Обгонная муфта генератора: все об устройстве и неисправностях

Муфта свободного хода, иначе называемая обгонной муфтой – это один из важных компонентов автомобильных генераторов, призванных предотвратить передачу крутящего момента ведущему валу в тех случаях, когда скорость вращения ведомого вала становится слишком большой. Кроме того, данная муфта включается в работу в случае, когда крутящий момент нужно передать в одну сторону. Об устройстве муфты свободного хода, ее неисправностях и методике выбора новой детали – в материале Avto.pro.

Немного о работе генератора

Наддув двигателя – это принудительное повышение давление атмосферного воздуха на впуске ДВС. Это позволяет нарастить объем и массу воздуха, поступающего в камеры сгорания. За счет увеличения удельной/литровой мощности ДВС повышается мощность и крутящий момент, а также улучшаются экологические показатели его работы.

Для начала стоит изучить вопрос того, как работает автомобильный генератор. Если вы хотите серьезно разобраться в устройстве данного агрегата, то вам стоит изучить тематические материалы - это довольно интересно. Сейчас же мы рассмотрим некоторые моменты работы генератора и попытаемся разобраться с его устройством. Вообще, автомобильные генераторы состоят из множества элементов, однако к основным его компонентам относят следующие:

• Шкив;
• Корпус;
• Ротор (вращающая часть генератора);
• Статор (неподвижная часть генератора);
• Диодный модуль;
• Защита диодного модуля;
• Регулятор напряжения;
• Щеточный узел.

А лежит в основе работы данного агрегата эффект электромагнитной индукци. Суть его в том, что через катушку из, к примеру, медного провода проходит магнитный поток. Когда значение магнитного потока изменяется, на выводах той самой катушки возникает электрическое напряжение. Значения напряжение при этом пропорционально скорости, с которой меняется магнитный поток. В свою очередь, для возникновения потока через катушку необходимо пустить ток. Резюмируя: в качестве источника переменного магнитного поля выступает ротор (вращающаяся часть генератора), а источником электрического потока является статор.

Как только водитель поворачивает ключ зажигания, на обмотку возбуждения генератора подается ток. В обмотке наводится магнитное поле, приводящее ротор в движение. После, начинает вращаться коленчатый вал. Для выработки электрической энергии генератором его вал должен продолжать вращаться. Обороты он получает от коленчатого вала, с которым он связан ременной передачей. И теперь последний момент: приемники электроэнергии питаются постоянным током, тем временем как генератор выдает переменный. Для решения этой проблемы в генераторе имеется выпрямительный блок. Для контроля выходных параметров в конструкцию генератора также включен регулятор напряжения.

Для чего нужна обгонная муфта

Одним из самых слабых мест генераторов является именно ременная передача. Не так давно ремни генераторов служили от силы 30 тысяч километров – после такого пробега они почти гарантированного обрывались. Проблема в том, что двигатель автомобиля работает неравномерно – крутящий момент через вал передавался импульсами, очередность которых соответствовала сгоранию топлива в цилиндрах. В свою очередь, частота вращения ротора должна в 2-3 превышать частоту вращения коленчатого вала. Прибавьте к этому и то, что автомобиль постоянно меняет скоростной режим (разгон-торможение), и представьте, как со временем ремень генератора растягивается, после чего рвется. Нивелировать этот эффект удалось внедрением обгонной муфты, подсоединенной к шкиву генератора. Ее основные элементы:

• Внутренняя обойма, соединенная с ротором;
• Наружная обойма, выходящая на шкив.

Работает обгонная муфта так же, как и бендикс стартера, о котором мы писали в данном материале. Когда вал ротора начинает слишком сильно разгоняться в момент сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах ДВС, стопорные ролики замыкают обоймы муфты, что позволяет передавать весь крутящий момент. Когда смесь не сгорает и коленчатый вал немного притормаживает, скорость вращения наружной обоймы начинает «отставать» от скорости внутренней обоймы. По сути, в этот момент обоймы рассоединены. Шкив и ротор при этом вращаются отдельно друг от друга, что позволяет нивелировать отрицательный эффект разности скоростей вращения.

Подробнее об устройстве

Обгонная муфта генератора – компактное устройство, ответственное за обеспечение плавного и независимого движения шкива и вала генератора при их однонаправленном вращении. Состоит из внутренней обоймы, которая сцеплена со шкивом, и внутренней обоймы, находящейся в зацеплении с валом (якорем) генератора. Между обоймами находится подшипник.

• Внешняя обойма, имеющая на внутренней поверхности специальные пазы;
• Ряд пружин на внешней обойме, выталкивающих ролики;
• Внутренняя обойма;
• Ролики, передающие крутящий момент при замыкании обойм.

Существуют также храповые муфты, в которых на внутренней поверхности имеются однонаправленные зубья вместо пазов с роликами. Как и случае более распространенных роликовых муфт, в храповых механизмах имеется собачка, которая прижимается к внешнему кольцу усилием пружины, тем самым замыкая обоймы и позволяя им вращаться с одинаковой частотой. Как несложно догадаться, подобные муфты работают автоматически – за смыкание колец отвечают исключительно механические элементы, что обеспечивает всему устройству не только быстродействие, но еще и высокую износоустойчивость.

Что еще стоит знать об обгонных муфтах

Несмотря на простую конструкцию, муфты генераторов имеют ряд недостатков. Стоит сразу сказать, что муфты с роликовыми и храповыми механизмами имеют свои слабые места. Для начала поговорим о роликовых муфтах. Как уже было сказано, они имеют пазы с выталкивающими роликами. Это накладывает некоторые ограничения:

1. Механизм нельзя отрегулировать;
2. Он требует строгой соосности валов;
3. Его довольно сложно изготовить – геометрию каждого элемента нужно соблюдать.

Более простая, как на первый взгляд, храповая обгонная муфта должна иметь более серьезные минусы. Среди них:

1. Возможность возникновения ударов в момент зацепления собачки с зубьями. Это накладывает ограничения – подобный механизм нельзя использовать в узлах, вращающихся на большой скорости;
2. Повышенная шумность работы. Сегодня изготавливают муфты с собачками, движущимися по часовой стрелке и не задевающими храповое колесо, однако большая часть муфт по-прежнему имеют конструкцию с повышенной шумностью работы;
3. Зубья со временем истираются.

Практика успела показать, что муфты с храповым механизмом оказались более надежными, чем их роликовые аналоги. Что также важно, храповые муфты ремонтопригодны. Попытка отремонтировать устройства с роликами ничего не даст, так как само устройство является неразборным. Даже несмотря на все перечисленные недостатки, муфты обоих типов отличаются достойным эксплуатационным ресурсом и высокой надежностью. В среднем, их ресурс в километрах пробега составляет 100 тыс. км. При этом муфта действительно увеличивает срок службы всей ременной передачи. Ее замена обходится намного дешевле, чем покупка качественного ремня, роликов и натяжителя. Некоторые эксперты говорят, что ременной привод с приводом служит в 5-6 раз дольше привода без этого механизма. Кроме того, он, в целом, работает тише.

Признаки неисправности муфты свободного хода

Как уже было указано выше, муфта генератора может «откатать» порядка 100 тыс. км. Нередки случаи, когда она выходит из строя раньше положенного срока. Автолюбителю стоит понимать, что выход муфты из строя нужно продиагностировать как можно скорее. Если проблему игнорировать, стоит ожидать возникновения неисправностей и с элементами ременной передачи генератора. Вот на какие признаки поломки стоит обратить внимание:

• «Прыжки» ременной передачи, которые водитель вряд ли перепутает с чем-то еще;
• Повышение шумности работы генератора и ремня (особенно на высоких оборотах);
• Треск при запуске и остановке работы ДВС;
• Легкая вибрация авто при движении на небольшой скорости или при работе кондиционера.

Поломок может быть две: муфта постоянно сцепляет обоймы или, напротив, позволяет им вращаться свободно вне зависимости от условий. Здесь понадобится несколько проверок. Мы рекомендуем провести самую простую проверку, так как для полной диагностики придется снимать генератор и проводить над ряд манипуляцией. Без инструментов и специальных знаний рядовой автолюбитель сможет провести лишь одну проверку: застопорив ротор генератора отверткой или внутреннюю обойму пальцами, прокрутить внешнюю обойму в обоих направлениях. Нормально работающий механизм не должен прокручиваться в двух направлениях. Мы рекомендуем не проводить более сложную проверку самостоятельно. Лучше обратить внимание на ряд косвенных признаков поломки муфты. Среди них: мерцание значка батареи на панели и постоянный недозаряд аккумулятора.

Выбор нового механизма

Подобрать новую муфты свободного хода генератора на деле не очень сложно. У автолюбителя есть несколько вариантов поиска. Мы рекомендуем для начала поискать информацию в интернет-магазинах и сохранить коды подходящих запчастей – в будущем они могут оказаться крайне полезными. Нужную деталь можно найти в офлайн- или же онлайн-магазинах запчастей по:

• 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).

Более дешевые, но при этом не настолько качественные аналоги предлагают WAI (США), Nipparts (Нидерланды), ERA (Италия), ZEN (Бразилия), Lynxauto (Япония). Особенно распространены муфты от Lynxauto, однако многие покупатели сходятся во мнении о том, что это далеко не японский продукт – качество запчастей данного бренда может сильно варьироваться. Мы рекомендуем покупать муфты от производителей, которые одновременно являются конвейерными поставщиками. При покупке автозапчасти имеет смысл проверить каждое изделие на предмет механических дефектов, а также посмотреть страну производства (в случае упаковщиков страна может отражать качество изделия).

Установка новой обгонной муфты генератора

Если вы убедились в том, что проблему генератора можно решить только установкой новой муфты, а запчасть уже есть на руках, стоит подготовиться к ремонту. Для снятия старой муфты наверняка потребуются специфические инструменты. Для работы с генератором вам необходимо подготовить следующее:

• Специальный ключ, для которого нужна насадка с многогранником и двухстороння бита;
• Ключ на 14 и на 17;
• Головка ATA-0415;
• Вороток Torx. С ним могут возникнуть проблемы, так как крепежи типа «Торкс» не очень распространены.

Заменить обгонную муфту можно как снимая генератор, так и не прибегая к демонтажу – здесь все зависит от вашего желания. Впрочем, стоит отметить, что в случае работы с установленным генератором вам наверняка придется импровизировать. Пространство для маневра будет крайне небольшим, а работать придется сразу в двух направлениях, так как муфту нужно будет прокручивать в одну сторону, а вал генератора в другую (или удерживать его неподвижным). Вот что необходимо сделать:

1. Отсоединить «минус» от АКБ;
2. Подобраться к ремню генератора и ослабить его;
3. Открутить гайку крепления муфты одним инструментом, параллельно удерживая или же прокручивая вал в другую сторону;
4. Снять муфту и поставить на ее место новую;
5. Затянуть муфту усилием порядка 80 Нм.

Если у вас не получается снять муфту с генератора, который не был демонтировать, то агрегат стоит снять и повторить попытку. Метод снятия и установки обгонной муфты при этом не сильно изменится – вам все также придется удерживать вал / прокручивать его в обратном направлении. Также учитывайте, что новая муфта должна быть защищена пластиковой крышкой. Не забудьте ее установить. Если в комплекте такой крышки нет, то стоит докупить ее отдельно.

Вывод

Обгонная муфта является очень важным компонентом генератора. Без нее ременной привод выходил бы из строя едва ли не ежегодно, что делало бы эксплуатацию автомобиля не только менее удобной, но и намного более затратной. Несмотря на простоту, такие муфты тоже выходят из строя. Подобрать запчасть для ремонта несложно, но вот с ее установкой могут возникнуть проблемы. Вам понадобятся специфические инструменты и насадки к ним, так что если всего необходимого на руках нет, лучше обратиться к квалифицированному ремонтнику.  Что касается запчастей для ремонта, то найти их совсем несложно. В этом особенно помогают интернет-магазины.