Обгонная муфта генератора от принципа работы до проверки и замены

Один из важнейших элементов конструкции генератора – обгонная муфта. Механизм свободного хода генератора обеспечивает поддержку требуемого уровня напряжения в бортовой сети автомобиля. Подробно разберемся, зачем нужна, из чего состоит и как меняется обгонная муфта электромашины.

Что такое обгонная муфта генератора

Механизм свободного хода генератора (обгонная муфта) – элемент, обеспечивающий равномерное распределение крутящего момента в одном направлении. С опцией независимого вращения вала электрической машины и шкива, но с сохранением единого направления.

Для чего нужна

Разберемся, почему потребовалась и для чего нужна обгонная муфта генератора. До недавнего времени на ротор электромашины насаживался литой шкив, и крепился болтом или гайкой. Создавалась жесткая связь между коленвалом и генератором. Крутящий момент посредством ремня навесного оборудования передавался напрямую от коленвала к якорю генератора. Отмечались следующие проблемы:

1. Неравномерное функционирование мотора – принцип работы ДВС предполагает наличие рывков.
2. Разница в скорости вращения коленвала и генератора – ротор электромашины изначально крутится быстрее коленвала. При замедлении коленвала, генератор отстает из-за большей инерционности и скорости вращения.

Представленные факторы оказывали повышенную нагрузку на ременной привод (рывки, протягивание и проскальзывание). Нередко ремень рвался, не отрабатывая и тридцати тысяч километров пробега. Дополнительная нагрузка ложилась на сопряженные устройства.

Постепенное развитие технологий, привело к комплектации автомобилей разнообразными электрическими системами. Возросло потребление электроэнергии, что привело к увеличению габаритов и массы генератора, особенно ротора.

Нагрузки на ременной привод повысились. Помимо генератора, он стал обеспечивать функционирование кондиционера и иного навесного оборудования. Изменения коснулись и ДВС, а также ужесточились требования к ним. При отсутствии изменений, ремень генератора не выдерживал бы длительно повышенных нагрузок. А его обрыв негативно отражался на навесном оборудовании.

Как результат, разработали обгонную муфту генератора. Механизм позволил уйти от жесткой связи между коленвалом и якорем электромашины. Конструкция механизма обеспечила беспроблемное вращение якоря на большей скорости, по сравнению с коленвалом. Этим обусловлено название механизма. Ресурс ременного привода увеличился более чем в 2 раза – 60000 км пробега.

Конструкция обгонной муфты

При визуальном сравнении классического шкива и механизма свободного хода, установленного на вал генератора, сразу выявите отличия.  Главная разница во внутреннем содержании элементов. Классический шкив – это литой кусок металла с бороздками по поверхности окружности, крепящийся к валу ротора болтом. Устройство обгонной муфты генератора предусматривает:

• внешнюю и внутреннюю обойму
• стопорные ролики
• сальники
• подшипники.

Для понимания конструктивных особенностей муфты, следует представить разрезанный на два кольца классический шкив. Кольца вырезаются внутри шкива – одно меньшего, а другое большего размера. Между полученными кольцами (обоймами) устанавливается подшипник. Внутреннее кольцо накручивается на вал электромашины, а внешнее оснащено бороздками для укладки ременного привода. Торцевые области обойм закрываются сальниками, предотвращающими проникновение внутрь влаги и пыли.

Разновидности

Основные модификации механизмов свободного хода электромашин:

• Обводная муфта (OAP) – конструкция способствует свободному прокручиванию якоря при скорости вращения генератора большей, чем у коленвала. Если коленвал крутится быстрее, то якорь проворачивается ременным приводом.
• Разгонная муфта (OAD) – принцип работы практически идентичен, но обеспечивается плавный пуск генератора за счет дополнительных пружин в конструкции.
• Обгонно-реверсивная (OAD) – предусмотрена возможность незначительного вращения в обратную сторону.
• Свободного хода с храповым механизмом (OWC) – конструкция обеспечивает моментальную блокировку вращения в обратную сторону.

Отличительные черты механизма свободного хода от классического шкива генератора:

• наличие пыльника на торцевой части (темненькая крышка);
• отсутствие стопорной гайки в месте фиксации шкива к валу якоря электромашины.

Принцип работы обгонной муфты генератора

Функционал механизма свободного хода сводится к передаче вращающегося момента с коленчатого вала при наборе и поддержании оборотов на ротор электрической машины. Передача обеспечивается срабатыванием стопорных роликов, входящих в зацепление. Внутренняя и внешняя обойма начинают вращаться вместе. При снижении скорости прокрутки коленвала, стопорные ролики выходят из сцепки, разъединяя обоймы.

Ротор генератора остается крутиться с прежней скоростью. А вращение внешней обоймы (ременного привода) замедляется.

Элементарную аналогию представим на примере велосипеда. Вращение на колесо передается посредством шестерен и цепи за счет вращения педалей. Но в момент прекращения вращения педалей, крутящий момент не передается обратно с колеса.

Плюсы и минусы

К положительным моментам механизма свободного хода источника постоянного тока относятся:

• автоматизированная работа (устройство включается и выключается без дополнительного управления);
• возможность конструктивного упрощения сопряженных элементов и другого оборудования машины;
• простое конструктивное исполнение.

Модификации роликовых обгонных муфт менее надежны, чем с храповым устройством. Среди отрицательных моментов роликовых модификаций отмечаются:

• отсутствие возможности регулировки;
• точность в изготовлении, расположении осей валов;
• не ремонтопригодность.

Конструкция с храповым устройством отличается следующими минусами:

• при осуществлении сцепки обойм происходит удар;
• шумность работы;
• постепенное стирание зубьев храпового колеса.

Признаки поломки

Неисправная обгонная муфта определяется по признакам, но они недостаточно однозначны, могут говорить о поломке других механизмов:

1. Недостаточный уровень зарядки АКБ, нестабильное функционирование электрических систем, снижение светового потока фар, загорание индикатора аккумуляторной батареи на приборной панели – указывают на отсутствие зацепления между обоймами муфты.
2. Посвистывание на повышенных оборотах, скрежет, потрескивание в момент пуска и остановки мотора, чрезмерная вибрация, рывки при езде на пониженных оборотах и скоростях – заклинивание муфты.

Выход из строя обгонной муфты

Поломка муфты в большинстве случаев обусловлена негативным воздействием влажности и грязевых частиц, проникающих внутрь механизма. Это приводит к изношенности подшипников и роликов, препятствующих обратному вращению. К повреждению механизма свободного хода электромашины приводят:

1. Заклинивание – изношенность деталей внутри муфты, нарушают ее нормальное функционирование. Подклинивающая муфта, превращается в обыкновенный шкив.
2. Износ обойм – начинают крутиться независимо друг от друга, нарушая выдачу постоянного тока генератором.
3. Механическое разрушение всего устройства – происходит при подклинивании блокировочных роликов муфты. Что опасно срыванием обойм, сопровождающихся деформированием вала генератора, разрывом ремня и разрушением приводного устройства.

На каком пробеге столкнулись с неисправностью обгонной муфты?

• 100-130 тыс. км
• 160-190 тыс. км
• 190-210 тыс. км
• 210-240 тыс. км
• После 240 тыс. км

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

Диагностика

Специализированного прибора для диагностирования состояния механизма свободного хода электрической машины нет. Детальная оценка состояния муфты дается после демонтажа устройства. Продиагностировать муфту без съема допускается следующим образом:

1. Поднимается крышка капота.
2. Запускается мотор, и раскручивается до оборотов свыше двух тысяч в минуту.
3. Останавливается ДВС, прослушивается генератор на выбеге – если при замедлении электрическая машина гудит, то все нормально. Жужжание, посвистывание указывает на изношенность подшипника, а потрескивание – на заклинивание муфты.

Для диагностирования обгонной муфты вида OAD генератора без съема предусмотрен специализированный инструмент для проворачивания вала электромашины. При прокручивании вала по направлению движения должно чувствоваться растягивание пружины.

Муфта неисправна, если вращение заблокировано, пружина не растягивается, отмечается прокручивание рывками или прикладываемая сила более полутора Н*м.

Диагностика демонтированной муфты проста. Удерживается пальцами внутренняя часть шкива, и делается попытка прокрутки наружной обоймы. В исправном механизме вращение отмечается в одну сторону. При попытке прокрутки в противоположную сторону происходит блокирование. На поврежденной обгонной муфте вращение наблюдается в обе стороны, либо полностью отсутствует.

Для минимизации проблем, рекомендуется менять муфту с периодичностью в сто тысяч километров пробега. Либо согласно заявленному ресурсу производителя. Одновременно меняются сопряженные элементы, ременной привод электромашины и натяжное устройство. При досрочной поломке муфты, по отношению к ресурсу, следует попутно заменить ремень. Прокручивание ремня по шкиву неисправной муфты сопровождается чрезмерным износом.

Возможен ли ремонт обгонной муфты

Целесообразности в ревизии обгонной муфты практически нет. Ее ресурс составляет порядка ста тысяч километров пробега или более. Запасные части продаются в сборе и не предусматривают разборку. Несмотря на приличную стоимость детали, ее замена принесет больше пользы для автомобиля.

Отдельные энтузиасты пытаются самостоятельно отремонтировать обгонную муфту генератора. Теоретически это возможно. При наличии навыков в восстановлении поврежденных элементов подшипников, разборки шкива и муфты генератора.

Замена

Смена обгонной муфты электромашины сопровождается следующими сложностями:

• для работы понадобится специализированный инструмент;
• нехватка пространства под капотом – как правило, требуется демонтаж генератора;
• нередко муфта откручивается крайне сложно, так как прикипает или заклинивает;
• нарушение технологии замены приводит к поломке генератора.

Для демонтажа обгонной муфты понадобится шести лучевая звездочка. Размер должен соответствовать технологическому отверстию во внутренней обойме шкива. Для фиксации звездочки используется головкаTORXT50 и вороток. Наружная часть вала генератора фиксируется накидным ключом на семнадцать или торцевой головкой.

При отсутствии звездочки и головки TORX T50, можно попробовать зафиксировать вал Г-образным шестигранником или болтом. Шляпка подбирается по размеру внутреннего отверстия шкива.

Порядок смены обгонной муфты:

1. Во внутренние пазы шкива вставляется звездочка.
2. На наружную часть вала устанавливается накидной ключ на семнадцать.
3. На звездочку вставляется головка TORX T50, в которую устанавливается вороток.
4. Прикладывается усилие к воротку и ключу в противоположном направлении.
5. Снимается и меняется в обратном порядке муфта.

При заклинивании, закисании муфты, понадобится предварительно демонтировать генератор. Для создания усилия, вороток зажимается в тисках.

Ошибки

При демонтаже муфты наблюдаются следующие отклонения от технологии:

1. Применение молотка для нанесения ударов, приводящих к сгибанию вала генератора.
2. Нагрев деталей – опасен расплавлением смазочного вещества подшипников и сальников генератора.
3. Использование подручных средств (например, отвертка) для заклинивания ротора генератора.
4. Не установка пыльника на новую муфту, идущую в комплекте – снижается ресурс детали.

Перед началом работ обязательно обесточивается бортовая сеть автомобиля отключением аккумуляторной батареи. Также снимается ремень навесного оборудования.

Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.

Цены на обгонные муфты