Что такое обгонная муфта генератора

Что такое обгонная муфта генератора

Это механизм, позволяющий устранить момент инерции и импульсную работу двигателя машины. Обгонная муфта устанавливается на шкиве генератора.

Назначение

Функция муфты состоит в том, чтобы устранять инерцию с ротора, которая поступает на ремень генератора. Это позволяет продлить его срок службы с 30 тыс. км. (как было раньше, до разработки устройства) до 100 тыс. км.

Устройство

Обгонная муфта генератора представляет собой две обоймы:

  • внешняя, соединена со шкивом генератора;
  • внутренняя, связана с валом якоря генератора;

Между ними есть слой специальных роликов, уложенных в два слоя:

  • 1 уровень — игольчатые подшипники;
  • 2 уровень — профилированные фигуры. Они нужны для того, чтобы выполнять роль стопорного механизма.

Эти обоймы интегрированы друг в друга.

Устройство и принцип работы обгонной муфты генератора

Устройство обгонной муфты:

  • стопорные ролики;
  • верхняя обойма;
  • нижняя обойма;
  • подшипники;
  • пластина с сальником;
  • обычная и наклонная внутренние втулки;
  • пластиковый кожух;
  • эластомерная прокладка;
  • сальники.

Сальники снижают риск попадания грязи внутрь системы.

Принцип работы обгонной муфты генератора несложен, но и не лишен изящности. Компонент крепится на валу генератора нижней обоймой, а верхней обоймой — на шкиве. В период сгорания топлива коленвал ускоряется. В это время обоймы муфты вводятся в зацепление роликами, что приводит к передаче энергии вращения от ремня к генератору. В периоды торможения коленвала обоймы муфты вращаются с различной скоростью, и это становится причиной их разъединения стопорными механизмами. Якорь генератора со шкивом вращаются сами по себе. В результате ремень прекращает дергаться и увеличивается срок его эксплуатации.

После завершения цикла начинают выводиться отработанные газы, а коленвал вращается медленнее. При этому нижняя обойма начинает вращаться быстрее внешней, и в целях предотвращения ее притормаживания происходит размыкание стопорного устройства. Потом цикл повторяется. Так происходит своеобразный обман инерции — то есть сводится на «нет» её воздействие на шкив.

Обгонная муфта генератора – принцип работы

Еще лет 15–20 назад ремни генератора служили не более 25–30 тысяч километров езды, после чего их приходилось менять из-за неизбежного разрыва. Столь малый эксплуатационный ресурс ремней обусловлен неравномерностью функционирования двигателя автомобиля, крутящий момент от коего передается импульсами при сгорании топлива в цилиндрах.

За два полных оборота коленчатого вала данный проц

За два полных оборота коленчатого вала данный процесс осуществляется один раз, что вызывает непостоянный показатель вращения коленвала. При этом детали, приводимые в действие ремнем генератора, вращаются по инерции с иной цикличностью, нежели вал (они либо опережают его, либо существенно отстают). Если к описанному явлению прибавить режимы разгона машины и ее торможения, запуска и остановки двигателя, можно понять, почему фиксируется растяжка ремня, а затем (через некоторое время) и его разрыв.

Чтобы нивелировать этот негативный факт и была создана обгонная муфта, которую просто-напросто встроили в шкив генератора. Она располагает двумя обоймами:

  • внутренней, связанной с валом генераторного якоря;
  • наружной, которая соединяется непосредственно со шкивом.

Принцип функционирования данного узла аналогичен п

Принцип функционирования данного узла аналогичен принципу, по которому работает бендикс стартера. При разгоне якоря во время сгорания топлива в цилиндрах специальные стопорные ролики замыкают друг с другом две части обоймы муфты, и на якорь поступает крутящий момент. А когда горючее не сгорает (вращение коленчатого вала притормаживается из-за сжатия топлива), наружная обойма начинает «отставать» от внутренней. Это приводит к разъединению обойм, а значит, вращение якоря и шкива становится самостоятельным, что и обеспечивает отсутствие отрицательного воздействия инерции на генераторный ремень.

Преимущества и недостатки

Обгонная муфта имеет следующие преимущества:

  • автоматическое включение и отключение механизма (муфта не нуждается в наличии приводов управления);
  • с помощью механизмов свободного хода упрощаются конструкции узлов и агрегатов машины;
  • простота конструкции.


Принцип работы обгонной муфты Отметим, что обгонная муфта с храповым механизмом более надежна, чем устройство с роликами. При этом храповый механизм является ремонтопригодным, в отличие от механизма с роликами. Попытки починить роликовую обгонную муфту – это пустая трата времени, так как она является неразборным узлом. Обычно при ее поломке устанавливается новая аналогичная деталь. При монтаже новой роликовой муфты нельзя применять ударные инструменты, так как механизм может заклинить.

Обгонная муфта не лишена недостатков. Минусы роликового механизма свободного хода следующие:

  • невозможность регулирования;
  • строгая соосность валов;
  • повышенная точность изготовления.

Обгонная муфта с храповым механизмом имеет следующие недостатки:

  • Главный недостаток – удар при зацеплении собачки с зубьями. Из-за этого такой тип механизма свободного хода не может быть применен в узлах, работающих с большими скоростями, или в случаях, когда требуется большая частота включений.
  • Храповый механизм вращается с характерным шумом. Отметим, что сейчас имеются механизмы, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает храповое колесо и, соответственно, не издает шума.
  • Из-за больших нагрузок зубья храпового колеса стираются, после чего обгонная муфта выходит из строя.

Где первый раз установили

Самый меньший ресурс ременной передачи был  на дизельных вариантах (не больше 15000 км), у них большая скорость нарастания давления (больше крутящий момент), а также большее торможение коленвала на сжатии, нужно было что-то делать, именно эти агрегаты впервые обзавелись обгонными составляющими, которые прекрасно себя зарекомендовали.

Далее были машины представительского класса, а именно большие, объемные двигатели, с большим количеством электроники в салоне. Генераторы должны были быть массивнее, якоря тяжелее, инерция больше.

Сегодня же мы видим такие муфты практически на всех автомобилях, как говорится от «мало до велика». Действительно это очень нужный узел!

Принцип работы муфты

Схема роликовой обгонной муфты

Разберем принцип действия роликовой муфты свободного хода, так как данная разновидность этого механизма наиболее распространена в автомобильной промышленности.

Роликовая муфта свободного хода делится на две полумуфты: первая полумуфта жестко зафиксирована на ведущем валу, вторая полумуфта соединена с ведомым валом. При вращении ведущего вала по часовой стрелке ролики муфты из-за действия силы трения и пружин перекатываются в узкую часть зазора между двумя полумуфтами. После этого происходит заклинивание, при этом крутящий момент начинает передаваться от ведущей полумуфты к ведомой.

При вращении ведущей полумуфты против часовой стрелки ролики перекатываются в широкую часть зазора между двумя полумуфтами. Происходит разъединение ведущего и ведомого валов, при этом момент также перестает передаваться.

Исходя из принципа работы, отметим, что роликовая муфта свободного хода передает крутящий момент лишь в одном направлении. При вращении в другую сторону муфта просто прокручивается.

Выбор нового механизма

  • VIN-коду;
  • Параметрам автомобиля (марка, модель, год, двигатель);
  • Каталожному номеру запчасти.

Практика успела показать, что в покупке оригинальной запчасти нет необходимости. Обгонные муфты для первичной комплектации автомобилей производит ограниченное число фирм. Они же представлены и на вторичной рынке. На вторичном рынке их продукция реализуется под именами собственных брендов. Хоть качество неоригинальных запчастей может немного уступать качеству оригиналов, их стоимость оказывается намного более демократичной. Стоит обратить внимание на обгонные муфты под именами таких брендов:

  • Valeo (Франция);
  • INA (Германия);
  • Gates (США);
  • Magneti Marelli (Италия);
  • LUK (Германия).

Принцип действия

По своему принципу действия устройство напоминает бендикс стартера. В момент возгорания топливной смеси в цилиндрах силового агрегата увеличивается скорость вращения внешней обоймы, на которую подается энергия от коленчатого вала. Внешняя часть соединяется с внутренней, что обеспечивает раскрутку якоря и шкива генератора. В момент окончания цикла скорость вращения коленчатого вала значительно снижается, внутренняя обойма обгоняет внешнюю, происходит их разъединение, после чего цикл вновь повторяется.

В подобном механизме в большой мере нуждались дизельные силовые установки, но со временем устройство стали внедрять в конструкцию бензиновых аналогов. Ford Tranist, является, пожалуй, наиболее известным автомобилем, оснащенным генератором с инерционным шкивом. Сегодня многие модели авто получают именно такую систему в силу того, что надежное электропитание и бесперебойная работа электроники приобретает все большую актуальность. После того, как выяснили, для чего необходима обгонная муфта генератора, можно переходить к следующему этапу – её обслуживание и замена.

Как проверить обгонную муфту генератора?

Как проверить обгонную муфту, ведь перечисленные п

Как проверить обгонную муфту, ведь перечисленные признаки могут быть вызваны и другими агрегатами? К сожалению никакого инструмента для диагностики этого узла не существует. Также проверка обгонной муфты усложняется тем фактором, что самый эффективный метод — это проверка демонтированной детали, а это может быть сложно и долго.

Так как проверить обгонную муфту генератора без демонтажа генератора или самой детали? Включите двигатель, раскрутите его минимум до 2000 оборотов, а лучше больше, и потом выключите зажигание. Если слышите гудящий звук замедляющегося генератора, то значит все в порядке. Если слышите свист или жужжание, то скорее всего подшипники муфты изношены. Если слышите треск, она однозначно заклинила.

Когда стоит обгонная муфта OAD вида, то не снимая ее, на автомобиле, можно проверить еще и с помощью специального инструмента, который позволит прокручивать вал генератора. Если вы чувствуете как при прокручивании в направлении движения шкив проворачивается с растягиванием пружины — все в порядке. Если вы не можете его проворачивать либо пружина не тянется, то муфта однозначно непригодна для эксплуатации. Замене обгонная муфта подлежит если приходится прикладывает усилие более чем 1-1.5 Нм либо крутится рывками.

Если же вы все-таки сняли муфту с автомобиля, то проверка элементарная. Просто заблокируйте пальцами внутреннюю часть шкива и покрутите внешнюю часть. У работающей муфты она будет крутиться в одну сторону и блокироваться при движении в другую сторону. Нерабочая муфта будет или крутиться в обе стороны или не крутиться вообще.

Чтобы не проводить подобных проверок, лучше всего менять эту деталь каждые 100 000 километров, если другое не предписано автопроизводителем. Средний ресурс этой запчасти именно такой, и если она не вышла из строя раньше, то лучше не рисковать. Одновременно вместе с муфтой стоит менять натяжитель и ремень, а также другие сопряженные детали, если они есть. Причем если муфта вышла из строя раньше, то ремень все равно стоит заменить. Потому что когда шкив с нерабочей муфтой успел поработать какое-то время, он однозначно повредил ремень и тот скоро порвется. Вам же не нужен этот риск?

Признаки и причины неисправности инерционного шкива

Неисправность обгонной муфты можно определить по следующим признакам:

  • под капотом появился щелкающий звук, который особенно хорошо слышен на оборотах меньше 2000;
  • ремень стал чаще выходить из строя, или увеличилась вибрация натяжного ремня;
  • пропадала зарядка.

В основном в ОМГ заклинивает подшипник, то есть, муфта становится постоянно включенной, якорь всегда крутится в независимости от оборотов ДВС. В этом случае генератор работает, как с обычным шкивом, поэтому ремни, генераторные подшипники, натяжные ролики получают дополнительную нагрузку, выходят из строя чаще. Некоторые автовладельцы, не желая заморачиваться с заменой муфты, заваривают подшипник, предпочитая лишний раз заменить ремень, чем покупать новый инерционный шкив.

Когда ролики ОМГ перестают блокироваться, ротор ге

Когда ролики ОМГ перестают блокироваться, ротор генератора практически не крутится, пропадает зарядка. При этом внешним осмотром определить неисправность сложно: если скинуть ремень и вращать рукой вал за шкив, якорь будет крутиться, так как не встречает никакого сопротивления, дефект проявляется только под нагрузкой. Обнаружить поломку в любом случае удается, если муфта совсем разваливается, в некоторых особенно запущенных случаях она и вовсе отлетает.

Инерционный шкив выходит из строя по следующим причинам:

  • по истечению ресурса (через 100-150 тысяч километров пробега);
  • из-за попадания грязи в механизм при отсутствии защитного колпачка;
  • из-за слишком сильной натяжки ремня;
  • в результате механического повреждения (после удара);
  • если генератор установлен с перекосом.

Со снятым ремнем муфту проверяем так:

  • прокручиваем шкив рукой и резко его останавливаем, при исправном механизме будет заметно, что якорь после остановки еще некоторое время двигается;
  • отверткой жестко фиксируем крыльчатку от проворачивания, пытаемся провернуть ОМГ: она должна вращаться против только часовой стрелки и застопориваться, если ее пытаться направить в противоположную сторону.

Еще можно визуально проконтролировать, как ведет себя инерционный шкив в работе – после остановки двигателя при исправной муфте лопасти ротора должны некоторое время вращаться.

Конструктивные особенности обгонной муфты

Существует много типов обгонной муфты. Однако, многие из них основаны на конструкции одного простейшего механизма: наружной и внутренней втулки.

Помимо двух основных частей, в обгонной муфте генератора есть и несколько других мелких, не менее важных частей. Обычно, они представляют собой два ряда с роликами. Первый ряд перемещается по внутренней части муфты и выполняет затормаживающую функцию. Второй ряд роликов представляет собой комплекс подшипников игольчатого вида.

Также есть и другие составляющие:

1. Пластмассовая крышка корпуса.

2. Специальная контактная пластинка, которая снабжается резиновым сальником.

3. Эластомеровая прокладка.

4. Профиль, имеющий шлицевое соединение.

5. Две втулки. Первая имеет специальную наклонную плоскость, вторая – представляет собой самую обычную втулку.

Эксплуатация шкива с муфтой без применения пластмассовой крышки категорически запрещается. Под крышкой содержится смазывающее вещество, которое продлевает срок эксплуатации механизма. Утечки этого вещества недопустимы, иначе механизм выйдет из срока раньше положенного времени.

Обгонная муфта шкива генератора

Применение муфт свободного хода в шкивах генераторов обусловлено малыми сроками службы приводных ремней. В шкиве генератора установлено два ряда роликовых подшипников.

Один ряд выполняет, так сказать, основную функцию – обеспечивает вращение шкива, и, следовательно, ротора генератора. Другой ряд роликов при резком уменьшении числа оборотов двигателя «притормаживает» ротор, в результате чего шкив продолжает свободно вращаться.

В результате рывки, которые испытывает приводной ремень, пропадают, что положительно сказывается на сроке его службы. Конструкция обгонной муфты шкива и бендикса стартера довольно схожи – в качестве элементов, передающих крутящий момент, используются ролики.

В чем собственно проблема

Как появились первые переднеприводные машины, с различными ГУРАМИ и ЭУРАМИ, кондиционерами и прочей навесной «прелестью», а также решили отказаться от карбюратора в сторону инжектора, стало только хуже. Требовалось больше энергии, а соответственно детали генерирующей установки (сам корпус, якорь и прочее) нужно было делать больше, инерция всех этих агрегатов только увеличивалась.

С другой стороны двигатель не работает ровно, крутящий момент передается импульсами, а именно когда происходит сгорание в цилиндрах (один раз за каждые два оборота коленчатого вала). То есть условно, происходит сгорание — резкое ускорения, цикл отвода отработанных газов небольшое проседание. Думаю это понятно.

Однако остальные части системы, которые раскручиваются при помощи ремня, не способны на такие скачки. Из-за инерции валов или якорей, они то отстают от коленвала (когда происходит воспламенение), либо перегоняют (отвод газов). Стоит прибавить сюда – пуски и остановки двигателя, резкий разгон и торможение. Вот она основная проблема – такие скачки, изнашивают ременную передачу, а в один момент она банально рвется.

Понятное дело, что нужно что-то делать, а именно нивелировать (сгладить) эти моменты инерции и импульсную работу силовой установки. Был разработан специальный и достаточно компактный механизм.

Это интересно: Амортизатор газовый или масляный – как сделать разумный выбор между ними?

Снятие инерционного шкива генератора Toyota Avensis

На Тойоте Авенсис с дизельным двигателем 1AD-FTV для демонтажа муфты также приходится снимать полностью генератор, который находится в правом углу моторного отсека, внизу, ближе к переднему пассажиру. К тому же здесь, чтобы добраться до нужного узла, приходится поддомкрачивать машину, откручивать правое колесо.

Отвернуть крепление генератора в целом несложно, вся проблема состоит в том, как вынуть это устройство. Сам обгонный шкив снимается стандартно специальным ключом, и в этом случае тоже лучше располовинивать корпус, а для откручивания ОМГ воспользоваться шестигранником, зажав якорь в тисках.

Разъединять части корпуса генератора нужно внимательно и аккуратно, поспешив, можно нарушить обмотку статора, оборвать провода.

Как определить, что муфта вышла из строя

С обгонным элементом, по мнению некоторых экспертов, ресурс вырос примерно в 5 — 6 раз. Ушла вибрация (связанная с ослабление ремня), инерционная нагрузка на другие элементы в системе, стало заметно меньше шума. Одни плюсы!

Но стоит помнить что муфта не бесконечная, она как любой другой подшипник изнашивается и как правило ее сразу «клинит».

ЗАПОМНИТЕ – ресурс примерно 100 000 километров, бывает чуть больше, но после этого ее желательно заменить и НЕ ТЯНУТЬ С ЭТИМ.

Чем чревато если ее заклинит? ДА собственно ременная передача превращается в обычную, как было лет так 20 – 30 назад, то есть нет нивелирования инерции, проскальзывания, ИНОС ремня увеличивается в разы. А если он у вас уже итак изношен (ведь зачастую пробег больше 100 тысяч), то есть очень быстро порвет. Кстати быстро умрет и его «натяжитель».

Первые признаки это:

  • Ременная передача начинает прыгать. То есть если раньше все было ровно, то сейчас ее просто «колбасит», это не с чем не перепутать.
  • Зачастую с утра начинается пронзительный свист или писк.
  • Появляются щелчки «натяжителя»

После того как снимете проверка такая, стопорим якорь (можно сделать отверткой через верхнюю крышку). В одну сторону она вращаться не должна (стопор отверткой), а вот в другую должна легко вращаться. Если такого не происходит, вышла из строя. Смотрим подробное видео.

Однако есть и другая, менее распространенная поломка – когда муфта «не стопорится», а всегда крутится в обе стороны, то есть она практически не связывает якорь и внешнюю обойму. В этом случае диагностика намного сложнее, только при съеме генератора. Понять что дело именно в этом узле крайне сложно, но косвенной причиной будет недозаряд аккумулятора либо мерцание значка АКБ на панели приборов.

Если не сменить обгонный элемент? У вас так и будет рвать ремень через очень короткий промежуток времени, ведь якоря современных генераторов достаточно массивные. По утрам так и будет свист, будут проявляться непонятные вибрации.

Строение обгонной муфты

Кроме двух обойм в рассматриваемом нами механизме имеются ролики (обычно их выстраивают в два ряда). Один ряд – это ролики, перемещающиеся по внутренней обойме (по профилированной ее части) и выполняющие функцию стопорного механизма. Другой ряд состоит из роликов, которые играют роль подшипников игольчатого типа.

Другие составляющие муфты:

  • пластина (контактная), оснащенная сальником;
  • две внутренние втулки (первая – обычная, вторая выполнена с наклонными плоскостями);
  • крышка из пластика;
  • прокладка, изготовленная из прочного эластомера;
  • шлицевой профиль.

Без пластиковой крышки эксплуатировать шкив с муфтой запрещается. Такая крышка монтируется всего один раз. Ее установка выполняется вручную без малейших затруднений.

Заключение

Для чего нужна обгонная муфта? Она способствует продлению ресурса работы ГРМ. Ремни газораспределительного механизма остаются в порядке вдвое или втрое дольше. В случае поломки муфты обязательно нужно ее заменить – и посрочнее, чтобы не пострадали другие рабочие элементы автомобиля.