Принцип работы обгонной муфты генератора автомобиля
Механизм свободного хода генератора
Двигатели внутреннего сгорания вращаются неравномерно. Вращение коленчатого вала постоянно ускоряется и замедляется вследствие того, что рабочий цикл в таком двигателе совершается за четыре хода поршня. Возникающая в результате этого вибрация передается на привод вспомогательных механизмов, что приводит к усилению шума и сокращению срока службы приводного ремня. Более того, вибрация создает значительные отклонения в крутящем моменте двигателя, а также высокие нагрузки на довольно тяжелый ротор генератора. Так как ротор генератора имеет наивысший массовый момент инерции, это оказывает огромное влияние на привод вспомогательных механизмов.
Вот почему в современных автомобилях генератор оснащен шкивом свободного хода (именуемым также механизмом свободного хода генератора). Его устанавливают непосредственно на роторе генератора, и он передает движение только в одном направлении вращения. Таким образом он изолирует генератор от вибрации коленчатого вала, благодаря чему ремённая передача работает более плавно и тихо и также увеличивается срок службы приводного ремня.
Уравновешивание сил инерции в ремённой передаче обеспечивает следующие преимущества:
• Повышение комфорта для пассажиров благодаря более плавной работе ремённой передачи
• Снижение шума в работе привода вспомогательных механизмов (не происходит соскальзывание)
• Увеличение срока службы ремённой передачи
• Ослабление вредных воздействий сил инерции ротора генератора на ремённую передачу
• Снижение расхода топлива
Отличия и характеристики различных механизмов свободного хода генератора
В настоящее время на рынке существуют два типа механизмов свободного хода генератора: шкив генератора с обгонной муфтой (OAP — Overrunning Alternator Pulley) и обгонно-реверсивная муфта генератора (OAD — Overrunning Alternator Decoupler).
OAP имеет простую обгонную муфту, расположенную внутри шкива.
После выключения двигателя ротор генератора продолжает вращаться из-за своей большой массы, но при этом он не приводит в движение шкив.
В отличие от OAP, кроме функции свободного хода, OAD имеет торсионную пружину, с помощью которой поглощается энергия. Эта пружина поглощает неравномерности вращения коленчатого вала и предотвращает их неблагоприятное воздействие на генератор и, следовательно, на привод вспомогательных механизмов.
Неблагоприятные последствия, вызываемые неисправностью механизма свободного хода генератора
Если механизм свободного хода генератора заклинивает, вибрации двигателя перестают погашаться, из-за чего движущийся приводной ремень шумит при низких оборотах двигателя. С увеличением движений приводного ремня натяжное устройство для ремня подвергается более высоким нагрузкам, в результате чего оба они — натяжное устройство для ремня и механизм свободного хода генератора — могут сломаться. В худшем случае может быть серьезно поврежден двигатель.
На рисунке ниже показаны виды повреждений, вызванные неисправностью механизма свободного хода генератора.
Осмотр механизма свободного хода генератора
Во время работы двигателя признаками того, что механизм свободного хода генератора неисправен, являются неравномерное движение приводного ремня и избыточный шум, который он производит. Если механизм свободного хода генератора исправен, то после выключения двигателя ротор генератора постепенно замедляет движение и останавливается.
Чтобы проверить правильную работу механизма свободного хода генератора, следует выполнить следующее: — Снимите поликлиновый ремень и крышку.
— Установите монтажный инструмент, обхватите шкив одной рукой и другой рукой поверните монтажный инструмент в обоих направлениях.
OAP: механизм работает правильно, если он свободно поворачивается в одном направлении и немедленно блокирует движение в противоположном направлении.
OAD: механизм работает правильно, если он свободно поворачивается в одном направлении, а в противоположном направлении быстро возрастает сопротивление движению вплоть до полной остановки. Если механизм свободного хода генератора не пройдет тест, его следует заменить.
bilstein group рекомендует:
• Проверьте работу механизма свободного хода генератора во время визуального осмотра или при замене вспомогательных механизмов привода и, если требуется, замените его.
• При установке нового генератора всегда заменяйте механизм его свободного хода.
• Все три компонента: поликлиновый ремень, натяжное устройство для ремня и механизм свободного хода генератора следует заменять одновременно.
• Заменяйте механизм свободного хода генератора каждые 120000 км.
Обгонная муфта генератора
Зачем это нужно? Хотели как лучше. Во времена, еще памятные водителям со стажем, ремни генератора, даже не самые плохие, выхаживали лишь 20-30 тыс. км пробега, а затем могли разорваться.
Казалось бы, при правильном натяжении ремня о его проскальзывании по шкивам не может быть и речи, ведь именно скольжение наряду с сильными рывками является для ремня фатальным. Увы, с проскальзыванием и рывками ремень генератора обречен работать постоянно, а причина тому – неравномерность работы двигателя и инерция вращающихся деталей тех агрегатов, которые ремнем приводятся.
Где корень зла
Крутящий момент от двигателя передается импульсами, когда в цилиндрах совершается сгорание, а оно происходит, как известно, только один раз за каждые два оборота коленвала. Из-за этого скорость вращения коленвала непостоянна. Зато приводимые ремнем детали, раскрутившись, вращаться в согласии с цикличностью угловой скорости коленвала не способны из-за инерции и то отстают от него, то опережают. Прибавим режимы запуска и остановки, разгона и торможения, и становится понятно, чем обуславливалось проскальзывание и рывки и почему ремень растягивался, изнашивался и, наконец, разрывался окончательно.
Со временем стало еще хуже. Автомобили «обрастали» дополнительным оборудованием. Мало того что привод каких-то из новых агрегатов доверили ремню генератора, так из-за увеличения числа потребителей электроэнергии сам генератор пришлось увеличивать в размерах и делать его якорь более массивным. А когда увеличились моменты инерции, сократился срок службы ремней. Такая ситуация никого не устраивала, и был разработан узел, призванный увеличить долговечность ремней.
Обгоняйте на здоровье
Называется этот узел обгонной муфтой, и ее интегрировали в шкив генератора. У муфты две обоймы: наружная связана со шкивом, внутренняя – с валом якоря генератора. Между обоймами расположено несколько рядов роликов. Одни исполняют роль игольчатых подшипников, другие, перекатывающиеся по профилированной части поверхности внутренней обоймы, – роль стопорного устройства.
Принцип работы такой же, как у бендикса стартера. Когда в моменты сгорания в цилиндрах шкив разгоняет якорь генератора, стопорные ролики, перекатившись к вершинам выступов, «замыкают» наружную и внутреннюю обоймы муфты между собой, крутящий момент передается на якорь. Но если сгорания нет и в цилиндрах происходит сжатие, притормаживающее вращение коленвала, внутренняя обойма муфты начинает обгонять наружную, ролики перемещаются во впадины рабочей поверхности внутренней обоймы, обоймы разъединяются. Шкив и якорь при этом вращаются независимо друг от друга, чем исключается негативное влияние инерции якоря на ремень генератора.
Что нашли
Генераторы дизелей, где более высокая скорость нарастания давления при сгорании рабочей смеси в цилиндрах сочетается с более высокой компрессией, существеннее притормаживающей коленвал на ходе сжатия, обзавелись обгонными муфтами первыми. Затем обгонные муфты появились на машинах класса «премиум», оснащаемых мощными и из-за этого массивными генераторами, а также на автомобилях с коробками-»автоматами». Сегодня же, по прошествии 15 лет со времени появления первых обгонных муфт, подобными устройствами оснащается большинство новых генераторов не только для дизельных, но и для бензиновых автомобилей.
Ресурс ремней действительно увеличился в разы. Выросла долговечность натяжителей ремней, избавленных от силового воздействия вибраций, связанных с чередующимся ослаблением или натяжением ветвей ремня. Уменьшился общий уровень шума и вибраций, создаваемых приводом генератора. Действительно, получилось лучше, но у любой медали есть обратная сторона.
Что потеряли
По оценкам специалистов, ресурс муфты не намного больше 100 тыс. км, что объясняет, почему именно после такого пробега муфту рекомендуется заменить. Промедление опасно тем, что выработавшая ресурс муфта способна заклинить, после чего шкив, по сути, превращается в обычный. Вибрация ремня увеличивается и становится хорошо заметной визуально, появляются шумы, посвистывания ремня, щелчки натяжителя, что, к слову, может служить сигналом для автовладельца, что муфта больше неработоспособна. После этого ремень не жилец, его натяжитель, кстати, тоже. Если при замене разорвавшегося ремня не заменить заклинившую муфту, а так запросто могут сделать мастера на все руки, не разобравшиеся, что на генераторе стоит необычный шкив, ремни будут продолжать рваться как в старые времена, если не еще быстрее. Ускорить заклинивание муфты можно, позабыв при замене установить защитную пластиковую крышку, которая идет в комплекте с муфтой. В этом случае внутрь муфты начинает проникать грязь, способствующая коррозии и износу.
Возможен иной вариант развития событий: муфта не заклинивает, а, наоборот, утрачивает способность блокироваться роликами в нужный момент и вращать якорь генератора, в результате чего генератор перестает вырабатывать энергию. Такой вариант более сложен для самостоятельной диагностики, так как при снятом ремне и прокручивании шкива рукой может оказаться, что вал якоря, не встречая сопротивления, тоже будет вращаться как должно. Но стоит только снова накинуть ремень на место, запустить двигатель и дать генератору нагрузку, как наружная обойма муфты начнет свободно прокручиваться относительно внутренней. Были случаи, когда муфта и вовсе разбалтывалась до такой степени, что при работе разваливалась на части, и известны казусы, когда эти части повреждали капот.
Цена вопроса
В зависимости от модели генератора стоимость качественного шкива с обгонной муфтой, который выдержит до замены не меньше 100 тыс. км, варьируется от 40 до 150 у.е. Потолок – 200 у.е. для автомобилей класса «премиум», особенно редко встречающихся у нас марок. Если говорить о распространенных у нас автомобилях гольф-класса и среднего размерного класса, то можно ориентироваться на 50-60 у.е.
Мнение специалиста
Игорь НИКИПОРЕНОК, начальник производства ООО «Модников»:
— Обгонная муфта – узел неразборный, ремонту не подлежит. Прошла муфта 100 тысяч, нужно ее менять, причем обязательно комплектом – с ремнем, натяжителем и всеми роликами привода. Разницы, где и как покупать запчасти – самостоятельно на рынке или доверить это мастерской, которая возьмется за работу, – нет. Главное, чтобы муфта была качественной. Мы рекомендуем муфты INA. Эта фирма их первой разработала, она же до сих пор лидер в этой сфере. Когда нет INA, то ZEN, но надо сразу предупредить, что ресурс у шкивов ZEN меньше. Если INA выдерживает 100 тысяч гарантированно, для ZEN это необязательно – тут надо держать ухо востро. INA может продаваться в упаковках Ruville и Febi. Надо коробку открыть, и если упакована INA, это будет видно по клейму на муфте. Другие марки не рекомендую – это сплошной «кетай», с которым возможно что угодно. На муфтах INA, кстати, тоже может быть made in China, но в этом случае ничего страшного – у INA там свой завод, за качеством они следят.
Вердикт «Автобизнеса»
За обгонную муфту придется отдать порядка 50-60 у.е. Не многовато ли, если ремень обойдется в 15-20 у.е? В общем, экономии денежных средств не ждите, несмотря на то что муфта позволяет ремню служить дольше. Чего же тогда ожидать? Спокойствия в дальней дороге. А есть ли у спокойствия денежный эквивалент?
По часовой стрелке: наружная обойма муфты с роликами, шкив, внутренняя обойма, ролики
В центре – новый шкив с идущей в комплекте пластиковой защитной крышкой. Слева – шкив с заклинившей муфтой, поработавший без защитной крышки, о чем свидетельствует коррозия. Рабочая поверхность шкива блестит, что указывает на проскальзывание ремня. Справа – нормальный шкив, замененный по регламенту
Генераторы одинаковые – шкивы разные. Чтобы автовладельцу узнать, чем именно оснащен генератор, нужно посмотреть на способ крепления шкива. Если увидели гайку – шкив обычный (слева). Если шкив закрыт крышкой или открыт, но гайки не видно – он с обгонной муфтой
Прочитав эту интересную статейку, задумался, ставить ли себе обгонную муфту, которая там уже стояла, до того как кто-то из хозяев экономистов решил её поменять на обычный шкив. Нашёл вот такую муфту INA 535011510 за 1457 рублей, думаю стоит ли брать?
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.
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.
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.
Обгонная муфта генератора: что это, строение, принцип действия
Мало кто знает, что в конструкциях транспортных средств есть, так называемая, обгонная муфта. Обгонная муфта — это устройство, которое служит для защиты ведущего вала, если ведомый вал вдруг начинает вращаться с большей скоростью вращения, чем ведущий. То есть, обгонная муфта, она же муфта свободного хода предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала ведущему.
Строение обгонной муфты генератора
Наиболее успешно создаваемые и эффективно работающие такие муфты делятся на два вида:
Муфты фрикционного типа бывают подразделяются на следующие разновидности:
В конструкциях автомобилей наибольшее применение получили роликовые обгонные муфты — это клиновые и с пружинными механизмами.
Строение обгонных муфт:
Внимание! Запрещается эксплуатировать обгонную муфту генератора без крышки.
Для чего нужна обгонная муфта генератора
Обгонная муфта устанавливается на шкив вала генератора. 
Стопорные ролики воспринимают основную нагрузку. Во время работы двигателя автомобиля, в момент когда происходит воспламенение топливно-воздушной смеси в рабочих камерах цилиндра, коленчатый вал разгоняет внешнюю обойму муфты генератора. Стопорные ролики замыкаются и начинают удерживать внешнюю, и внутреннюю обоймы вместе, тем самым передают вращательное движение якорю, то есть начинается раскручиваться и вал генератора.
В момент работы мотора, когда в рабочих камерах цилиндров не происходит воспламенения, а сжатие идет, то коленчатый вал ДВС притормаживается, а внутренняя обойма, которая на валу генератора начинает обгонять внешнюю обойму, которая соединяется шкивом и ремнем с коленвалом. Чтобы не было воздействия на вращение коленвала и поломки обойной муфты генератора, конструкция муфты справляется с такой ситуацией. А именно, когда вал генератора вращается быстрее коленвала, стопорные ролики погружаются в спец канавки или поворачиваются боком, тем самым разъединяют внешнюю и внутреннюю обоймы друг от друга. В разъединенном состоянии обоймы вращаются независимо друг от друга.
Такая конструкция муфты и ее принцип действия позволяет избежать негативного воздействия силы инерции. Если бы обоймы не разъединялись вовремя, происходило бы проскальзывание ремня, нагрузка на валы двигателя внутреннего сгорания и генератора.
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.
Какой срок службы обгонной муфты генератора? Ответ: 100 тысяч километров пробега.
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:
Поломанные детали муфты выглядят так: 
Проверка снятого генератора с муфтой:
Не рабочую муфту желательно заменить на новую, а то придется очень часто менять ремень генератора и слышать свист ременной передачи.
Замена обгонной муфты
Замена производится в такой последовательности:
Муфты не ремонтируются, как и подшипники. Но, бывают люди, у кого есть желание и возможности повозиться с восстановлением работоспособности муфты обгонного типа.
При установке новой муфты следует убедиться, чтобы стояла пластиковая крышка, которая закрывает все внутренние поверхности. Без нее вода, пыль и грязь быстро попадут внутрь устройства и уменьшат срок эксплуатации.
Сколько стоит обгонная муфта
Цена муфты генератора зависит от марки и модели автомобилей:
При замене обгонной муфты желательно заменить сразу ремень генератора, натяжитель и ролики приводов.
Выше приведенные цены это за оригинальные запчасти. Если брать китайские, то можно взять от 700 рублей.
Видео
Это видео обучающее. В нем наглядно показывается принцип действия обгонной муфты.
Обгонная муфта Ina.
Это видео для начинающих. Ременная передача двигатель-генератор.
Разборка и дефектовка.
Как проверить обгонную муфту своими руками.
В этом видео показывается, как заменить обгонную муфту на Nissan Primera (Ниссан Примера).