Как работает муфта свободного хода?

Обгонная муфта генератора: все об устройстве и неисправностях

2.0 (105) AR 10520

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

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

Теперь рассмотрим устройство обгонной муфты в подробностях. Несмотря на то, что ее схема может показаться довольно простой, это по-своему сложное устройство, каждый элемент в котором четко подогнан к смежному и выполняют свою роль. Итак, вот что включает в себя обгонная муфта автомобильного генератора:

  • 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.

Муфта свободного хода: в каких случаях действительно стоит задуматься о его установке на колеса

Если вы ездите на внедорожнике с подключаемым полным приводом, рано или поздно вам придется познакомиться с этой деталью колеса. Когда настанет время в автосервисе вас спросят, поставить надежный ручной вместо вышедшего из строя автоматического? Чтобы знать о чём идет речь и сделать выбор, познакомимся с хабом (от англ. hub – «ступица»). Особенно стоит прочитать эту статью тем, кому не хотелось бы лишний раз перегружать ходовую часть и тем, кто не против уменьшить расходы на эксплуатацию, увеличить динамичность авто.

Что такое муфта свободного хода и для чего нужна

Хаб или муфта свободного хода – это несложное устройство, которое крепится в центр колесного диска, насаживается на ось. Устанавливают на заводах производителей на определённые модели внедорожников. Её также дополнительно приобретают владельцы авто и устанавливают на СТО.

Хаб подходит только моделям с подключаемым 4WD. На полноприводные ставить его нет смысла, поскольку нужна специальная муфта, чтобы отключить привод переднего моста полностью, а не только колёса в районе ступицы. Эта мера необходима, ведь система отключаемого полного привода не всегда может гарантировать полноценное отсоединение, когда это так необходимо (на ровной дороге). Если не отключить, колёса цепляют ступицы, «вхолостую» продолжают крутиться карданный вал и полуоси. В результате возрастает расход топлива, быстрее изнашиваются узлы.

Внедорожники становятся заднеприводными при отключении полного привода, поэтому отсоединение/присоединение узлов ходовой части требуется к передним колесам. Хабы устанавливают только на два передних колеса.

Что делает хаб? Устраняет холостое вращение деталей передней части ходовки: вращение правой и левой полуоси, жестко соединенных с колесами, вращение сателлитов переднего моста (расположены внутри дифференциала).

Конструкция хаба

Исходя из логики, муфта свободного хода – весьма необходимая конструкция для внедорожника с подключаемым приводом 4WD. А значит должна быть предусмотрена на всех авто такого типа. И действительно на многих она имеется. Даже на авто времен 1900-1940-х гг была предусмотрена простая конструкция – подача крутящего момента прекращалась обычным гаечным ключом.

Затем, после войны, изобрели муфту с простым механизмом фиксации (крышка муфты легко поворачивалась движением руки). Это классическое устройство хаба, недорогое и надежное, встречается и по ныне. В его современной модификации имеется ручка, пружина, втулка, подвижная шестерня и шестерня вала полуоси.

Современная ступичная муфта (она же муфта свободного хода) представляет собой конструкцию из нескольких деталей, а каких именно зависит от типа привода. Но обо всём по порядку

Типы хабов в автомобиле и их принцип работы

Существует два типа хабов:

  • ручной (классический вариант),
  • автоматический,

Последний в свою очередь делиться на три разновидности, в зависимости от типа привода (электрический, вакуумный или пневматический, гидравлический или механический).

Ручной

Первая – ручная муфта – включается и отключается поворотом ручки в нужное положение, ручка находится на самом устройстве, прикрепленном к колесу. Отсюда и минус: для этого действия водителю приходится покидать автомобиль. Есть и плюсы, которые перевешивают главный недостаток – ручные хабы надежнее, служат значительно дольше.

Например, для «Патриота» создают ручной хаб AVM (одна из самых популярных, страна изготовления– Бразилия), на втором месте по популярности американский ручной WARN, на третьем – украинская «АмисА» (внедрена новая технология).

Устройство ручного хаба

Автоматический

Второй тип хабов – автоматические, входят в комплектацию внедорожника. После активации хаба блокируется вращение шрусов, прекращается подача крутящего момента на вал, полностью выводится из сцепления муфта.

Включаются сами при активации 4WD, нужно лишь тронутся с места. Чтобы отключить, нужно остановить авто, выключить полный привод, проехать задним ходом. Задним, если до этого автомобиль двигался вперёд, если, наоборот, двигался назад, надо проехать прямо (чтобы колесо и полуось расцепились, придётся проехать пару метров в противоположном направлении).

Такой тип хаба прост в эксплуатации (не нужно выходит из салона, чтобы отключить муфту), но к сожалению, муфта менее надежна, подводит в некоторых случаях (приходится подключать вручную) и с ней ходовая часть всё таки изнашиваются быстрее (чем при эксплуатации авто с ручным хабом).

Автоматическое отключения становится возможным благодаря приводу: электрическому, вакуумному или гидравлический.

Устройство автоматического хаба

Автоматическая электрическая муфта

Максимально надежны и просты (сродни ручному механизму). Активация устройства происходит за счет подачи электричества на управляющий мотор, вращающийся с колёсной ступицей. Ток передаётся по щёткам. Последним приходиться работать в тяжелых условиях – грязь, перепады температур. Из-за чего в один «прекрасный» день система может просто не включиться.

Автоматическая вакуумная муфта

Или пневматическая работает с насосом, отсасывающим/подающим воздух, в результате чего хаб блокирует/отсоединяется от ступицы. При работе пневматического хаба часто возникает такая проблема, как нарушение герметичности соединения сальников с полуосью (самое слабое место в конструкции), тогда вместе с воздухом может попасть гряз, вода, что по началу исключает эффективную блокировку, а после приводит к выходу из строя вакуумного хаба.

Читайте также  Как работает ГЛОНАСС на телефоне?

Вакуумный хаб устанавливают на заводах на модели внедорожников 2015-2018 г.в.

Автоматическая гидравлическая муфта

Устройство задействуется благодаря законам движения и равновесии жидкостей (наука «гидравлика»). Активируется при подаче крутящего момента на полуось.

Менее подвержены воздействию низких температур (до -45 градусов). Отличаются сложной конструкцией. Надежны (особенно хабы бразильского и японского производства). Но и у него есть недостаток: движение люфта, находящегося в трансмиссии, сопровождается ударами, которые негативно влияют на надежность муфты.

Устанавливают механический автоматический хаб в основном на внедорожники Nissan.

Как правильно выбрать hub для своего авто

У каждой разновидности хаба свои преимущества и недостатки. Выбирать муфту для своего внедорожника нужно, ориентируясь на особенности его эксплуатации: часто ли вы на нем ездите, часто ли сменяется гравийная дорога на асфальтированную, много ли времени проводите вне дорог.

Если часто отключать привод нет необходимости (выехали на бездорожье и не скоро вернётесь на городские дороги), выбирайте ручной хаб. Если часто сменяете условия езды (например, живете за городом, но ездите в мегаполис на работу) или чаще ездите по асфальтированной дороге, правильный выбор – автоматика.

Видео: Влияют ли ХАБЫ на расход топлива?

Ремонт автоматики по стоимости равен полной замене хаба на новый. Чтобы дать клиенту возможность сэкономить, в СТО предлагают выбор – заменить автоматический, вышедший из строя, ручным. Иногда это предложение действительно оказывается целесообразным. Но даже установка автоматики окупается достаточно быстро (за счет повышения производительности и снижения расходов на топливо и ремонт).

Выбирайте хабы производителей, которые признаны лучшими на своём поприще (бразильские, американские, японские, украинские).

Выбирайте хабы по техническим характеристикам, чтобы идеально подошли под ваш внедорожник: по диаметру отверстий, крепежных болтов и по длине.

Полный привод, отключаемый полный привод, преимущества хаб

В отличие от моделей с подключаемым 4WD полноприводные внедорожники, возвращаясь с бездорожья на трассу, отключают крутящий момент, но без хаба составляющие и узлы переднего моста продолжают вращаться за счет движения передних колёс. В итоге теряется скорость, изнашиваются детали всей ходовой части, повышается расход топлива. Возможно, отчасти поэтому внедорожники с подключаемым приводом стоят значительно дешевле (полноприводные хоть и бегают по асфальту со включенным 4WD, изнашиваются не так быстро).

Видео: ХАБЫ — Off-road drive: обзор, устройство, принцип работы

Чтобы свести к минимуму указанные негативные последствия, достаточно пользоваться изредка ступичной муфтой (хабом): когда съезжаем с нормальной дороги – включать, когда выехали на городскую дорогу, трассу – выключать. Хаб исключит нагрузку на переднюю часть ходовки. При этом увеличится динамичность (время разгон уменьшается, накат идет легче), снизится расход топлива (до одного литра на сотню).

Весомый недостаток?

Несмотря на множество преимуществ от применения хаба, не советуем торопится с его установкой. Поскольку есть существенный минус – нет возможности в любой момент времени подключить полный привод. Особенно остро недостаток ощущается, когда чередуется качество дороги (асфальт/снет/насыпь) и при заезде на бордюр. Мешает хаб и при попытке выбраться из болота проверенным методом – «в раскачку». В такой ситуации муфта просто отключается и возможности полного привода оказываются недоступными. В этих редких экстренных ситуациях не поможет даже ручной режим переключения.

В некоторых случаях хаб действительно стоит установить: если вы не экстремал, постоянно покоряющий бездорожье, а человек, который изредка ездит на дачу и только в весенне-летний период. Если же вы не представляете жизни без приключений и привыкли прокладывать тропы, где их никогда не было – хаб для вас абсолютно ненужное приобретение, которое не принесет выгоды, а наоборот, подведёт в самый ответственный момент.

Обгонная муфта генератора: что это, строение, принцип действия

Мало кто знает, что в конструкциях транспортных средств есть, так называемая, обгонная муфта. Обгонная муфта — это устройство, которое служит для защиты ведущего вала, если ведомый вал вдруг начинает вращаться с большей скоростью вращения, чем ведущий. То есть, обгонная муфта, она же муфта свободного хода предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала ведущему.

Строение обгонной муфты генератора

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.

Для чего нужна обгонная муфта генератора

Обгонная муфта устанавливается на шкив вала генератора. Стопорные ролики воспринимают основную нагрузку. Во время работы двигателя автомобиля, в момент когда происходит воспламенение топливно-воздушной смеси в рабочих камерах цилиндра, коленчатый вал разгоняет внешнюю обойму муфты генератора. Стопорные ролики замыкаются и начинают удерживать внешнюю, и внутреннюю обоймы вместе, тем самым передают вращательное движение якорю, то есть начинается раскручиваться и вал генератора.

В момент работы мотора, когда в рабочих камерах цилиндров не происходит воспламенения, а сжатие идет, то коленчатый вал ДВС притормаживается, а внутренняя обойма, которая на валу генератора начинает обгонять внешнюю обойму, которая соединяется шкивом и ремнем с коленвалом. Чтобы не было воздействия на вращение коленвала и поломки обойной муфты генератора, конструкция муфты справляется с такой ситуацией. А именно, когда вал генератора вращается быстрее коленвала, стопорные ролики погружаются в спец канавки или поворачиваются боком, тем самым разъединяют внешнюю и внутреннюю обоймы друг от друга. В разъединенном состоянии обоймы вращаются независимо друг от друга.Такая конструкция муфты и ее принцип действия позволяет избежать негативного воздействия силы инерции. Если бы обоймы не разъединялись вовремя, происходило бы проскальзывание ремня, нагрузка на валы двигателя внутреннего сгорания и генератора.

Диагностика обгонной муфты

Когда начали использовать муфты с обгоняющим эффектом, то ресурс ременной передачи и других деталей увеличился, примерно, в 6 раз. К тому же, уменьшились шумы ременной передачи и возникающая периодически вибрация.

При износе и выходе из строя хотя бы одной детали муфты, то, как правило, муфта стопорится.

Какой срок службы обгонной муфты генератора? Ответ: 100 тысяч километров пробега.

Что будет, если муфту заклинит?

Если произошло стопорение, подшипники муфты больше не вращаются и не движутся по поверхностям обойм, то ременная передача превращается в обычную, то есть, без защитного эффекта от силы инерции. Это значит, что при разных скоростях вращения коленчатого вала двигателя и вала генератора, будет быстро изнашиваться ремень, а, если ремень очень крепкий, то, возможно будет износ деталей двигателя.

Признаки поломок обгонной муфты:

  1. Сильно начинает прыгать ремень, то есть появляется вибрация.
  2. При запуске на холодную (когда мотор холодный), ремень издает свист, писк.
  3. В натяжителе ремня слышны щелчки.

Поломанные детали муфты выглядят так:

Проверка снятого генератора с муфтой:

    • Застопорить якорь отверткой через отверстие в крышке. При зафиксированном якоре внешняя обойма должна вращаться только в одну сторону. В одну сторону легко вращается, в другую — нет. Это исправная муфта. Если вращается и туда, и сюда, то муфта не рабочая.

Не рабочую муфту желательно заменить на новую, а то придется очень часто менять ремень генератора и слышать свист ременной передачи.

Замена обгонной муфты

Замена производится в такой последовательности:

  1. Ослабить генераторный ремень.
  2. Демонтировать генератор.
  3. Снять муфту. Обычно демонтируется она легко. Но, бывает, что крепится болтом «торекс» (биты для такого болта маркируются буквой Т). Насадки бывают в наборах ключей.
  4. После снятия старой муфты устанавливаем новую и собираем.

Муфты не ремонтируются, как и подшипники. Но, бывают люди, у кого есть желание и возможности повозиться с восстановлением работоспособности муфты обгонного типа.

При установке новой муфты следует убедиться, чтобы стояла пластиковая крышка, которая закрывает все внутренние поверхности. Без нее вода, пыль и грязь быстро попадут внутрь устройства и уменьшат срок эксплуатации.

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.

Видео

Это видео обучающее. В нем наглядно показывается принцип действия обгонной муфты.

Обгонная муфта Ina.

Это видео для начинающих. Ременная передача двигатель-генератор.

Разборка и дефектовка.

Как проверить обгонную муфту своими руками.

В этом видео показывается, как заменить обгонную муфту на Nissan Primera (Ниссан Примера).

ХАБы на внедорожнике: минимизация нагрузки на автомобиль

В последнее время акценты престижности у обладателей автомобилей неуклонно смещаются в сторону внедорожников, некоторые модели которых ценятся выше, чем пресловутые Мерседесы и БМВ. Оно и понятно: солидное с виду авто, к тому же прекрасно приспособленное для наших дорог, которые человек из-за рубежа вряд ли отличит от бездорожья. Но есть у внедорожных транспортных средств и недостатки, особенно у тез, которые не могут похвастаться неотключаемым полным приводом. Впрочем, и у отключаемых при движении по трассе передний мост остаётся нагруженным – это касается и полуосей, и карданного вала, и редуктора, и раздатки. Все они вращаются «вхолостую», поскольку жёстко связаны с передними колёсами. Это увеличивает износ вышеназванных узлов и приводит к заметному росту расхода горючего. Данную проблему и призван решать ХАБ, который официально называется муфтой свободного хода.

Как выбирать ХАБы на внедорожник.

Для чего нужен ХАБ для внедорожника

Оказалось, для заднеприводных машин, которыми становятся внедорожники при отключении полного привода, имеется достаточно простое и элегантное решение, как отключить колёса от других узлов трансмиссии. Это и есть ответ на вопрос, что такое ХАБы на внедорожнике. Технически реализовать такую функцию не так уж сложно. Действительно, подобные попытки предпринимались достаточно давно. В частности, до Второй мировой войны года это можно было сделать вручную, используя обычный гаечный ключ. Безусловно, это было неудобно, поэтому поиски способов более лёгкого отключения переднего моста продолжались многими производителями полноприводных авто (большая часть которых к тому времени была сосредоточена за океаном).

Читайте также  Как работает ЭРА ГЛОНАСС на Лада веста?

И в 1948 году появилось муфта свободного хода, сконструированная известным новатором-изобретателем Альбертом Варном, которая позволила дать вторую жизнь армейским джипам, списанным после окончания военных действий. При использовании такого устройства никаких инструментов уже не требовалось – достаточно было повернуть в нужное направление крышку муфты, чтобы отключить или привести в действие обгонные эксцентрики. Неудивительно, что вскоре это недорогое, технически несложное и достаточно надёжное устройство было взято за основу многими автопроизводителями. Кроме американских компаний (Jeep, Ford, Chevrolet), изобретением заинтересовались японские автоконцерны – Toyota, Nissan, Mazda, Mitsubishi, Suzuki, а позже и корейские, а также автопроизводители из Старого Света.

Классификация ХАБов

В английском языке это слово имеет несколько значений, одно из которых – «ступица». И именно это значение и стало общеупотребительным в отношении муфты свободного хода, которую можно отключать вместе с полным приводом при поездках на трассах, не требующих увеличенного крутящего момента. Однако, несмотря на простоту идеи, способов её реализации было придумано немало. Но в настоящее время наиболее употребительными являются ХАБы трёх типов:

  • с ручным включением/выключением;
  • автоматические;
  • с использованием вакуумного способа включения.

Рассмотрим принцип работы каждого из перечисленных ХАБов, их основные достоинства и имеющиеся недостатки.

Ручные ХАБы

Конструктивно это самые простые муфты, поэтому именно о них говорят, как о самых надёжных. Здесь блокирование ступицы осуществляется посредством шестерни, соединяющей колесо со ступицей. Шестерня вошла в зацепление – передний мост оказывается нагруженным, вышла из зацепления – передние колёса вращаются исключительно на подшипниках, не передавая усилий на полуось и далее по цепочке. Включив ручной ХАБ, вы получаете стопроцентную гарантию, что, вне зависимости от внешних условий, передний мост у вас не отключится. Выезжая под горку, вы можете не сомневаться, что, если двигатель с задачей не справится, передний привод не будет отключен, как это случается с ХАБами других типов.

Несмотря на надёжность, в настоящее время ручные муфты на серийные авто практически не устанавливаются, но оснастить свой внедорожник таким устройством можно и самостоятельно – данная процедура ненамного сложней, чем демонтаж колеса. Самыми известными производителями ХАБов с ручным переключением считаются бразильская компания AVM и американская WARN, хотя такие муфты делают и в Южной Корее, и в России, и на Украине. Понятно, что американские ХАБы самые качественные, но и стоят они намного дороже аналогов, хотя принцип действия у всех подобных устройств практически одинаков. В последнее время ручные муфты свободного хода приобрести становится всё сложнее, поскольку большинство производителей отдаёт предпочтение выпуску автоматических ХАБов, пользующихся гораздо большей популярностью. Основная причина такого пользовательского перекоса и является главным недостатком ручных устройств: для их включения/отключения необходимо останавливать автомобиль, выходить из него и вручную вводить муфту в зацепление, если вы собираетесь съехать из трассы на бездорожье, или проделывать обратную операцию при выезде на трассу.

На ХАБах, поставляемых из дальнего зарубежья, имеются две надписи: «Lock» и «Free». Первая обозначает жёсткое зацепление колеса со ступицей, и только после перевода муфты в этот режим можно включать полный привод. Если же предстоит движение по дороге с твёрдым покрытием, когда полный привод не нужен, его выключают, а чтобы снизить нагрузку на дифференциалы, переводят муфту в положение «Free». В последнем случае после длительной езды по бездорожью ХАБ может сильно нагреться, поэтому переключать его необходимо в перчатках или используя специальный ключ (некоторые производители включают его в комплект поставки).

Как мы уже писали выше, принцип работы ручных муфт заключается в использовании шлицевого соединения. Одна из шестерён жестко закреплена на полуоси, другая, подвижная – на ступице. Поворачивая переключатель ХАБа в положение «Lock», вы посредством мощной пружины передвигаете подвижную шлицевую втулку по направлению к внутренней неподвижной шестерне, вводя пару в зацепление. Поворачивая переключатель в положение «Free», вы проделываете противоположную операцию. Как видим, устройство действительно крайне простое, и потому очень надёжное – скорее всего, в процессе эксплуатации автомобиля вы будут вынуждены поменять ступицу, чем муфту. Разница между изделиями от вышеперечисленных производителей заключается в материалах изготовления и особенностях реализации базового принципа. В частности, в украинских ХАБах установлены две пружины, воздействующие на цилиндрические шпонки, в муфтах от других производителей используется одна пружина.

Автоматические ХАБы

Подавляющее большинство внедорожников, конструкция которых предусматривает наличие муфты свободного хода, комплектуются именно такими устройствами. Принцип работы автоматических ХАБов заключается в том, что при включении переднего привода крутящий момент начинает передаваться на передний кардан. Этот момент автоматическими муфтами улавливается по началу вращения шрусов, что является сигналом для осуществления блокировки муфты. Обратная операция осуществляется после выключения переднего привода. И хотя здесь не нужно покидать автомобиль и руками выводить шестерни из зацепления, для выключения муфты потребуется совершить ряд нестандартных действий:

  • остановить внедорожник;
  • выключить ПП;
  • включить заднюю передачу и проехать несколько метров (3-5).

Если просто отключить передний мост, передний кардан отключится от заднего, однако передний мост продолжит вращаться, приводимый в движение колёсами, с которыми он связан. Смена направления движения как раз и нужна для того, чтобы автоматика распознала, что шрусы начали вращаться в обратную сторону. Автоматическая работа ХАБа является его основным и, пожалуй, единственным серьёзным преимуществом. А теперь о недостатках:

  • такая конструкция не предохраняет некоторые детали от истирания при езде на заднем приводе (например, во внедорожниках Kia Sportage достаточно быстро изнашиваются обойма зацепления муфты, изготовленная из пластика, а также трёхшиповое кольцо, произведённое из силумина). В результате в один прекрасный момент при попытке включения полного привода вы потерпите неудачу, поскольку ХАБу просто не хватит свободного хода, чтобы осуществить зацепление между колесом и шрусом;
  • автоматическая муфта не в состоянии обеспечить надёжную блокировку. Если вы, к примеру, не сможете взобраться на крутой склон, во время сдачи внедорожника назад на нейтрали произойдёт отключение ХАБа. Чтобы его включить, потребуется сменить направление движения на противоположное. Но в некоторых случаях вы просто не сможете этого сделать. Например, если скатились на участок бездорожья с грязью или глиной, и для включения ХАБа вам потребуется проехать вперёд несколько метров.

Впрочем, те водители, которые уже испробовали езду на автоматической муфту, вряд ли захотят менять её на ручноё устройство, несмотря на его абсолютную надёжность. Ведь отключения ХАБа происходят нечасто, а выходить для этого из внедорожника – «не комильфо», особенно в непогоду.

Вакуумные муфты

Такие устройства считаются наиболее совершенными с технической точки зрения разновидностями автоматических ХАБов. Здесь их включение обеспечивается электроникой, реагирующей на включение полного привода. В последнем случае приводится в действие вакуумный насос. Используя разрежение, создаваемое во входном коллекторе, он отсасывает воздух по системе трубопроводов из муфты, что и становится причиной вхождения шестерни в зацепление и жёсткой блокировке колеса со шрусом. Если полный привод отключается, вакуумный насос нагнетает воздух в магистраль, воздействуя на подвижную шестерню в обратном направлении и выводя её из зацепления. Таким образом, принцип работы вакуумного ХАБа исключает необходимость изменения направления движения для выведения муфты из зацепления – здесь всё происходит автоматически.

Но и здесь имеется ряд недостатков. Во-первых, это существенно большая стоимость таких ХАБов. Во-вторых, самостоятельная их установка достаточно сложна, поскольку потребует внесения изменений в работу многих других узлов. В-третьих, надёжность таких устройств ещё меньше. чем у обычных автоматических муфт, поскольку работа вакуумного ХАБа зависит от герметичности соответствующих трубопроводов и сальников. По мере их износа в магистраль начинает попадать грязь, вода, давление вакуума постепенно падает, и в один не очень прекрасный момент вы просто не сможете включить/отключить муфту. То есть теперь вам придётся регулярно следить за состоянием трубопроводов и сальников, не допуская потери герметичности. Скорее всего, совокупность этих трёх недостатков и стала причиной малой востребованности вакуумных хабов.

Плюсы и минусы применения муфт свободного хода

Многие водители внедорожников не совсем хорошо представляют себе, зачем вообще нужны ХАБы. Поэтому остановимся подробнее на основных достоинствах и недостатках этих устройств:

  • при отсутствии муфты свободного хода отключение полного привода не означает, что передняя полуось не будет вращаться, а ведь она передаёт движение и на кардан, и на редуктор, который, в свою очередь, заставляет вращаться шестерни раздатки, причём вхолостую. Другими словами, отсутствие ХАБа приводит к уменьшению ресурса трансмиссии (в первую очередь) и силового агрегата;
  • возможность полного отключения ступицы от шрусов позволяет улучшить разгонные способности внедорожника, одновременно существенно уменьшается трение при движении автомобиля накатом;
  • по некоторым подсчётам, ХАБы позволяют экономить до одного литра горючего на каждые 100 километров пути.

Есть у этих устройств и очевидные конструктивные недостатки, которые пока устранить технически невозможно. Речь о том, что в некоторых ситуациях вы не сможете включить полный привод:

  • съезжая с асфальта на грунтовую дорогу;
  • когда внедорожник заезжает на достаточно высокий бордюр;
  • если во время движения по трассе сухие участки чередуются с заснеженными.

Так что решать, нужен ли вам ХАБ, придётся, взвесив все вышеназванные плюсы и минусы.

Нюансы выбора ХАБа для внедорожника

Но если вы твёрдо уверены, что для вашего автомобиля муфта свободного хода нужна, придётся решить другую дилемму: какое именно устройство предпочесть, ручное, автоматическое или вакуумное. Впрочем, играет роль и конкретная модель внедорожника – не для всех из них выпускаются ХАБы определённого вида. И всё же главный фактор, определяющий выбор – это условия эксплуатации автотранспортного средства. Если вы проживаете в сельской местности, и бездорожье для вас является основным способом передвижения, лучше отдать предпочтение ручным муфтам. Для городского жителя, достаточно редко выезжающего за пределы мегаполиса, лучшим выбором будут автоматическая муфта.

Обгонная муфта: виды,работа,недостатки,фото,видео.

Муфта свободного хода или обгонная муфта – это механическое устройство, основная задача которого – предотвращение передачи крутящего момента к ведущему валу от ведомого в моменты, когда ведомый вал начинает вращаться более быстро. Муфта также используется в тех случаях, когда необходимо передать крутящий момент лишь в одну сторону. Рассмотрим принцип действия, компоненты муфты, а также ее преимущества и недостатки.

Некоторые виды обгонных муфт

Обгонные муфты, как правило, имеют несложную конструкцию. Для включения/выключения муфты не требуется каких-либо дополнительных исполнительных механизмов.

Самыми простейшими обгонными муфтами можно считать роликовые и сухариковые.
Роликовая муфта получила широкое распространение в технике благодаря своей простоте, бесшумности в работе и высокой надёжности:

Обгонная роликовая муфта

Муфта состоит из двух колец – внутреннего и внешнего. В углублениях внутреннего кольца, который является ведущим валом, установлены ролики, которые под действием пружин прижимаются к канавкам на внешнем кольце, ограничивая тем самым его самостоятельное вращение, в результате чего внешнее кольцо начинает вращаться синхронно с внутренним. При достижении внешним кольцом большей угловой скорости, чем у ведущего вала, ролики под действием центробежной силы сжимают пружины, вследствие чего выходят из зацепления с внешним кольцом, которое, не передавая усилий на ведущий вал, может развивать гораздо большую угловую скорость, не повреждая возможными перегрузками весь механизм (трансмиссию).

Читайте также  Как работает круиз контроль на автомате?

Самым очевидным является применение обгонных муфт на велосипедах – именно благодаря этим несложным устройствам велосипедисты избавлены от необходимости всё время крутить педали. При отсутствии обгонной муфты на ведущем колесе жёсткое соединение ведомой звёздочки и ступицы колеса педали бы вынуждены всё время крутиться.

Впрочем, на «живом примере» можно более наглядно объяснить и описать принцип действия обгонных муфт, используя в качестве примеры и других образцов использования муфт, попутно рассмотрев некоторые варианты их устройств и предназначение в работе того или иного механизма.

Как долго работает обгонная муфта?

К сожалению, как и любой механизм, обгонная муфта не является вечной и рано или поздно она выходит из строя. Обычно, специалисты рекомендуют менять этот узел каждые 100 тысяч километров пробега.

Какие поломки наиболее часто встречаются? Есть несколько вариантов:

  • муфту клинит и она перестаёт экономить ресурс ремня генератора;
  • обоймы муфты не входят в зацепление вовсе, из-за чего вращение вообще не передаётся на вал.

В первом случаем вы рискуете быстро потерять ремень, а с ним, скорее всего, и натяжитель, а во втором – генератор перестанет выполнять свои прямые функции по питанию электросистемы автомобиля.

Как бы то ни было, если вы услышали из под капота необычный свист или дребезг, а также если генератор перестал подзаряжать аккумулятор и питание электросистем отсутствует – вполне вероятно, что обгонная муфта вышла их строя, и самое время заехать в автосервис для её замены.

Коллеги-автолюбители, я думаю мы с вами выяснили что такое обгонная муфта генератора для чего нужна, что это вообще такое и как она работает.

Зачем нужна и как работает

Этот механизм называется — обгонной муфтой. Устанавливается на шкив генератора, имеет не большой корпус (есть очень компактные модели).

Конструкция и принцип работы очень прост, есть две обоймы внешняя и внутренняя:

  • Внешняя — находятся в зацеплении со шкивом
  • Внутренняя – находится в зацеплении с якорем (валом) генератора

Между двумя этими обоймами располагается слой из нескольких «уровней» специальных роликов. Один — это слой игольчатых подшипников, другой – это специальные профилированные фигуры, которые «катаются» по своей обойме – выполняют роль стопорного устройства.

Собственная основная рабочая нагрузка идет именно на «стопорные ролики». Когда в момент воспламенения топлива в цилиндрах коленвал начинает разгонять внешнюю обойму, то эти стопорные элементы – ЗАМЫКАЮТСЯ, тем самым связывая внешнюю и внутреннюю часть, то есть начинает раскручиваться и якорь генератора.

НО после того как в цилиндрах мотора нет ВОСПЛАМЕНЕНИЯ, а происходит сжатие или отвод отработанных газов, тогда КОЛЕНВАЛ как бы притормаживается, внутренняя обойма (которая связана с якорем), начинает обгонять внешнюю (связь с ремнем). В этот момент стопорные элементы – ЛИБО ПОГРУЖАЮТСЯ В СПЕЦИАЛЬНЫЕ КАНАВКИ, ЛИБО ПОВОРАЧИВАЮТСЯ БОКОМ, КОТОРЫЙ КРУГЛЫЙ, ОН НЕ ОСТАНАВЛИВАЕТ ОБОЙМЫ. Они разъединяются, то есть как бы верхняя и внутренняя обоймы вращаются отдельно друг от друга.

Посмотрите полезное видео, оно полностью вам объяснит этот принцип.

Тем самым, нет губительного влияния инерции, проскальзывания ремня, и прочих негативных моментов. Обгонная муфта РЕАЛЬНО уберегает ременную передачу, и НАМНОГО продлевает ресурс.

Как определить, что муфта вышла из строя

С обгонным элементом, по мнению некоторых экспертов, ресурс вырос примерно в 5 — 6 раз. Ушла вибрация (связанная с ослабление ремня), инерционная нагрузка на другие элементы в системе, стало заметно меньше шума. Одни плюсы!

Но стоит помнить что муфта не бесконечная, она как любой другой подшипник изнашивается и как правило ее сразу «клинит».

ЗАПОМНИТЕ – ресурс примерно 100 000 километров, бывает чуть больше, но после этого ее желательно заменить и НЕ ТЯНУТЬ С ЭТИМ.

Чем чревато если ее заклинит? ДА собственно ременная передача превращается в обычную, как было лет так 20 – 30 назад, то есть нет нивелирования инерции, проскальзывания, ИНОС ремня увеличивается в разы. А если он у вас уже итак изношен (ведь зачастую пробег больше 100 тысяч), то есть очень быстро порвет. Кстати быстро умрет и его «натяжитель».

Первые признаки это:

  • Ременная передача начинает прыгать. То есть если раньше все было ровно, то сейчас ее просто «колбасит», это не с чем не перепутать.
  • Зачастую с утра начинается пронзительный свист или писк.
  • Появляются щелчки «натяжителя»

После того как снимете проверка такая, стопорим якорь (можно сделать отверткой через верхнюю крышку). В одну сторону она вращаться не должна (стопор отверткой), а вот в другую должна легко вращаться. Если такого не происходит, вышла из строя. Смотрим подробное видео.

Однако есть и другая, менее распространенная поломка – когда муфта «не стопорится», а всегда крутится в обе стороны, то есть она практически не связывает якорь и внешнюю обойму. В этом случае диагностика намного сложнее, только при съеме генератора. Понять что дело именно в этом узле крайне сложно, но косвенной причиной будет недозаряд аккумулятора либо мерцание значка АКБ на панели приборов.

Если не сменить обгонный элемент? У вас так и будет рвать ремень через очень короткий промежуток времени, ведь якоря современных генераторов достаточно массивные. По утрам так и будет свист, будут проявляться непонятные вибрации.

Преимущества и недостатки

автоматическое включение и отключение механизма (муфта не нуждается в наличии приводов управления) Обгонная муфта имеет следующие преимущества:

  • с помощью механизмов свободного хода упрощаются конструкции узлов и агрегатов машины
  • простота конструкции

Отметим, что обгонная муфта с храповым механизмом более надежна, чем устройство с роликами. При этом храповый механизм является ремонтопригодным, в отличие от механизма с роликами. Попытки починить роликовую обгонную муфту – это пустая трата времени, так как она является неразборным узлом. Обычно при ее поломке устанавливается новая аналогичная деталь. При монтаже новой роликовой муфты нельзя применять ударные инструменты, так как механизм может заклинить.

Обгонная муфта не лишена недостатков. Минусы роликового механизма свободного хода следующие:

  • невозможность регулирования
  • строгая соосность валов
  • повышенная точность изготовления

Обгонная муфта с храповым механизмом имеет следующие недостатки:

  • главный недостаток – удар при зацеплении собачки с зубьями. Из-за этого такой тип механизма свободного хода не может быть применен в узлах, работающих с большими скоростями, или в случаях, когда требуется большая частота включений
  • храповый механизм вращается с характерным шумом. Отметим, что сейчас имеются механизмы, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает храповое колесо и, соответственно, не издает шума
  • из-за больших нагрузок зубья храпового колеса стираются, после чего обгонная муфта выходит из строя

Применение муфты

Механизмы свободного хода нашли широкое применение в узлах автомобилей различных производителей. Итак, обгонная муфта присутствует в:

  • системах запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС): здесь устройство свободного хода является частью стартера. В момент, когда двигатель запустился и набрал рабочие обороты, муфта отключает от него стартер. Без муфты коленчатый вал двигателя мог бы повредить стартер
  • АКПП классического типа: в них механизм свободного хода является частью гидротрансформатора – устройства, которое отвечает за передачу и изменение крутящего момента от ДВС к коробке передач
  • генераторах — здесь муфта выступает в качестве защитного компонента, ограничивая передачу крутильных колебаний от коленчатого вала ДВС. Также муфта нейтрализует колебания на ремне генератора, снижает шумность ременного привода. В целом, здесь механизм свободного хода существенно продлевает срок службы генератора.

Обгонная муфта шкива генератора

Применение муфт свободного хода в шкивах генераторов обусловлено малыми сроками службы приводных ремней. В шкиве генератора установлено два ряда роликовых подшипников.

Один ряд выполняет, так сказать, основную функцию – обеспечивает вращение шкива, и, следовательно, ротора генератора. Другой ряд роликов при резком уменьшении числа оборотов двигателя «притормаживает» ротор, в результате чего шкив продолжает свободно вращаться.

В результате рывки, которые испытывает приводной ремень, пропадают, что положительно сказывается на сроке его службы. Конструкция обгонной муфты шкива и бендикса стартера довольно схожи – в качестве элементов, передающих крутящий момент, используются ролики.

Обгонные муфты в АКПП

Обгонные муфты являются выполняют важные функции в работе «обычной», гидротрансформаторной АКПП. Они являются управляемыми и от их своевременного срабатывания и качественного блокирования замков муфт, зависит работа АКПП.

Муфты первого типа блокируют включение передач, когда селектор АКПП находится в режиме «D», но водитель удерживает авто, нажимая на педаль тормоза. Муфта в таком случае (внутреннее кольцо которой является частью «солнечной» шестерни) вращается вместе с «солнечной» шестерней, а водило, передающее крутящий момент, остаётся неподвижным – вращаются только сателлиты.

Как поменять — отремонтировать своими руками

Ничего сложного — нам нужно ослабить ремень, снять генератор и демонтировать муфту. Сложности могут заключаться только в том – как ее открутить, зачастую она прикручена болтом «ТОРЕКС» (биты обозначаются как «T»), а насадки достаточно редкие, однако в больших профессиональных наборах они точно есть. Просто откручиваем и ставим новую, проще — простого.

ОТРЕМОНТИРОВАТЬ старую, почти не возможно (хотя конечно есть энтузиасты), это как ремонтировать старый изношенный подшипник. Нужно менять сами ролики, стопорные элементы, ну и обоймы. Как мне кажется — ремонт будет примерно по стоимости новой муфты.

Кстати когда будете ее менять, ОБРАЩАЙТЕ внимание на пластиковую крышку, которая закрывает все внутренности. Если ее не поставить грязь, влага намного быстрее попадут внутрь и быстрее разрушат механизм.

Собственно сколько стоит оригинальный обгонный механизм? Здесь как обычно большой разбег от класса модели автомобиля (беру оригинальные запчасти):

«B – C» класс – цена вопроса в 2000 – 3000 рублей

«D» класс – 3000 – 4000 рублей

Представительский класс – от 6000 до 12000. НО нужно понимать там очень объемные генераторы.

Также в бюджет желательно заложить еще и новый ремень, натяжитель и другие ролики приводов.

Конечно, можно сэкономить на запчастях и скажем взять неоригинальную. НО стоит понимать что намного дешевле он стоить не будет, если у авто среднего класс все равно придется отдать около 2000, есть конечно варианты по 700 – 1000, но это «голимый» Китай сделанный не пойми из чего и не пойми сколько он будет работать.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: