться множество дополнительных устройств и навесного оборудования, потребляющего дополнительную энергию. Постепенно изменились и сами двигатели — они стали менее шумными, при этом крутящий момент ощутимо увеличился. Оптимизация системы привела к появлению в конструкции обгонной муфты со специальным роликовым подшипником внутри, обеспечивающим баланс скорости вращения ведущего вала и вала генератора. Таким образом, ресурс приводного ремня был увеличен с 30 000 до 100 000 км.

Устройство обгонной муфты

Не стоит забывать, что обгонная муфта является составной частью шкива генератора. «Усовершенствованный» и обычный шкив выглядят почти идентично. Различие состоит лишь в том, что у шкива с «начинкой» имеется внешний обод для установки ремня, при этом внутренняя обойма предназначена для навинчивания на вал генератора.

Как было сказано выше, между внутренним и внешним кольцами детали установлены подшипники со стопорными механизмами и элементами вращения. Защитить металл от частиц пыли и дорожной грязи позволяют сальники, установленные с торцевых сторон детали.

Для сравнения: традиционный шкив — это цельнометаллическая запчасть с бороздами, соединенная с втулкой вала соответствующей гайкой. Принцип работы обычного шкива достаточно прост, но, как выяснилось, не эффективен.

Разновидности обгонных муфт генератора

В настоящее время во всем мире производится два основных вида обгонных муфт:

1. Обгонная муфта на основе OAP-технологии (от англ. «Overrunning Alternator Pulley») является примером механизма свободного хода. Муфта такого вида обеспечивает неограниченное вращение ротора генератора при условии, что скорость роторного механизма превышает скорость вращения коленвала генератора. В противном случае, к раскручиваемому ротору «приходит на помощь» ремень генератора. Впервые муфта свободного хода была представлена компанией INA, именно ее инженерам принадлежит идея создания детали.

2. Модификация OAD (от англ. «Overrunning Alternator Decoupler») конструктивно схожа с обгонной муфтой OAP. Отличительным признаком OAD является наличие пружины. Простой, на первый взгляд, компонент конструкции обеспечивает сведение к минимуму биения ремня и более плавный запуск генератора. Производитель обгонно-реверсивных муфт OAD с храповым механизмом, компания Gates, является разработчиком и линейки муфт свободного хода с аббревиатурой OWC (от англ. «One Way Clutch»). Такого рода односторонняя муфта предотвращает обратное вращение и мгновенно блокируется. В зависимости от типа двигателя и особенностей привода используется в конструкции машин применяются различные виды муфт.

Определить, какой тип шкива генератора установлен на автомобиле можно самостоятельно. Более современная генераторная конструкция, обладающая целым рядом преимуществ, имеет темную крышку, выполняющую функцию пыльника. Одновременно наличие гайки стопора свидетельствует о том, что ваша модель транспортного средства оснащена обычным шкивом, известным своими недостатками. К сожалению, расположение узла не позволяет четко разглядеть гайку, поэтому, чаще всего, шкивы отличают по крышке.

Принцип работы обгонной муфты генератора

Функционально подшипники обгонной муфты обеспечивают передачу энергии коленчатого вала на вал генератора в процессе увеличения оборотов и их поддержания. В этот момент стопорные части цепляются к обоймам снаружи и внутри, образуя своего рода якорь, чтобы крутить механизм совместно. При замедлении коленчатого вала детали стопора перестают участвовать в работе системы и, как следствие, внешняя часть шкива, создающая трение ремня, вращается медленнее в сравнении с внутренней частью, соединенной с валом генератора. По такому же принципу крутятся колеса знакомого всем велосипеда.

Возможные неисправности

Сбой в работе обгонной муфты может произойти по следующим причинам:

● Загрязнение и попадание воды внутрь детали. В результате происходит быстрый износ материала, из которого изготовлены подшипники и реверсивные ролики.

● Заклинивание является наиболее распространенной поломкой обгонной муфты. Прекращение действия подшипников и внутренней обоймы происходит из-за истирания поверхностей деталей. Таким образом, система работает как обычный шкив без обгонной муфты.

● Раздельное вращение внутренней и внешней обоймы. Такая проблема возникает по той же причине износа элементов, находящихся внутри шкива. Ремонт потребуется сразу, ведь генератор просто перестанет заряжаться.

● Разрушение обгонной муфты. Разрыв обоймы может произойти вследствие заклинивания роликовых составляющих. Если коленвал существенно обгоняет ротор генератора, или наоборот, часто происходит срыв. “Побочными эффектами” этой поломки может стать серьезная деформация вала генератора, а также механическое повреждение узла привода.

Диагностика обгонной муфты

Обязательная проверка функционирования шкива с обгонной муфтой производится, если:

Автомобильные фары стали светить тускло или на приборное панели загорелся значок неисправности АКБ. (вероятно аккумулятор недостаточно заряжается).
На низких оборотах появились нехарактерный шум и ощутимая при нажатии педали тормоза вибрация, сопровождающиеся сильными рывками, заметными при управлении автомобиля. (такие признаки характерны для заклинивания)

Обычно обследование обгонной муфты производят специалисты путем демонтажа всей конструкции генератора с применением специального ключа. Параллельно диагностируется работа АКПП, состояние трансмиссии, а также стартера и сцепления. Самостоятельное обследование системы не рекомендуется, поскольку требует специальных навыков и опыта.

При обнаружении проблем в работе генератора обращайтесь в официальные сервисные центры ГК FAVORIT MOTORS. Высококвалифицированные мастера сервиса проведут тщательную проверку и ремонт всех значимых систем автомобиля с использованием современного оборудования и оригинальных запасных частей. Мы предлагаем доступные цены и высокое качество обслуживания каждого клиента.

Что такое обгонная муфта и для чего нужна

Многие слышали об этой детали, но не все знают, что такое обгонная муфта и для чего нужна, поэтому стоит разобрать эти вопросы подробнее. Начать стоит с того, что это механизм, предназначенный для остановки вращающего момента от ведомого вала. Начнём с более подробного рассмотрения детали.

Что такое обгонная муфта генератора

Первый вопрос – что такое обгонная муфта генератора и что она представляет собой. Это механическая деталь, которая состоит из ролика, плунжера пружины и вала якоря стартера. И это только самые основные детали.

Есть несколько видов муфт: с храповым и роликовым механизмами. Считается, что первый вариант устройства надёжнее. Её можно в случае необходимости попытаться отремонтировать, роликовый же механизм не разбирается и требует замены детали. Замена или ремонт генераторов на грузовиках так же важен, как и своевременная замена этой детали.

Из-за возможного выхода муфты из строя, специалисты рекомендуют её менять каждые 100 тысяч километров пробега. Есть несколько видов поломок: деталь клинит или её обоймы не зацепляются. В первом случае это чревато быстрым выходом ремня генератора из строя, во втором вращение на вал не идёт, и машина не работает.

Как определить, что Вам нужно обратиться в автосервис? Первыми признаками будут посторонние шумы, такие как дребезг или свист, и отсутствие снабжения электрической системы. Чтобы избежать ремонта стартеров генераторов и других крупных поломок, лучше своевременно посетить автомеханика и заменить деталь.

Для чего нужна обгонная муфта

Мы уже затронули вопрос для чего нужна обгонная муфта, поэтому стоит разобрать его подробнее. Она устанавливается на шкив генератора и предохраняет систему автомобиля от влияния инерции, проскальзывания ремня ГРМ. Его создание помогло решить проблему с быстрым износом ремня и его натяжителя.

При поломке этой не большой, но очень важной детали механизм будто возвращается в прошлое. У изношенного ремня есть все шансы порваться и унести вместе с собой всю систему. Поэтому для предупреждения ремонта стартеров грузовых автомобилей не забывайте вовремя менять тяговую муфту.

Как работает обгонная муфта

Принцип того, как работает обгонная муфта, достаточно прост. В процессе возгорания топлива в двигателе стопорные элементы детали замыкаются и передают крутящий момент на якорь генератора. Если же воспламенения нет, стопорные детали разъединяются и работают независимо друг от друга.

Это даёт нам отсутствие негативных моментов, например, инерционного движения и проскальзывания ремня ГРМ. Если у Вас появились проблемы с тяговой муфтой, можно попытаться заменить её самому или обратиться в автосервис. Это потребует некоторых усилий и знаний как снять подшипник генератора или как устроена система ДВС. Выбор за Вами, как за владельцем авто.

Как мы рассмотрели выше, тяговая муфта – очень важный элемент в устройстве любого автомобиля. Он экономит ресурс ремня генератора, убирает инерцию при работе. Не забывайте своевременно её менять и вся электрическая система автомобиля прослужит намного дольше.

Обгонная муфта генератора: все об устройстве и неисправностях

Муфта свободного хода, иначе называемая обгонной муфтой – это один из важных компонентов автомобильных генераторов, призванных предотвратить передачу крутящего момента ведущему валу в тех случаях, когда скорость вращения ведомого вала становится слишком большой. Кроме того, данная муфта включается в работу в случае, когда крутящий момент нужно передать в одну сторону. Об устройстве муфты свободного хода, ее неисправностях и методике выбора новой детали – в материале Avto.pro.

Немного о работе генератора

Наддув двигателя – это принудительное повышение давление атмосферного воздуха на впуске ДВС. Это позволяет нарастить объем и массу воздуха, поступающего в камеры сгорания. За счет увеличения удельной/литровой мощности ДВС повышается мощность и крутящий момент, а также улучшаются экологические показатели его работы.

Для начала стоит изучить вопрос того, как работает автомобильный генератор. Если вы хотите серьезно разобраться в устройстве данного агрегата, то вам стоит изучить тематические материалы — это довольно интересно. Сейчас же мы рассмотрим некоторые моменты работы генератора и попытаемся разобраться с его устройством. Вообще, автомобильные генераторы состоят из множества элементов, однако к основным его компонентам относят следующие:

• Шкив;
• Корпус;
• Ротор (вращающая часть генератора);
• Статор (неподвижная часть генератора);
• Диодный модуль;
• Защита диодного модуля;
• Регулятор напряжения;
• Щеточный узел.

А лежит в основе работы данного агрегата эффект электромагнитной индукци . Суть его в том, что через катушку из, к примеру, медного провода проходит магнитный поток. Когда значение магнитного потока изменяется, на выводах той самой катушки возникает электрическое напряжение. Значения напряжение при этом пропорционально скорости, с которой меняется магнитный поток. В свою очередь, для возникновения потока через катушку необходимо пустить ток. Резюмируя: в качестве источника переменного магнитного поля выступает ротор ( вращающаяся часть генератора ), а источником электрического потока является статор.

Как только водитель поворачивает ключ зажигания, на обмотку возбуждения генератора подается ток. В обмотке наводится магнитное поле, приводящее ротор в движение. После, начинает вращаться коленчатый вал. Для выработки электрической энергии генератором его вал должен продолжать вращаться. Обороты он получает от коленчатого вала, с которым он связан ременной передачей. И теперь последний момент: приемники электроэнергии питаются постоянным током, тем временем как генератор выдает переменный. Для решения этой проблемы в генераторе имеется выпрямительный блок . Для контроля выходных параметров в конструкцию генератора также включен регулятор напряжения.

Для чего нужна обгонная муфта

Одним из самых слабых мест генераторов является именно ременная передача. Не так давно ремни генераторов служили от силы 30 тысяч километров – после такого пробега они почти гарантированного обрывались. Проблема в том, что двигатель автомобиля работает неравномерно – крутящий момент через вал передавался импульсами, очередность которых соответствовала сгоранию топлива в цилиндрах. В свою очередь, частота вращения ротора должна в 2-3 превышать частоту вращения коленчатого вала . Прибавьте к этому и то, что автомобиль постоянно меняет скоростной режим (разгон-торможение), и представьте, как со временем ремень генератора растягивается, после чего рвется. Нивелировать этот эффект удалось внедрением обгонной муфты, подсоединенной к шкиву генератора. Ее основные элементы:

• Внутренняя обойма, соединенная с ротором;
• Наружная обойма, выходящая на шкив.

Работает обгонная муфта так же, как и бендикс стартера, о котором мы писали в данном материале . Когда вал ротора начинает слишком сильно разгоняться в момент сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах ДВС, стопорные ролики замыкают обоймы муфты, что позволяет передавать весь крутящий момент. Когда смесь не сгорает и коленчатый вал немного притормаживает, скорость вращения наружной обоймы начинает «отставать» от скорости внутренней обоймы. По сути, в этот момент обоймы рассоединены. Шкив и ротор при этом вращаются отдельно друг от друга, что позволяет нивелировать отрицательный эффект разности скоростей вращения.

Подробнее об устройстве

Обгонная муфта генератора – компактное устройство, ответственное за обеспечение плавного и независимого движения шкива и вала генератора при их однонаправленном вращении. Состоит из внутренней обоймы, которая сцеплена со шкивом, и внутренней обоймы, находящейся в зацеплении с валом (якорем) генератора. Между обоймами находится подшипник.

Теперь рассмотрим устройство обгонной муфты в подробностях. Несмотря на то, что ее схема может показаться довольно простой, это по-своему сложное устройство, каждый элемент в котором четко подогнан к смежному и выполняют свою роль. Итак, вот что включает в себя обгонная муфта автомобильного генератора:

• Внешняя обойма, имеющая на внутренней поверхности специальные пазы;
• Ряд пружин на внешней обойме, выталкивающих ролики;
• Внутренняя обойма;
• Ролики, передающие крутящий момент при замыкании обойм.

Существуют также храповые муфты, в которых на внутренней поверхности имеются однонаправленные зубья вместо пазов с роликами. Как и случае более распространенных роликовых муфт, в храповых механизмах имеется собачка, которая прижимается к внешнему кольцу усилием пружины, тем самым замыкая обоймы и позволяя им вращаться с одинаковой частотой. Как несложно догадаться, подобные муфты работают автоматически – за смыкание колец отвечают исключительно механические элементы, что обеспечивает всему устройству не только быстродействие, но еще и высокую износоустойчивость.

Что еще стоит знать об обгонных муфтах

Несмотря на простую конструкцию, муфты генераторов имеют ряд недостатков. Стоит сразу сказать, что муфты с роликовыми и храповыми механизмами имеют свои слабые места. Для начала поговорим о роликовых муфтах . Как уже было сказано, они имеют пазы с выталкивающими роликами. Это накладывает некоторые ограничения:

1. Механизм нельзя отрегулировать;
2. Он требует строгой соосности валов;
3. Его довольно сложно изготовить – геометрию каждого элемента нужно соблюдать.

Более простая, как на первый взгляд, храповая обгонная муфта должна иметь более серьезные минусы. Среди них:

1. Возможность возникновения ударов в момент зацепления собачки с зубьями. Это накладывает ограничения – подобный механизм нельзя использовать в узлах, вращающихся на большой скорости;
2. Повышенная шумность работы. Сегодня изготавливают муфты с собачками, движущимися по часовой стрелке и не задевающими храповое колесо, однако большая часть муфт по-прежнему имеют конструкцию с повышенной шумностью работы;
3. Зубья со временем истираются.

Практика успела показать, что муфты с храповым механизмом оказались более надежными , чем их роликовые аналоги. Что также важно, храповые муфты ремонтопригодны. Попытка отремонтировать устройства с роликами ничего не даст, так как само устройство является неразборным. Даже несмотря на все перечисленные недостатки, муфты обоих типов отличаются достойным эксплуатационным ресурсом и высокой надежностью. В среднем, их ресурс в километрах пробега составляет 100 тыс. км. При этом муфта действительно увеличивает срок службы всей ременной передачи . Ее замена обходится намного дешевле, чем покупка качественного ремня, роликов и натяжителя. Некоторые эксперты говорят, что ременной привод с приводом служит в 5-6 раз дольше привода без этого механизма. Кроме того, он, в целом, работает тише.