Обгонная муфта генератора принцип работы

Содержание:

Зачем нужна обгонная муфта генератора
Замена своими руками
Применение муфты
- Некоторые виды обгонных муфт
- Строение обгонных муфт:
Распространённые неисправности
Примеры использования
Диагностика обгонной муфты
Зачем нужна обгонная муфта генератора
Замена обгонной муфты генератора
Для чего нужна обгонная муфта
Снятие-установка инерционного шкива на авто Skoda Octavia-2
Принцип работы и польза обгонной муфты

Зачем нужна обгонная муфта генератора

Прежде чем приступить к объяснению того, зачем нужна обгонная муфта генератора, нужно отметить, что любой ДВС представляет собой конструкцию, в которой крутящий момент коленчатого вала передается всем другим его элементами неравномерно, а точнее — циклично. Цикл начинается с момента сгорания топливной смеси в цилиндрах и длится два полных его оборота. После этого следует некоторое замедление трансляции крутящего момента, после чего она ускоряется с началом нового цикла.

Как выглядит обгонная муфта

Поскольку детали, которым передается вращение, имеют собственный момент инерции, то их цикличные показатели отличаются от тех, которые присущи самому коленвалу: опережают или отстают от них. Как следствие, при функционировании двигателя детали, которые передают вращательный момент, испытывают неравномерные нагрузки, и поэтому ускоренно изнашиваются. Это в полной мере относится к шкиву генератора и ремню. Следует заметить, что такая неравномерность отрицательно воздействует и на многие другие системы автомобиля, которые напрямую не связаны с двигателем. Именно для того, чтобы ее сгладить, была изобретена и успешно внедрена обгонная муфта генератора.

Интересно, что поскольку больше всего от этой неравномерности страдают ремни и шкивы генераторов дизельных двигателей, то обгонные муфты впервые стали устанавливаться на ДВС, использующие в качестве топлива солярку. Потом их начали применять для оснащения моторов автомобилей представительского класса. Дело в том, что эти машины имеют силовые агрегаты большой мощности, в их салонах монтируется масса электроники, так что потребность в стабильном и надежном электропитании очень актуальна. Обгонные муфты на деле доказали свою высокую эффективность, и сейчас они устанавливаются практически на все современные автомобили, в том числе и относительно недорогие, относящиеся к эконом-классу.

Замена своими руками

Обгонная муфта генератора: что это, строение, принцип действия

Для обеспечения заявленного производителем эксплуатационного ресурса обгонная муфта комплектуется защитной крышкой. Если владелец/сотрудник сервиса забыл ее поставить или она слетела в процессе использования, проникающая внутрь обойм грязь/пыли может заклинить ролики.

Инструмент

Справится с откручиванием заклиневшей муфты обгонной поможет специальная головка. Цена вопроса 170 – 500 рублей, существует несколько вариантов оснастки:

c зубьями на конце в средней части и присоединительным квадратом 1/2» для VW, Skoda, Mercedes, Ford, BMW, Audi и неоторых других авто
шестигранником на 17 и головкой присоединительной на 10 для Toyota и некоторых других азиатских производителей
«звездочка» и шестигранник для муфты генератора машин концерна VAG

Сервисные ключи позволяют демонтировать муфту, не снимая генератор с посадочных мест.

Диагностика

Неправильная работа обгонной муфты генератора определяется «на слух» и механическим способом:

свист, дребезг в салоне извещают о плохом натяжении, перекосе или изношенных посадочных поверхностях («ручьях») шкива
если заклинить отверткой крыльчатку принудительного воздушного охлаждения генератора, муфта должна прокручиваться в обратную сторону свободно, в рабочем положении на некоторую часть поворота, пока ролики не поднимутся вверх для синхронизации оборотов вала и шкива

При заклинивании обойм муфты следует немедленно заменить расходник новым изделием.

Демонтаж

Даже при внешнем осмотре муфты после снятия защитной крышки становится понятно, зачем необходимо использовать специальный сервисный ключ. Вместо обычного крепежного болта здесь применена зубчатая поверхность, для которой требуется инструмент с ответными шлицами.

Оснастка вставляется внутрь муфты, зубья зацепляются, деталь откручивается рожковым ключом или накидной головкой с храповиком.

Установка обгонной муфты

После демонтажа заклинившей муфты обгонной новая деталь устанавливается алогичным способом. Основными нюансами операции замены являются:

усилие затяжки 70 – 90 Нм
установка защитной крышки, предохраняющей от попадания в обоймы пыли и грязи

Если в авто эксплуатировался генератор без обгонной муфты, достаточно подобрать модификацию детали с аналогичными посадочными поверхностями для вала и ремня. Эти диаметры должны совпадать полностью.

Таким образом, даже у специалистов нет единого мнения по поводу целесообразности эксплуатации муфты обгонной вместо традиционного шкива. Окупаемость этого дорогостоящего изделия под сомнением при бюджетной цене ремней и шкивов без двух обойм с роликами внутри. Но основное предназначение – сглаживание моментов инерции на валу, обгонная муфта выполняет в полном объеме без нареканий.

Еще пару десятилетий назад автомобили комплектовались стандартными генераторами, якорь которых приводился в движение через шкив и натяжной ремень от коленчатого вала двигателя, связывались между собой механизмы напрямую, жестко. Обгонная муфта генератора появилась в авто относительно недавно, внедрение этого устройства позволило сгладить передачу крутящего момента от ДВС, за счет чего ремни стали выходить из строя города реже, также увеличился ресурс и генераторных подшипников.

Хотя новшество и приносит определенную пользу, у него есть свои недостатки. Со временем этот узел изнашивается (в среднем ресурс составляет около 100 тыс. км), поэтому нуждается в периодической замене. Ремонтировать саму обгонную муфту генератора (ОМГ) довольно сложно, так как она считается неразборной деталью, хотя некоторые специалисты берутся перепрессовать подшипник. В этой статье мы рассмотрим, по какому принципу работает данный узел, насколько он важен в составе транспортного средства, и как производится его снятие или замена.

Применение муфты

Обгонная муфта генератора: как выявить неисправности

Механизмы свободного хода нашли широкое применение в узлах автомобилей различных производителей. Итак, обгонная муфта присутствует в:

системах запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС): здесь устройство свободного хода является частью стартера. В момент, когда двигатель запустился и набрал рабочие обороты, муфта отключает от него стартер. Без муфты коленчатый вал двигателя мог бы повредить стартер;
АКПП классического типа: в них механизм свободного хода является частью гидротрансформатора – устройства, которое отвечает за передачу и изменение крутящего момента от ДВС к коробке передач;
генераторах – здесь муфта выступает в качестве защитного компонента, ограничивая передачу крутильных колебаний от коленчатого вала ДВС. Также муфта нейтрализует колебания на ремне генератора, снижает шумность ременного привода. В целом, здесь механизм свободного хода существенно продлевает срок службы генератора.

Некоторые виды обгонных муфт

Обгонные муфты, как правило, имеют несложную конструкцию. Для включения/выключения муфты не требуется каких-либо дополнительных исполнительных механизмов.

Самыми простейшими обгонными муфтами можно считать роликовые и сухариковые. Роликовая муфта получила широкое распространение в технике благодаря своей простоте, бесшумности в работе и высокой надёжности:

Обгонная роликовая муфта

Муфта состоит из двух колец – внутреннего и внешнего. В углублениях внутреннего кольца, который является ведущим валом, установлены ролики, которые под действием пружин прижимаются к канавкам на внешнем кольце, ограничивая тем самым его самостоятельное вращение, в результате чего внешнее кольцо начинает вращаться синхронно с внутренним. При достижении внешним кольцом большей угловой скорости, чем у ведущего вала, ролики под действием центробежной силы сжимают пружины, вследствие чего выходят из зацепления с внешним кольцом, которое, не передавая усилий на ведущий вал, может развивать гораздо большую угловую скорость, не повреждая возможными перегрузками весь механизм (трансмиссию).

Самым очевидным является применение обгонных муфт на велосипедах – именно благодаря этим несложным устройствам велосипедисты избавлены от необходимости всё время крутить педали. При отсутствии обгонной муфты на ведущем колесе жёсткое соединение ведомой звёздочки и ступицы колеса педали бы вынуждены всё время крутиться.

Впрочем, на «живом примере» можно более наглядно объяснить и описать принцип действия обгонных муфт, используя в качестве примеры и других образцов использования муфт, попутно рассмотрев некоторые варианты их устройств и предназначение в работе того или иного механизма.

Строение обгонных муфт:

Обойма наружная. Внешняя обойма зацепляется со шкивом.
Обойма внутренняя. Внутренняя обойма соединяется с якорем — валом генератора.
Ролики в два ряда. Они являются соединительными элементами наружной и внутренней обойм. Первый ряд роликов — это игольчатые подшипники. Второй ряд — это спец профилированные фигуры, свободно катающиеся в обойме и являются стопором.
Контактная пластина с установленной в ней сальником.
Втулка цилиндрическая.
Втулка с наклонными плоскостями.
Крышка пластиковая.
Прокладка из материала эластомер.
Профиль со шлицами.

Распространённые неисправности

Обгонная муфта

По конструкции муфта генератора в некоторой степени напоминает подшипник качения, поэтому при возникновении неисправности ее может заклинить. Это приводит к тому, что ременная передача начинает ускоренно изнашиваться, так как моменты инерции больше не компенсируются. В конечном итоге ремень генератора порвется, а натяжитель износится – все эти детали придётся менять.

Для своевременного обнаружения неисправностей муфты надо знать их «симптомы». Наиболее характерными являются следующие признаки:

появляется дребезг в салоне (опытный водитель не сможет его спутать ни с чем);
при медленном движении автомобиль начинает вибрировать;
ремень начинает как бы подпрыгивать;
при включённом моторе слышен характерный свист;
натяжитель начинает щелкать.

Если появляется хотя бы одни из этих признаков, нужно немедленно обращаться на СТО. Мастеру придется провести диагностику всего узла. Если в ходе диагностических процедур будет выявлено, что муфта вышла из строя, ее придется менять — такие узлы ремонту не подлежат.

Есть еще одна типичная неисправность, правда, она менее распространена — муфта начинает крутиться во все стороны. В этом случае при вращении якорь никак не связывается с обоймой. Диагностировать такую неисправность труднее — обязательно придется снимать генератор. Вероятная причина — недозаряд аккумулятора.

Виды поломок и их причины

Обычно обгонная муфта выходит из строя при следующих обстоятельствах:

неисправность шкива;
износ внутренней пружины;
порвался ремень генератора;
пробег более 100 тыс. км;
неисправность обгонного механизма.

Показатели поломки

Признаки неисправности обгонной муфты генератора:

во время работы со стороны генератора доносятся неестественные шумы;
полное прекращение работы генератора;
при работе кондиционера или при медленном движении машины возникает ощутимая вибрация;
свист ремня на высоких оборотах;
короткий треск при запуске или остановке двигателя.

Выявление дефектов

Для диагностики работы узла следует раскрутить двигатель до 4 тыс. оборотов. Затем надо включить зажигание. Необходимо прислушаться к остаточному звуку. Если он напоминает звук остановки турбины, то муфта генератора работает исправно. Если такового нет, то механизм требует замены.

Муфту можно проверить и в демонтированном состоянии, для этого надо сделать следующее:

зажать пальцами внутреннее кольцо;
внешнее кольцо повернуть в направления вращения ремня;
при движении внешней обоймы муфта вышла из строя и её надо менять.

Можно проделать такой же эксперимент. Но вращать внешнюю обойму необходимо в противоположную сторону. В этом случае она, наоборот, должна вращаться. Если же этого не происходит, то деталь вышла из строя.

Визуальная и аудиальная диагностика без демонтажа

Включаем двигатель в холостой режим — при активном движении натяжителя ременной передачи муфта неисправна.
Разгоняем двигатель до 2 тыс. оборотов и отключаем. Жужжащий или свистящий звук – признак неисправности подшипников механизма. Звук треска – свидетельство износа муфты.

Методы диагностики демонтированной муфты

После того, как методы визуальной диагностики показали наличие неисправности, демонтируем муфту. При ближайшем рассмотрении нужно заблокировать внутреннюю обойму, а внешнее кольцо – прокрутить по ходу его естественного движения при работе в системе или в обратном направлении.

Если внутренняя обойма движется – муфта изношена. Если внешнее кольцо не крутится в направлении, обратном движению ремня генератора – шкив неисправен.

Обгонно-реверсивные механизмы свободного движения при проверке должны пружинить, если внешнему кольцу задано направление прямого вращения привода, и свободно вращаться в обратном направлении. При нарушении хода муфта подлежит замене.

Примеры использования

Торцевые гаечные ключи и отвертки

Торцевые гаечные ключи, оснащенные храповым механизмом, ещё называют трещотками. В самом простом варианте конструкции в трещотку стовят по две собачки. Поворотом рычажка можно либо отворачивать гайку, либо её закручивать, не вынимая ключа на каждом обороте, как с обычным инструментом.

Socket Wrench Animation

Торцевые гаечные ключи с храповым механизмом

Кабельные стяжки

Кабельные стяжки делают из пластика одной деталью. Собачка прижимается к зубчатой пластине силой упругости. После затягивания стяжка не ослабляется даже при очень большом усилии.

Храповой механизм кабельной стяжки

Противооткатные устройства

Изначально противооткатные устройства с храповым механизмом начали использовать на железной дороге в горах Пенсильвании, США, при перевозке угля примерно с 1846 года. Чтобы груженый состав по крутому склону не откатился назад в случае отказа двигателя паровоза, на вагонах устанавливались «собачки».

Позже эта схема нашла применение на американских горках, чтобы в случае отключения электричества поезд с любителями острых ощущений не покатился назад.

Противооткатное устройство тележки на американских горках

Лебедки

Лебедки – это механизм для перемещения предметов с помощью каната. Электрическую лебедку устанавливают во внедорожники, чтобы вытянуть из трясины застрявший автомобиль.

Чтобы натянутый трос не разматывался с барабана используют храповой механизм. Примеры его использования на ручных лебедках можно увидеть на этих фотографиях.

Храповой механизм в ручных лебедках

Обгонная муфта велосипеда

Обгонную муфту (англ. overrunning clutch) также называют муфтой свободного хода. Она позволяет предотвратить передачу крутящего момента от ведомого вала (колеса) к ведущему (на цепь и педали), если ведомый вал начинает вращаться быстрее. Например, после прекращения вращения педалей без муфты свободного хода колеса продолжали бы раскручивать цепь и педали, как это было в первых велосипедах. То же самое было бы при спуске с горки.

Впервые обгонную муфту с простейшим храповым механизмом запатентовал в 1869 году Уильям Ван Анден из Покипси, штат Нью-Йорк, США. В обгонной муфте Ван Андена храповик был встроен в ступицу переднего колеса велосипеда.

Примерная схема муфты свободного хода (обгонной муфты) с храповым механизмом Ван Андена

Почти все современные велосипеды – заднеприводные. Обгонная муфта в них встраивается в заднюю втулку или заднюю звездочку. Обгонные муфты с храповым механизмом издают характерный звук и их еще называют велотрещотками.

Ratchet mechanism 5

Пример работы муфты свободного ходаМуфта свободного хода с храповым механизмом в задней звездочке велосипеда

Обгонная муфта стартера автомобиля

Механизм свободного хода с храповиком используется в стартерах автомобилей как защитное устройство. Стартер – это механизм, который с помощью электромотора запускает двигатель внутреннего сгорания, вращая его коленвал через маховик.

Скорость вращения ведомого зубчатого колеса стартера невысокая – может быть около 3000 об/мин. После запуска двигатель на холостом ходу развивает около 1000 об/мин. Но передаточное отношения стартер-маховик из-за разности диаметров зубчатых колес может достигать значения 20:1. Т.е. запущенный двигатель на холостых оборотах может раскрутить электромотор стартера до 20 000 об/мин.

Чтобы стартер не вышел из строя после запуска двигателя на него ставят обгонную муфту.

Стартер автомобиля

Коробка передач автомобиля

В данном примере собачка храпового механизма используется для перевода автоматической коробки передач в режим парковки.

Храповик в автоматической коробке передач автомобиля

Диагностика обгонной муфты

Когда начали использовать муфты с обгоняющим эффектом, то ресурс ременной передачи и других деталей увеличился, примерно, в 6 раз. К тому же, уменьшились шумы ременной передачи и возникающая периодически вибрация.

При износе и выходе из строя хотя бы одной детали муфты, то, как правило, муфта стопорится.

Диагностика износа муфты

Замена неисправного механизма осуществляется после диагностики. Первый и самый очевидный признак износа обгонной муфты – это появление характерного шума в салоне автомобиля при работающем двигателе. Такой звук напоминает дребезжание и заметно отличается от любых других звуков. Время от времени, заметно появление вполне ощутимых вибраций при движении.

Диагностику начинают с внешнего осмотра. Для этого, открывают капот и проверяют целостность сальника и крышки корпуса. Если заметны следы протекающей смазки – значит, узел нуждается в срочной замене. Если внешне ничего обнаружить не удалось, можно провести контрольный тест. Оставьте капот открытым и запустите двигатель автомобиля. Разгоните коленчатый вал до четырех тысяч оборотов. После этого заглушите двигатель, и если остаточное звучание сопровождается все тем же звуком, значит, муфта достаточно изношена и подлежит замене.

Что будет, если муфту заклинит?

Если произошло стопорение, подшипники муфты больше не вращаются и не движутся по поверхностям обойм, то ременная передача превращается в обычную, то есть, без защитного эффекта от силы инерции. Это значит, что при разных скоростях вращения коленчатого вала двигателя и вала генератора, будет быстро изнашиваться ремень, а, если ремень очень крепкий, то, возможно будет износ деталей двигателя.

Признаки поломок обгонной муфты:

Сильно начинает прыгать ремень, то есть появляется вибрация.
При запуске на холодную (когда мотор холодный), ремень издает свист, писк.
В натяжителе ремня слышны щелчки.

Поломанные детали муфты выглядят так:

Проверка снятого генератора с муфтой:

Застопорить якорь отверткой через отверстие в крышке. При зафиксированном якоре внешняя обойма должна вращаться только в одну сторону. В одну сторону легко вращается, в другую — нет. Это исправная муфта. Если вращается и туда, и сюда, то муфта не рабочая.

Не рабочую муфту желательно заменить на новую, а то придется очень часто менять ремень генератора и слышать свист ременной передачи.

Зачем нужна обгонная муфта генератора

Как выглядит обгонная муфта

Замена обгонной муфты генератора

Для начала следует пояснить два момента. Первый – муфта является узлом не разборным и не подлежит ремонту. Поэтому, любые попытки ее починить, скорее всего, обернутся провалом и могут стать причиной ее заклинивания. Второй момент – если шкив генератора имеет простую гайку, то это не обгонная муфта, а самый обыкновенный шкив. Гайка муфты имеет специальную крышку, которая защищает ее и механизм муфты от попадания инородных частиц и влаги.

Чтобы снять муфту, ослабьте ремень генератора с помощью регулировочной планки и открутите гайку крепления муфты. Для этого применяйте головку, так как простым ключом подлезть практически невозможно.

После снятия муфты, установите новый механизм. При монтаже старайтесь не применять ударных инструментов, так как это может стать причиной заклинивания, которое негативно скажется на ремне. Если она идет слишком туго, то используйте мягкую прокладку между молотком и муфтой.

На этом замена муфты завершается. Проверить ее работу можно, покрутив ее в разные стороны. Как правило, исправная муфта вращается только в одну сторону, а в другую она вращается вместе со шкивом генератора.

Источники

Источник — https://m.etlib.ru/blog/1218-obgonnaya-mufta-generatora Источник — https://avto.pro/autonews/obgonnaya_mufta_generatora_vse_ob_ustroystve_i-20190610/ Источник — https://favorit-motors.ru/articles/obsluzhivanie-i-remont/mufta-auto/ Источник — https://carnovato.ru/obgonnaja-mufta-generatora-princip-raboty-zamena/ Источник — https://techautoport.ru/transmissiya/sceplenie-i-mufty/obgonnaya-mufta.html Источник — https://auto.today/bok/3008-obgonnaya-mufta-generatora-chto-eto-takoe.html Источник — https://www.autospace.by/information/articles/shkiv-generatora-s-obgonnoy-muftoy Источник — https://life-with-cars.ru/ustrojstvo-avtomobilya/dlya-chego-nuzhna-obgonnaya-mufta-generatora-na-samom-dele/ Источник — https://fastmb.ru/autoremont/3200-tipichnye-neispravnosti-obgonnoy-mufty-generatora.html Источник — https://avtoremont-tolyatti.ru/novosti/404-ustrojstvo-i-printsip-raboty-obgonnoj-mufty Источник — https://vipwash.ru/elektrika-avtomobilya/obgonnaya-mufta-generatora

Для чего нужна обгонная муфта

В современных автомобилях очень много различных периферийных электрических и электронных устройств, которые раньше конструкция транспортного средства не предусматривала. Это и кондиционер, и система инжекторного впрыска топлива, и электронный блок управления. Вполне естественно, что потребление электрического тока бортовой сетью существенно увеличилось – его стало требоваться больше. А чтобы вырабатывать больше электричества, нужен генератор больших размеров.

Тут-то и кроется корень проблемы. Для вращения более тяжелого ротора необходимо куда большее усилие. Однако двигатель работает неравномерно: присутствуют небольшие паузы. Они обусловлены сутью функционирования цилиндров. Невооруженным глазом их не заметить – продолжительность составляет всего несколько миллисекунд. Но на работе генератора они сказываются:

из-за неравномерной нагрузки на передаточный ремень он быстро изнашивается;
по причине неравномерного вращения ротора возможны скачки напряжения в бортовой электросети.

Таким образом, после того, как генераторы стали более мощными и тяжелыми, возникла потребность в стабилизации их работы. В качестве детали, которая предназначена для того, чтобы сделать вращение более ровным, стали использовать обгонную муфту. На самом деле это далеко не новое изобретение. Она широко применяется в велосипедах для того, чтобы педали не вращались во время движения по инерции. Теперь ее стали применять и в автомобилях. Ранее она тоже в них использовалась, только устанавливали ее не в генератор, а в стартер.

обгонная муфта

Снятие-установка инерционного шкива на авто Skoda Octavia-2

На Октавии обгонную муфту можно заменить на месте, не снимая генераторный узел, свободное пространство впереди позволяет добраться до нужного механизма. Выполняем операцию в следующем порядке:

выключаем зажигание, в целях безопасности отсоединяем массовую клемму аккумулятора;
снимаем бачок абсорбера вместе со шлангом, в первую очередь следует отсоединить штуцер патрубка;
бачок вынимаем вверх, затем следует снять генераторный ремень, для этого ослабляем гайку 17 мм на натяжном ролике;
специальное приспособление для снятия шкива имеет достаточно длинный шток и устанавливается в шлицы с перекосом, поэтому лучше ключ модернизировать – заменить его на шестигранную биту;
закрепив приспособление на шкиве, пытаемся открутить муфту.

Когда ОМГ закручена очень туго, приходится снимать и разбирать генератор, зажимать его в тиски, другого выхода здесь нет. Установка муфты производится в обратной последовательности, очень туго ее затягивать необязательно. Еще нужно не забыть поставить защитный колпак, если этого не сделать, вовнутрь механизма попадет влага и грязь, детали быстро заржавеют и выйдут из строя.

Принцип работы и польза обгонной муфты

Генератор, который является источником электроэнергии, приводится в движение от двигателя внутреннего сгорания, но так как мотор работает на различных оборотах, его крутящий момент постоянно меняется. Генераторный якорь (ротор), приводимый в движение от ДВС, крутится по инерции и при смене режима продолжает вращаться в том же ритме, поэтому и нагрузка на ремень в эти моменты значительно возрастает.

Обгонная муфта (другое название – инерционный шкив) предназначена для сглаживания перепадов крутящего момента, этот механизм работает по принципу бендикса в стартере. Когда движок набирает обороты, части обгонной муфты находятся между собой в зацеплении, обеспечивая жесткую связь и максимальную передачу движения. При отпускании педали газа детали ОМГ между собой размыкаются, ротор продолжает крутиться по инерции независимо от двигателя. Таким образом, исключается инерционная зависимость, ремень и подшипники генератора уже не нагружены до предела, поэтому их ресурс значительно возрастает.

Сейчас читают

Сначала инерционные шкивы устанавливались только на дизелях, позднее они появились и на автомобилях премиум-класса с бензиновыми мощными движками. Сейчас такие устройства можно встретить на многих моделях авто, например, на Форд Транзит или Ссанг Йонг Кайрон с дизельными моторами, и уже не являются редкостью.