Краткая история
В конструкции современных автомобилей все чаще появляются не только новые электронные «навороты», но и невиданные ранее механические устройства. К последним, несомненно, относится и обгонная муфта шкива генератора.
Как ни старайся, но поршневой двигатель никогда не станет электромотором: вращение коленвала всегда будет неравномерным, «пульсирующим» в такт с рабочим ходом поршня. Неравномерное вращение равнозначно неравномерной радиальной нагрузке на подшипники вспомогательных механизмов, приводимых ремнем от шкива коленвала. Некоторая эластичность приводных ремней не позволяет полностью компенсировать рывки в приводе. Увеличение массы маховика также не беспредельно. В результате — высокий уровень шума, колебания ремня, повышенный износ, вибрации кузова.
Генераторы обладают наибольшим инерционным моментом в приводе вспомогательных агрегатов, оказывая огромное влияние на поведение ременного привода. В возбужденном состоянии вал генератора тормозится пропорционально нагрузке подключенной на него, попросту говоря чем больше включенных электроприборов тем больше мощности двигателя уходит на работу генератора. Отсюда увеличенный расход топлива во время работы печки, подогрева сидений, дальнего света, аудиосистем.
Периодическое зажигание двигателя внутреннего сгорания вызывает неравномерность вращения которая передается на все элементы ременной передачи в виде торсионных вибраций. Когда двигатель работает на собственных частотах системы ременного привода, система может генерировать резонансные вибрации. Что в свою очередь разрушающе влияет на все детали.
Как результат мы имеем систему ременного привода с использованием поликлинового ремня, которая за счет неравномерности работы двигателя, колеблется с амплитудами пропорциональными скорости вращения двигателя, сопротивлению отдельных элементов системы, длине ремня.
Чем это чревато? Увеличен расход топлива, потеря эффективности передачи крутящего момента агрегатам, увеличенный износ всех роликов натяжителей, неприемлемый уровень шума и вибраций, увеличенный износ самих агрегатов за счет механического воздействия.
Для решения этой проблемы конструктивно изменяется устройство всех элементов взаимодействующих с ремнем, чтобы изолировать их от вибраций. Среди этих элементов находится шкив генератора. О нем и пойдет речь далее.
Устройства обгонного шкива генератора
На сегодняшний день существует три типа шкивов:
цельнолитые шкивы, демпферные шкивы и обгонные шкивы.
Кратко о первых двух: цельнолитые шкивы представляют из себя обычную болванку необходимую для передачи вращения ремня на вал ротора; демпферные шкивы первый шаг на пути изоляции генератора от вибраций ремня, большого распространения так и не получили.
Обгонные шкивы, на данный момент, являются оптимальным решением.
В отличии от твердотельного шкива, обгонный шкив проскальзывает по направлению тормоза ремня. Впервые примененные в 1996 году компанией INA, они зарекомендовали себя как отличное решение проблемы вибрации ремня и резонанса системы “ремень-генератор”. Такой шкив производства INA (Overrunning Alternator Pulley (OAP)) состоит из шкива с размерами подходящими для использования в текущей системе ременного привода, однонаправленного привода с подшипниковой опорой, стального сердечника и двух сальников. Однонаправленный привод и сальники — стандартные компоненты.
Модульная система разработана специально для простого решения потребностей заказчика. Сам привод может ставиться в любой шкив, таким образом, создание нового образца для нового двигателя не составляет особых трудностей.
По другому ситуация обстоит с появившимися в 2000 году обгонными шкивами производства компании Litens (Overrunning Alternator Decoupler (OAD). Изначально позиционирующиеся как аналог OAP, они показали более качественный эффект изоляции вибраций ремня. Основная изюминка этой компании заключается в пружинах. В отличи от OAP OAD шкивы реализованы на принципе “оттянутого тормоза” поэтому снижение биения ремня гораздо эффективнее чем в OAP шкивах, также за счет пружин получается более плавный пуск генератора. В отличие от OAP OAD имеет собственную резонансную частоту и привязан к определенным размерам и амперажу генератора.
Пример: машина комплектуется генераторами 90 и 150 ампер, на оба генератора можно поставить один и тот же шкив OAP, но OAD шкивы будут разными.
Итак, мы выяснили, что обгонный шкив генератора изолирует его инерционный момент от неравномерного вращения коленвала ДВС.
Какие же положительные эффекты при этом достигаются:
- Минимизация биения ремня;
- Снижение силовых пиков в ременной передаче;
- Снижение амплитуды движения натяжного механизма;
- Увеличение срока службы ремня;
- Улучшение шумовых характеристик ременной передачи;
- Снижение проскальзывания ремня на шкиве генератора в момент переключения передачи(в частности при быстром переключении в системах с двойным сцеплением или автоматической трансмиссией);
- Снижена нагрузка на всю систему в момента пуска двигателя и в момент «стоп-старт» функции;
- Предотвращает силовое сопротивление во всей системе, что приводит к снижению трения, соответственно и экономия топлива и выброса СО2.
По ресурсу производители сошлись на одной отметке в 100 тысяч километров. Кстати немаловажный факт: при замене шкиваобязательно рекомендуется менять натяжник и ремень, их долговечность сильно зависит друг от друга.
Успех скопировать сложно
Сегодня появились аналоги оригинальных разработок, как дремучие китайские так и вполне очеловеченные, конструкции их могут быть различными но суть остается та же, — изоляция.
Выбирая взамен оригинального шкива шкив-копию, Вы должны понимать, что ресурс в 100 тысяч пробега он уже не отработает. Все шкивы-копии имеют другую систему внутреннего механизма, что существенно уменьшает ресурс изделия, естественно снижая стоимость самой детали. Ниже цена, выше риски.
Пару слов о б/у генераторах. Зачастую покупая таковой за полцены нового, вы думаете что совершили выгодную сделку. Но давайте разберемся,- вам неизвестен пробег этой машины, какие проблемы были, и оставшийся ресурс обгонного шкива неизвестен. Велика вероятность что проблема возникнет в ближайшее время, и не дай бог затронет весь ременной привод. Представляете насколько невыгодной окажется такая сделка в перспективе?
Неисправность
Самая распространенная проблема это попадание посторонних материалов в обгонный механизм. Соль, грязь, вода и прочее все это вызывает нарушение нормального функционирования обгонного шкива. При этом первая стадия это шумность, потом происходит заклинивание механизма а затем срывание (для OAP шкивов).
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.
В последнем случае при слете самой болванки возможна деформация вала генератора и механическое повреждение системы ременного привода и иных располагающихся поблизости элементов слетевшей болванкой, OAD шкивы защищены от такой проблемы тем что центрирующие подшипники у них роликовые и защищены дополнительно.
Но помимо повреждения самого шкива, наблюдается увеличение вибраций в ремне, а соответственно и во всей системе, что пагубно сказывается на ресурсе остальных элементов.
Опорный подшипниковый блок шкива производства INA в результате воздействия факторов окружающей среды.
Диагностика неисправности обгонных шкивов генератора
OAD шкивы диагностика:
На машине:
- Дайте 2000-2500 оборотов на нейтральной скорости или паркинге (коробка автомат) и заглушите двигатель. Прислушайтесь к звукам идущим со стороны шкива,- изношенный подшипник будет издавать звук «бзззз». Если шкив шумит во время этого теста, он неисправен.
- Удалите «одноразовый» защитный колпачек, и с помощью специального инструмента проверните вал генератора. Шкив должен проворачиваться вхолостую в обгонном направлении, и с растягиванием пружины в направлении вращения генератора.
- Если шкив заклинен, замените его;
- Если нет растягивания пружины в направлении вращения генератора, замените шкив;
- Если для проворачивания шкива в обгонном направлении необходимо усилие больше 1-1.5 Нм, замените его;
- Если шкив проворачивается не плавно в обгонном направлении, замените его.
На снятом генераторе:
- Аналогично пункту 2.) приведенному выше, шкив должен мыть зажат в ремне, чтобы почувствовать растягивание пружины.
OAP шкивы диагностика:
На машине:
- Дайте 2000-2500 оборотов на нейтралке(МТ) или паркинге(АТ) и заглушите двигатель. Прислушайтесь к звукам идущим со стороны шкива. Если шкив шумит во время этого теста, он неисправен.
- Удалите защитный колпачек, и с помощью специального инструмента проверните вал генератора. Шкив должен проворачиваться вхолостую плавно в обгонном направлении, и тормозиться в направлении вращения генератора.
- Если шкив заклинен, замените его;
- Если для проворачивания шкива в обгонном направлении необходимо усилие больше 1-1.5 Нм, замените его;
- Если шкив проворачивается не плавно в обгонном направлении, замените его.
strong>На снятом генераторе:
- Аналогично пункту 2.) приведенному выше, при этом шкив должен быть зажат в ремне.
Итоги
Вся система ременного привода подвержена влиянию вибраций возникающих в результате неравномерной работы ДВС, и чем современнее становится автомобиль, тем больше требования к автономности его функционирования.
Поэтому производители придумывают все более качественные системы для увеличения долговечности элементов подверженных механическим нагрузкам.
Сегодня уже существуют обгонные шкивы коленвала, работающие на той же идее что и аналогичные генераторные механизмы. Сами же обгонные шкивы генератора остаются важной частью правильного функционирования генератора в целом, и необходимо тщательно относится к их состоянию. Как таковых методов профилактики повреждения обгонных шкивов нет. Относитесь к своему автомобилю бережно и не забывайте, что под капотом должно быть сухо чисто и тихо.
[lightbox href=”/wp-content/uploads/2015/05/shkivyi-obgonnyie-10.jpg” group=”shkivy” iframe=”false”]
