Пристрій і принцип роботи обгонів муфти

У пристрій деяких механізмів автомобіля входить обгону муфта. Зокрема, вона є невід'ємним елементом генератора. Зараз зосередимося на тому, що це за механізм, за яким принципом він буде працювати, які у нього бувають поломки, а також як вибрати нову муфту.

Що таке обгону муфта генератора

Перш ніж розібратися з тим, навіщо в генераторі коштує дана запчастина, необхідно трохи вникнути в термінологію. Як пояснює відомий сервіс Вікіпедія, під обгінної муфтою мається на увазі механізм, який дозволяє передавати крутний момент з одного вала на інший. Але якщо ведений вал починає обертатися швидше приводу, зусилля не надходить в зворотному напрямку.

Найпростіша модифікація подібних механізмів використовується в велосипедах (п'ятерик, що встановлюється в конструкції заднього колеса або тріскачка в спортивних моделях). Під час натискання на педалі роликовий елемент спрацьовує, і зірочка починає крутити колесо. Коли виконується вільний хід, наприклад, під час спуску з гірки, спрацьовує обгінний механізм, і крутний момент від колеса не надходить на педалі.

Подібний механізм використовується і в генераторах. Варто згадати, що в багатьох старих автомобілях не передбачена установка даного елемента. З підвищенням потужності ДВС стала збільшуватися навантаження на автомобільний генератор. Установка муфти вільного ходу забезпечує збільшення робочого ресурсу ременя газорозподільного механізму (детально про цю деталь розповідається в іншій статті) Або приводу самого джерела живлення.

Наявність роликового елемента в пристрої приводу генератора забезпечує баланс між оборотами колінчастого вала (від нього крутний момент через ремінь ГРМ передається на всі навісне обладнання, а через окремий ремінь і на генератор) і веденим валом джерела енергії. Коли двигун в автомобілі працює, основним джерелом електрики стає саме генератор, хоча електрична схема машини закольцована з акумулятором. Поки силовий агрегат заведений, АКБ заряджається за рахунок вироблення електрики генератором.

Розберемося, яке призначення у муфти вільного ходу.

Навіщо потрібна обгону муфта

Як відомо більшості автомобілістів, електрику в машині під час роботи ДВС виробляється завдяки передачі крутного моменту з клонували на привід генератора. У тонкощі його пристрою вдаватися не будемо - докладно про те, навіщо машині генератор і в чому полягає його робота, розповідається в іншому огляді.

Сучасні силові агрегати відрізняються від старіших модифікацій високими крутильними коливаннями, що утворюються на коленвале. Особливо це чітко у дизелів, починаючи з тих, які відповідають екологічному стандарту Евро4 і вище, так як навіть при низьких оборотах такі мотори мають високий крутний момент. Через це шків приводу обертається не так рівномірно, як це відбувається, коли стартер розкручує мотор в момент запуску.

Надмірні вібрації навісного обладнання призводять до того, що ремінь ГРМ виробляє свій ресурс приблизно через 30 тисяч кілометрів пробігу. Також ці сили негативно впливають на справність кривошипно-шатунного механізму. Для цього на багатьох автомобілях встановлюється двомасових маховик (детально про те, чому дана деталь відрізняється від стандартного аналога, читайте тут), А також амортизаційний шків.

Суть муфти зводиться до того, щоб мотор при переході на інший режим не відчував додаткових навантажень. Таке відбувається, коли водій перемикає швидкість. У цей момент відпускається педаль газу і вичавлюється зчеплення. На долі секунди мотор знижує обороти. Вал генератора через інерційної сили продовжує обертатися з колишньою швидкістю. Через це і виникає необхідність усувати різницю між обертанням провідного і веденого валів.

Поки ДВС набере відповідні для приводу генератора обертів, вал джерела енергії може вільно провертатися зі своєю швидкістю. Синхронізація обертання цих елементів відбувається в момент, коли колінвал розкручується до потрібних обертів і механізм приводу вала генератора знову блокується.

Наявність даного демпферного механізму вільного ходу забезпечує збереження ременя (в процесі зміни режимів роботи мотора не утворюються скачки крутного моменту). Завдяки цьому в сучасних машинах робочий ресурс ременя вже може досягати 100 тисяч кілометрів пробігу.

Крім генератора обгону муфта може також встановлюватися в деяких модифікаціях стартера (детально про їх пристрої і який у них принцип роботи, читайте окремо). Ще даний механізм встановлюється в класичних АКПП з гідротрансформатором. У всіх цих випадках крутний момент повинен передаватися тільки в одному напрямку, а в протилежному зв'язок переривається. Це потрібно, щоб пристрою не руйнувалися і не страждали від вібрацій, які утворюються в процесі роботи двигуна.

До переваг даних механізмів можна віднести:

1. Щоб від'єднати привід від веденого механізму, немає необхідності в додаткових виконавчих елементах (не потрібен ні привід, ні електронні блокування і т.д.). Пристрій самостійно блокується і роз'єднується без необхідності контролювати цей процес.
2. Завдяки простоті конструкції механізми, в яких застосовується виріб, що не ускладнені різними виконавчими пристроями. Це робить ремонт агрегатів трохи простіше, як якщо б вони оснащувалися додатковою електронікою, в роботі якої можуть з'являтися збої.

Принцип роботи муфти

Незважаючи на те, що існує кілька різновидів обгінних муфт, всі вони мають однаковий принцип роботи. Широке застосування в автомобілебудуванні отримав роликовий вид пристроїв. Обговоримо принцип роботи механізму на прикладі цієї модифікації.

Конструкція даного типу має на увазі наявність двох частин. Одна полумуфта встановлюється на ведучому валу, а інша - на відомому. Коли відбувається обертання приводний напівмуфти за годинниковою стрілкою, сила тертя переміщує ролики (розташовані в порожнинах між обоймами полумуфт) в вузьку частину механізму. Завдяки цьому утворюється клин механізму, і ведена частина починає обертатися разом з приводом.

Як тільки обертання приводного вала сповільнюється, утворюється обгін веденого вала (починає крутитися з більшою частотою, ніж ведуча частина). У цей момент ролики переміщаються в більш широку частину обойм, і зусилля не надходить в протилежному напрямку, так як напівмуфти роз'єднані.

Як видно, у даній деталі дуже простий принцип роботи. Вона передає обертальні рухи тільки в одну сторону, а в протилежну тільки прокручується. Тому виріб ще називається муфтою вільного ходу.

Пристрій і основні компоненти

Розглянемо пристрій роликового муфти. Ця модифікація складається з:

• Зовнішньої обойми (всередині на стінці можуть бути спеціальні пази);
• Внутрішньої обойми з виступами;
• Кількох пружин, закріплених на зовнішній обоймі (їх наявність залежить від особливостей конструкції). Вони виштовхують ролики, щоб пристрій швидше спрацьовувало;
• Роликів (фрикційний елемент пристрою), які при переміщенні в вузьку частину конструкції затискають обидві частини, і муфта обертається.

На фото нижче показаний креслення однієї з модифікацій муфт вільного ходу.

Дана деталь встановлюється замість стандартного шківа генератора. Сам джерело живлення візуально не має відмінностей від класичного типу. Різниця лише в тому, що на валу такої моделі буде зроблена різьба. З її допомогою муфта міцно кріпиться на приводі генератора. До силового агрегату шків приєднується так само, як і в класичній моделі генератора - через ремінь ГРМ.

При переході мотора на знижені обороти розгінний ефект важкого вала генератора не створює биття в ремені, що збільшує його робочий ресурс, і робить роботу джерела живлення більш рівномірною.

Різновиди обгінних муфт генератора

Отже, універсальний тип механізмів вільного ходу дозволяє ротору генератора вільно обертатися за рахунок передачі зусилля від колінчастого вала. При цьому важливою умовою є більш висока швидкість обертання приводного вала - тільки в цьому випадку механізм заблокується, і вал джерела живлення зможе розкручуватися.

Мінусами роликового модифікації є:

1. Нероз’ємна конструкція;
2. Осі ведучого і веденого валів повинні ідеально збігатися;
3. За рахунок використання елементів кочення (як в підшипнику) виріб вимагає більшої точності в процесі виготовлення, тому на виробництві використовується високоточний токарний верстат. Тільки в цьому випадку можливо досягти ідеальної геометрії всіх компонентів пристрою;
4. Їх не можна відремонтувати і відрегулювати.

Схожа конструкція у храповой модифікації. Єдина відмінність в тому, що всередині зовнішньої обойми зроблені зуби, а фрикційний елемент представлений собачками, які закріплені з одного боку до внутрішньої обоймі, а з іншого боку подпружінени. Коли обертається ведуча полумуфта, собачки впираються в зуби обойми, і муфта блокується. Як тільки утворюється різниця в швидкості обертання валів, собачки проскакують за принципом тріскачки.

Природно, друга модифікація має кілька переваг у порівнянні з роликовим типом. Основне полягає в тому, що така модифікація забезпечує більш жорстку фіксацію двох напівмуфт. Ще один плюс храпового типу в тому, що його можна ремонтувати, а роликовий - немає.

Незважаючи на більш високу надійність, храпові муфти не позбавлені недоліків. До них відносяться:

• Ударний ефект в момент, коли відбувається блокування муфти. Це відбувається через те, що собачки різко впираються в зуби зовнішньої напівмуфти. З цієї причини храпові механізми неефективні в агрегатах з високими оборотами приводного вала.
• В процесі роботи обгону муфта видає характерні клацання (собачки проскакують на зубах). Якщо в пристрої часто відбувається обгін веденого вала, собачки або зуби в механізмі (в залежності від використовуваного металу) швидко зносяться. Правда, сьогодні вже існують модифікації храпових обгінних муфт, які працюють набагато тихіше за рахунок того, що при обгоні собачки не стосуються зубів.
• На великих швидкостях і частою блокування / розблокування елементи даного механізму швидше зношуються.

Щоб самостійно визначити, який шків встановлений на генераторі конкретного авто, досить подивитися на його кріплення. Обгону муфта не фіксується стопорною гайкою на валу агрегату. Але в сучасних автомобілях не так багато вільного простору під капотом, тому не завжди виходить розглянути, яке кріплення у шківа генератора (варіант з муфтою вільного ходу в більшості випадків буде просто накручуватися на вал). Генератори, оснащені розглядаються механізмом, закриваються темної захисною кришкою (кожух корпусу), тому багато фахівців визначають тип приводу генератора саме по цій кришці.

Ознаки несправності муфти вільного ходу

Так як даний пристрій знаходиться в постійному русі, то і його поломки зустрічаються нерідко. До найпоширеніших причин виходу з ладу відноситься двигун пристрою (спроби подолати глибокий брудний брід) або природний знос деталей. Ці фактори призводять до того, що муфта вільного ходу може повністю заблокуватися або фіксація напівмуфт може не відбуватися.

Визначити несправність обгонів муфти можна по збоїв в роботі генератора. Так, при різких скачках оборотів коленвала (водій різко натискає педаль газу, і обороти підскакують) може відбутися розрив полумуфт. У цьому випадку навіть якщо ролики і переміщаються в більш вузьку частину пристрою, через серйозне пошкодження вони просто проскакують. В результаті колінчастий вал крутиться, а генератор перестає працювати (крутний момент перестає надходити на його вал).

При такій поломці (напівмуфти НЕ зачіпляються) джерело живлення перестає виробляти електрику або НЕ дозаряджати батарею, а вся бортова електросистема харчується від акумулятора. Залежно від параметрів АКБ в такому режимі машина може пропрацювати до двох годин. При цьому слід врахувати рівень заряду батареї. Детальніше про те, як перевірити генератор, розповідається тут.

Якщо ж сталася поломка, в результаті якої напівмуфти заклинило, то в цьому випадку механізм буде працювати, як звичайний приводний шків генератора, поки через зношування ролики не перестануть упиратися в обойму. Жодну несправність обгонів муфти ігнорувати не можна, тому що це негативно позначиться на роботі джерела живлення, аж до деформації його вала.

Також несправність механізму може супроводжуватися тріском в момент запуску або зупинки силового агрегату. В процесі роботи мотора з боку генератора доноситься постійний шум (це також є симптомом вийшов з ладу підшипника джерела живлення).

Як визначити, що муфта вийшла з ладу

З впровадженням обгінної муфти у конструкцію сучасних генераторів, на думку багатьох фахівців, ресурс джерела енергії зріс у 5-6 разів. Як ми вже розібралися, цей елемент необхідний усунення крутильних коливань на валу генератора. Завдяки цьому механізм працює більш рівномірно, без передчасного зносу підшипника, яке робота не супроводжується шумом.

Але в автомобілі немає таких деталей, які не потребували б заміни. Те саме можна сказати і про обгінну муфту. Ключова її несправність властива всім підшипникам - вона схильна до зносу і часто відбувається її клин. Приблизний ресурс муфти генератора близько 100 тисяч кілометрів пробігу.

Якщо муфта заклинить, вона перестане гасити інерцію, а працюватиме, як звичайний підшипник. Через це на ремінь генератора зросте навантаження. Якщо він уже старенький, його може порвати. Також швидше зноситься натягувач ременя.

Визначити клин обгінної муфти можна за такими ознаками:

1. Зникла плавність роботи генератора – у ньому з'явилися вібрації. Як правило, під час роботи двигуна ця несправність супроводжуватиметься підстрибуванням ременя генератора.
2. Вранці під час запуску двигуна і поки він трохи не попрацює, ремінь сильно свистить.
3. Натягувач ременя почав працювати зі клацаннями.

Набагато рідше муфта не клинить, а перестає крутити вал генератора. Таку поломку набагато складніше визначити візуально без демонтажу механізму. Основною ознакою подібної несправності є відсутність заряду акумулятора або його недозаряд (звичайно, дана несправність має й інші причини).

Діагностика обгонів муфти

Перевірка обгонів муфти потрібна в наступних ситуаціях:

1. На приборке загорівся індикатор акумуляторної батареї (жовтий або червоний). Таке відбувається, коли батарея нічого заряджається або отримує недостатню кількість енергії.
2. При перемиканні швидкостей (зчеплення вижато, і газ відпущений) відчуваються невеликі вібрації, як ніби двигун примусово сповільнюється якимось механізмом. Такий ефект відбувається в разі заклинювання муфти. В цьому випадку при переході мотора на знижені обороти вал генератора через інерційних сил створює короткочасне опір мотору. Через це ефекту підвищується навантаження на ремінь, через що він швидше зноситься.
3. Планове технічне обслуговування автомобіля. На цьому етапі перевіряється АКПП, карданний вал (якщо він присутній в трансмісії, то його несправності теж викликають вібрації при зміні режимів роботи ДВС), стартер, зчеплення (недостатнє разжимание кошика теж провокує ривки мотора на холостих обертах).

Щоб перевірити справність обгонів муфти, необхідно звернутися до фахівців, так як ця робота супроводжується демонтажем механізму. Якщо стандартний шків знімається за допомогою відкручування затискної гайки, то обгону муфта демонтується спеціальним інструментом. Підручні засоби в цій ситуації можуть серйозно пошкодити вал генератора.

Як дізнатися, чи потрібно замінити обгінну муфту генератора?

Щоб з точністю визначити, чи вийшла обгінна муфта з ладу, буде потрібно демонтаж генератора. Але існують інші способи, які допоможуть визначити несправність муфти за непрямими ознаками.

Розглянемо варіант перевірки з демонтажем муфти та без зняття генератора.

Перевірка у демонтованому стані

Після зняття муфти з валу генератора внутрішня обойма затискається двома пальцями так, щоб зовнішня обойма могла вільно обертатися. Принцип роботи обгінної муфти полягає в тому, що прокручування в один бік обойм має бути незалежним, а в інший - синхронне.

При заблокованій внутрішній обоймі потрібно спробувати провернути зовнішню обойму у напрямку обертання ременя. У такому напрямку обойми мають обертатися разом. Якщо зовнішню обойму виходить навіть трохи провернути, значить, муфта не спрацьовує, і при великих зусиллях вал не обертатиметься, що призведе до недозаряду акумулятора. І тут муфту необхідно замінити.

Подібна процедура проводиться для визначення, чи не заклинило муфту. При затиснутому внутрішньому кільці виконується спроба провороту зовнішньої обойми у напрямку, протилежному до обертання ременя генератора. Справна муфта має вільно обертатися у цьому напрямі. Якщо вона працює з помітними ривками або взагалі не крутиться у жодну сторону, то її заклинило, і деталь підлягає заміні.

Перевірка без демонтажу

Ось кілька непрямих ознак, що свідчать про зношування або проблемну роботу обгінної муфти:

1. Мотор працює на неодружених оборотах. Натягувач ременя генератора повинен обертатися рівномірно, без посмикувань;
2. Мотор доводиться до оборотів 2-2.5 тисяч на хвилину. ДВЗ зупиняється. У цей момент необхідно прислухатися до звуків, що лунають від генератора. Якщо після зупинки двигуна чути нетривале дзижчання (1-5 секунд), то це ознака зносу підшипника шківа;
3. Під час старту мотора або його зупинки виразно чути клацання, що лунають від генератора. Таке відбувається, коли на муфту виявляється інерційне навантаження, а воно заблоковане і при сильному навантаженні проскакує;
4. Свист ременя може бути ознакою муфти, що заклинила.

Спеціальні перевірки для обгінних муфт генератора

Інші види перевірки працездатності обгінної муфти (якщо встановлюється особливий тип інерційного роз'єднувального механізму) проводяться в умовах спеціалізованих автосервісів.

Звичайна перевірка дозволяє визначити, чи працює механізм, чи він уже зламався. При детальній перевірці на спеціальних стендах фахівці можуть приблизно сказати, коли деталь вийде з ладу.

Вибір нового механізму

Вибір нової обгонів муфти нічим не відрізняється від підбору інший автозапчастини. Надійніше всього звернутися за консультацією в магазин автомобільних запчастин. Продавцю достатньо назвати модель авто і рік випуску. Також пошук обгінних муфт для конкретних генераторів можна виробляти за каталожним номеру або маркування на самому виробі (якщо така є).

Якщо автомобіліст точно впевнений, що автомобіль повністю відповідає заводській комплектації, то підбір нового механізму можна виконати за ВІН-коду (про те, де шукати цей код, і яку інформацію про автомобіль він містить, читайте окремо).

Багато автомобілістів віддають перевагу оригінальним автозапчастинами, але в багатьох випадках це не завжди означає, що деталь буде мати найкращу якість, а ось ціна завжди буде високою. Те ж стосується і обгінних муфт. Оригінальні варіанти для заводської комплектації виробляє не так вже й багато компаній. Багато з них постачають свою продукцію і на вторинний ринок. Цікаві бюджетні аналоги оригіналів обгінних муфт пропонують такі бренди, як:

• Французький Valeo;
• Німецький INA і LUK;
• Американський Gates.

Ще дешевше, але менш якісну продукцію пропонують такі компанії:

• Бразильська ZEN;
• Японська Lynxauto, хоча під цим брендом продається продукція, яку виготовляють в інших країнах;
• Американська WAI;
• Нідерландська Nipparts;
• Італійська ERA.

Під час покупки деталі важливо уважно подивитися на виріб. Будь-які механічні пошкодження або візуальні дефекти неприпустимі, так як дана запчастина повинна мати ідеальну геометрію.

Установка нової обгонів муфти генератора

Зазвичай заміна обгонів муфти проводиться в умовах спеціалізованого СТО, так як багато сучасних автомобілів мають складно влаштоване підкапотний простір, через що доступ до деталі утруднений. Також для даної процедури використовується інструмент, який мало де ще застосовується, тому у звичайного автомобіліста часто не знайдеться таких ключів.

Для проведення демонтажу і заміни механізму з вала генератора потрібно:

• Спеціальний знімач для муфти (йому буде потрібно багатогранна насадка з двостороннім битою);
• Ріжковий ключ відповідного перетину або відповідна головка;
• Динамометричний ключ;
• Вороток Торки.

Найкраще роботу проводити після демонтажу генератора, так як для заміни муфти в деяких автомобілях немає достатньо місця в підкапотному просторі. Залежно від того, як організований моторний відсік, робота проводиться в наступній послідовності;

• Знімаються клеми з акумулятора (про те, як правильно це зробити, розповідається тут);
• Послаблюється ремінь генератора;
• Демонтується джерело живлення;
• За допомогою знімача відкручується муфта з вала (при цьому вал потрібно утримувати, щоб він не провертався);
• Накручується новий механізм замість старого;
• Затягується пристрій на валу за допомогою динамометричного ключа із зусиллям близько 80нм;
• Конструкція встановлюється на своє місце;
• Підключаються клеми АКБ.

Одна невелика особливість заміни обгонів муфти. Вона обов'язково повинна бути закрита пластиковим кожухом (захищає від попадання пилу і сторонніх предметів в механізм). Якщо в комплекті цього елемента не було, його треба придбати окремо.

Як змінити - відремонтувати своїми руками

Щоб замінити/відремонтувати муфту, що вийшла з ладу, необхідно демонтувати її з генератора. Для цього слід послабити натяг ременя, демонтувати сам генератор, а потім відкручується гайка, що фіксує муфту на валу.

Встановлення нової муфти виконується у зворотній послідовності. Єдина складність полягає в тому, що виробники використовують спеціальний болт, для якого потрібен спеціальний ключ. Зазвичай у професійних наборах інструментів для автомобілістів така насадка є. Тому підбираючи новий набір інструменту для машини, слід звернути увагу на наявність насадки під болт ТРЕКС.

Якщо говорити про ремонт обгінної муфти, то цей механізм неремонтопридатний, хоч і перебувають майстри, які намагаються відновити зламаний механізм. Але у випадку муфти резон ремонту той же, що і у випадку з підшипником, що заклинив або сильно зношений. Такі елементи завжди слід замінювати на нові аналоги.

Відео на тему

Ось невелике відео про пристрій та призначення обгінних муфт генератора:

Обгінна муфта призначення та пристрій

Висновок

Отже, хоча для старих автомобілів установка на генератор обгонів муфти не є обов'язковою, цей механізм забезпечує більш плавну роботу джерела живлення, а також запобігає передчасному зносу ременя приводу. Якщо такі машини спокійно обходяться і без цього елемента, то в сучасних моделях його наявність обов'язково, так як силовий агрегат створює великі крутильні коливання, а при різких переходах з високих обертів на режим ХХ інерційний ефект набагато вище, ніж в малопотужних двигунах.

Дані механізми мають просту конструкцію, завдяки чому у них великий робочий ресурс. Але якщо виникає необхідність в ремонті або заміні пристрою, краще звернутися за допомогою до фахівців.

На завершення пропонуємо невелике відео про те, як можна перевірити обгону муфту, не знімаючи її з генератора:

Ознаки несправності обгонів муфти генератора.

Питання та відповіді:

Що робить обгінна муфта генератора? Це частина шківа у багатьох сучасних моделях авто. Даний пристрій забезпечує плавний хід валу та незалежне обертання шківа при односпрямованому русі цих деталей.

Що буде, якщо заклинить муфту генератора? З'явиться вібрація ременя генератора, посилиться шум від нього. Натягувач почне видавати клацання, ремінь свистітиме. Через деякий час ремінь та його натягувач зношується та руйнується.

Як зняти муфту з генератора? Вимикається АКБ, демонтуються деталі, що заважають. Послаблюється та знімається ремінь генератора. Утримується вал шківа (використовується динамометричний відкалібрований ключ). Відкручується гайка кріплення шківа.