Обгонная муфта генератора: что это, строение, принцип действия

Наиболее успешно создаваемые и эффективно работающие такие муфты делятся на два вида:

• фрикционные;
• храповые.

Муфты фрикционного типа бывают подразделяются на следующие разновидности:

• • с ленточными механизмами;
  • с пружинными механизмами;
  • муфты клиновые обгонные.
• • с радиальным замыканием;
  • с осевым замыканием;

В конструкциях автомобилей наибольшее применение получили роликовые обгонные муфты — это клиновые и с пружинными механизмами.

Строение обгонных муфт:

1. Обойма наружная. Внешняя обойма зацепляется со шкивом.
2. Обойма внутренняя. Внутренняя обойма соединяется с якорем — валом генератора.
3. 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.
4. Контактная пластина с установленной в ней сальником.
5. Втулка цилиндрическая.
6. Втулка с наклонными плоскостями.
7. Крышка пластиковая.
8. Прокладка из материала эластомер.
9. Профиль со шлицами.

Внимание! Запрещается эксплуатировать обгонную муфту генератора без крышки.

Так откуда взялась и для чего нужна эта обгонная муфта генератора? Как и многие агрегаты, которые появились в конструкции машин не так давно, эта деталь — вынужденное решение.

Как было раньше? Шкив генератора был цельной деталью, которая гайкой крепилась к валу генератора, создавая прямое жесткое соединение. Приводной ремень генератора передавал на его вал обороты с коленвала. Но возникают два нюанса. Первый — двигатель работает неравномерно, как бы рывками, что обусловлено принципом внутреннего сгорания. Второй — вал генератора по умолчанию вращается в несколько раз быстрее, чем коленвал. То есть когда коленвал замедляется, то генератор не успевает замедлиться с тем же темпом — у него больше инерция и скорость вращения. В результате ремень постоянно испытывал нагрузку на разрыв из-за рывков, да еще и проскальзывал, когда еще не остановившийся генератор его протягивал относительно уже остановившегося шкива коленвала. Поэтому ремни в старых автомобилях ходили не больше 30 тысяч километров. А еще такая напряженная работа снижала ресурс работы других сопряженных деталей.

Что было дальше вы уже наверняка слышали, потому что это касается многих агрегатов. Чем современнее становились автомобили, тем больше в них появлялось дополнительных функций и систем, которым нужна энергия генератора. В начале последствием этого стало увеличение размеров и веса генераторов, а особенно самой тяжелой их части — якоря. Что приводило к еще большим нагрузкам на ремень. Но не только это, потому что многие современные генераторы стали даже меньше и легче тех, что были раньше. Появилось много высокооборотистых двигателей, серьезно возросли требования к комфорту и шуму двигателей, да и во многих автомобилях приводной ремень генератора стал одновременно использоваться как ремень кондиционера и/или другого навесного оборудования. Если бы такой ремень продолжал испытывать те же нагрузки, что и раньше, он и сам выходил бы из строя быстрее, и снижал ресурс других деталей привода, что слишком дорого.

Все это привело к появлению обгонной муфты генератора и объясняет для чего она нужна. Эта конструкция пришла на смену цельному шкиву, который создавал жесткое соединение. Внутри шкива генератора с обгонной муфтой находится подшипник специальной конструкции, который позволяет генератору безболезненно обгонять коленвал. Это основное назначение обгонной муфты и это объясняет почему у нее такое название. Кстати, ее внедрение позволило увеличить ресурс ремня от 30 тысяч километров до 100 тысяч.

Устройство и принцип работы обгонной муфты генератора

Обгонная муфта генератора устроена достаточно просто. Она имеет в своей конструкции две цилиндрические обоймы: внутреннюю и внешнюю. Первая из них находится в зацеплении с валом генератора (а через него, следовательно, с якорем), а вторая — со шкивом. Между этими обоймами располагаются рабочие элементы механизма, благодаря которым он и выполняет свои функции.

Устройство обгонной муфты генератора

Одними из них являются ролики, которые располагаются в несколько уровней и в совокупности представляют собой ни что иное, как роликовые подшипники. Помимо них между обоймами обгонной муфты находятся специальные металлические элементы, имеющие определенный профиль. Они собраны в отдельную обойму, которая играет роль стопорного устройства. С обоих торцов обгонной муфты располагаются сальники, которые предотвращают попадание внутрь нее пыли и грязи.

Принцип работы обгонной муфты достаточно прост и в то же самое время изящен. В тот момент, когда начинается очередной цикл работы двигателя внутреннего сгорания (то есть когда в его цилиндрах воспламеняется топливная смесь), скорость вращения внешней обоймы, на которую следует привод от коленчатого вала через шкив и ремень, начинает расти. В результате этого стопорное устройство «замыкается», внешняя часть муфты связывается с частью внутренней, вал и якорь генератора раскручивается.

После того, как цикл завершается, происходит вывод отработанных газов, коленчатый вал начинает вращаться с меньшей скоростью. Внутренняя обойма начинает обгонять внешнюю, и чтобы она не притормаживалась, стопорное устройство «размыкается», на время лишая ее жесткой связи с муфтой внешней. Далее цикл начинается снова, происходит «замыкание» стопорного устройства и процесс повторяется. Таким образом, применение обгонной муфты позволяет «обмануть» инерцию, а точнее — практически полностью нивелировать ее воздействие на шкив и ремни генератора.

Читайте также: Что такое ремень ГРМ и для чего он нужен в автомобиле.

Виды обгонных муфт

Обгонные муфты бывают нескольких видов.

• Роликовая. Одна из самых простых и надежных разновидностей. Основным элементом в ней являются ролики, которые размыкают две обоймы. Ее конструкция и принцип работы описаны выше.
• Многодисковая. Принцип работы этой разновидности устройства больше напоминает функционирование трансмиссии. Основа конструкции – подпружиненные диски. При отсутствии нагрузки они лишь слегка соприкасаются друг с другом и обеспечивают относительно свободное вращение. При увеличении прижимаются, что позволяет вращать ротор с помощью передаточного ремня.
• Шестеренная. Получила наибольшее применение в стартерах. Состоит из передвигающейся по оси муфты и гайки. В отсутствии нагрузки муфта находится в состоянии покоя и обеспечивает свободное вращение. При ее подаче муфта передвигается по оси, а затем закручивает гайку. Таким образом, становится возможна передача движения.
• Храповая. Пожалуй, самая простая разновидность обгонной муфты. Механизм состоит из обоймы с зубцами и, собственно, муфты, на которой также имеется один зубец. Зубцы имеют наклон, который выполнен таким образом, что муфта может вращаться свободно, но при подаче нагрузки обойма начинает приводить ее в движение. Чаще всего используется в стартерах.
• Односторонняя (также ее именуют кулачковая, управляемая). Состоит из двух полумуфт. Они соединяются при подаче нагрузки на вал и обеспечивают передачу крутящего момента. В остальное время возможно свободное вращение.

Следует отметить, что существует множество других разновидностей муфт свободного хода. Только применяют их не в генераторе и стартере, а в других узлах машины (например, автоматическую – в системе подаче топлива, блокировочную – в АКПП, электромагнитная – в компрессоре, редукторная – в редукторе, выключения – в сцеплении).

Секрет короткой жизни приводного ремня

Итак, обгонная муфта генератора для чего нужна и как она увеличивает ресурс работы ремня?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте выясним, что же было не так с генераторами в былые времена, когда герой нашей сегодняшней статьи ещё не успел стать частью автомобильного оборудования.

Оказывается, собака зарыта в самом двигателе, а если точнее, то в цикличности его работы.

Дело в том, что мотор в силу своей физики, не выдаёт крутящий момент равномерно, а делает это как бы рывками – во время сгорания смеси происходит резкое ускорение вращения коленвала, затем наступает замедление.

Помимо этого, сам генератор вносит свою долю в износ из-за инерции вращения якоря, которая тем больше, чем массивнее агрегат.

Таким образом, ремень постоянно находится под действием сил, постоянно дёргающих его, что понятное дело, не лучшим образом влияло на его долговечность. Именно эту проблему и решает обгонная муфта генератора, которая нашла своё место на шкиве данного узла.

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.

Статья в тему: Защита автомагнитолы от кражи: 7 наиболее действующих метода

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.

Сколько стоит обгонная муфта

Цена муфты генератора зависит от марки и модели автомобилей:

• Если покупать оригинальную, то для машин класса «В», «С» обгонная муфта обойдется до 3000 рублей.
• Для авто класса «D» цена будет до 4000 р.
• Для авто представительского класса муфта будет стоить до 12 000 рублей. Генераторы в дорогих машинах большие.

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.

Что такое муфта генератора: виды и конструктивные особенности

В современных легковых и малотоннажных транспортных средствах продолжением неподвижного шкива генератора является муфта свободного хода, которая компенсирует возникающие в ходе вращения коленчатого вала вибрации, делает возможным быстрое снижение и набор оборотов двигателя при резких перепадах нагрузки. То есть, обеспечивает электрогенератору «свободный ход».

Механизмы свободного движения бывают двух видов:

муфты свободного хода — устройства, которые благодаря особому сцеплению, вращаются только в прямом направлении;

Такие механизмы свободного движения не являются взаимозаменяемыми, поэтому при замене подбирают соответствующий транспортному средству тип изделия. Однако конструктивные особенности у муфт обоих видов схожи и имеют общие поломки и неисправности.

Муфта свободного хода генератора состоит из следующих элементов:

Как проверить обгонную муфту генератора?

Явным симптомом того, что муфта и ремень выходят из строя, является дребезг в салоне (водитель ни с чем не спутает это звук) и существенная вибрация при медленном движении транспортного средства (либо тогда, когда авто находится на тормозе или передаче).

Проверить исправность обгонного механизма можно следующим образом:

• открыть капот ТС, завести автомобиль;
• раскрутить примерно до четырех тысяч оборотов двигатель;
• отключить зажигание.

После этого необходимо прислушаться к своему «железному коню». Если вы слышите некий остаточный звук, напоминающий звук остановки турбины, значит, муфта функционирует вполне адекватно, и проблема не в ней. Если же указанного характерного «звучания» не наблюдается, вероятнее всего, обгонная муфта выработала свой ресурс.

• при запуске двигателя появляется свист;
• от ролика натяжителя доносятся щелчки;
• ремень начинает «прыгать», не заметить это сложно.

Неисправности могут возникнуть по разным причинам, например, при попадании грязи в механизм, из-за неправильной установки генератора и по причине естественного износа. В принципе с неисправной обгонной муфтой (если она, конечно, не заклинила) можно эксплуатировать автомобиль, однако это чревато быстрым износом ременной передачи и подшипников генератора. Чтобы избежать дополнительных финансовых затрат лучше своевременно устранить неисправность своими руками или обратившись в ближайший автосервис. Ремонт муфты не практикуется, проще купить новую деталь. Поменять можно самостоятельно, для этого необходимо демонтировать генератор и открутить болт крепления муфты битой Torx, после чего устанавливается новая деталь и фиксируется тем же болтом.