Для чего нужна обгонная муфта генератора и как она работает?

Значение слова Муфта по словарю Брокгауза и Ефрона:

Муфта (для согревания рук) (Muff) — цилиндрическая оболочка из меха для согревания рук, появилась в 80-х годах XVI в., носилась сначала лишь женщинами, некоторое время и мужчинами. надевалась, на ленте или шнурке, через шею. Выйдя из употребления в конце XVIII в., женская М. снова стала употребляться в XIX в.Муфта (машиностроит.) — В машиностроительном деле так называют разного рода короткие, по сравнению с их диаметром, трубки, надеваемые на концы цилиндрических предметов для их соединения. Так, газо- и водопроводные железные трубки соединяются М. с внутренней винтовой нарезкой, а чугунные — М. с конопаткой и заливкой свинцом. Передаточные валы тоже соединяются, конец с концом, неподвижными М. (см. Вал). Но М. этого рода делают и подвижными, чтобы легко можно было, по желанию, разобщать валы или чтобы устранить натяжения, происходящие от несовпадения геометрических осей соединяемых валов. Поэтому название М. распространяется на многие сложные механизмы. Чтобы удобно было разъединить валы, М. делают из двух частей с зубцами на соприкасающейся поверхности: на одном валу заклинивают одну половину M., a другая может скользить, не вращаясь, по концу второго, вдоль шпонки, вделанной на его конце. Обыкновенно подвижная часть такой М. приводится в движение рычагом с вилообразно раздвоенным концом, входящим в желоб на ее свободном конце. Если зубцы прямые, сообщать валы удобно только во время покоя обоих валов. наклонные зубцы, как в известном механизме ключика Брегета для карманных часов, допускают передачу в одном лишь направлении. при обратном вращении движущий вал сам оттолкнет М. и произведет разобщение. Подобные приспособления употребляют, когда два независимых двигателя должны вращать общий вал: если скорость одного из них уменьшится, то он не будет задерживать другой. наклонные зубцы части М., скрепленной с валом, будут упреждать зубцы другой и скользить по ним. Придумано много подобных же механизмов, чтобы сообщать орудию непрерывное вращение попеременным движением руки. М. с наклонными зубцами может сцеплять два вала и во время вращения первого, но при этом произойдет сильный толчок, вследствие почти мгновенного возрастания скорости. Поэтому в таких случаях употребляют М. с трением, хорошо действующие только при движении: на конце одного вала насажен правильно обточенный снаружи усеченный конус, на конце другого скользит без вращения второй такой же конус, не обточенный с внутренней стороны. При нажиме на передвигающий рычаг сначала одна поверхность только скользит по другой, увлекая ее лишь понемногу трением. Чтобы выиграть место вдоль вала, сплошные конусы заменяют двумя кругами с рядом концентрических желобов клинообразного сечения, так соответствующих друг другу, что выпуклости одного входят в желоба другого и обратно. Механизмы этого рода делают очень разнообразными, сообразно требованиям: например, чтобы избежать постоянного давления вдоль вала, заставляют деревянные колодки прижиматься во внутренней кольцеобразной поверхности одной половины М.. коленчатые рычаги, производящие это давление, упираются на вал и, действуя вдоль радиусов в разные стороны, взаимно уравновешивают свои давления. На валах передвижных конных приводов сельскохозяйственных машин, где точная установка невозможна, а также на больших винтовых судах, чтобы устранить давления на шейки валов, происходящие от перегибания корпуса, устраивают подвижные М. на принципе Гукова шарнира (см.). В. Л.

Снятие и замена обгонной муфты генератора

Несмотря на то, что внешне обычный генераторный узел с усовершенствованным мало чем отличаются, методика их демонтажа несколько иная. В некоторых моделях механизм свободного хода снять крайне тяжело в силу того, что между кузовом автомобиля и самим генератором настолько маленькое расстояние, что ключом попросту невозможно подобраться. Нередки случаи проблем с крепежными элементами, часто даже WD-40 не помогает. Для решения подобного рода задач профессиональные автомеханики рекомендуют пользоваться спецключом, состоящим из двух съёмных частей.

Замена механизма на SsangYong Kyron 2.0

Для демонтажа обгонной муфты на внедорожнике SsangYong Kyron с мотором 2.0 необходимо вооружиться спецключом Force 674 T50х110мм. Ключ состоит из шлица типа Torx, который пригодится во время снятия роликов, и насадки с наружным многогранником. С другой стороны имеется шестигранник под дополнительный ключ для освобождения крепежных элементов.

Рекомендуется придерживаться следующего порядка работы:

1. На первом этапе необходимо демонтировать защиту двигателя и снять кожух вентилятора.
2. Вороток Torx 8 следует упереть в кузов и с помощью изогнутого накидного ключа на «17» открутить муфту.
3. После освобождения детали смазать резьбу и посадочное место.
4. Смазать подшипники, втулки натяжителя и ролик.
5. Произвести сбор узла в обратной последовательности.

После окончания работы важно установить на место защитный колпак

Снятие и установка обгонной муфты на Volvo XC70

Появление постороннего звука и вибрации на автомобиле Volvo XC70 во время низких оборотов является первым симптомом, сигнализирующем о необходимости проведения диагностики инерционного шкива и, возможно, его замены. Для проведения быстрой и эффективной процедуры снятия и замены конструктивного элемента на этой машине необходимо проделать следующее:

1. Вооружиться специальной головкой ATA-0415.
2. Демонтировать приводной ремень, снять генератор.
3. Труднодоступный болт легко освобождается головкой и пневмогайковертом.
4. Устанавливается новая деталь (INA-LUK 535012110).
5. Смазать детали, собрать в обратной последовательности.

На этом работу по демонтажу и последующей установке нового механизма можно считать завершенной. В случае надобности также одновременно осуществляется замена подшипников.

Замена механизма на Kia Sorento 2.5

В качестве нового экземпляра обгонной муфты для Kia Sorento 2.5 подходит шкив от одной из самых известных компаний по производству деталей для авто – INA. Цена на деталь колеблется в районе от 2000 до 2500 тысяч рублей

Также важно вооружиться спецключом – Auto Link 1427 стоимостью 300 рублей

После того, как все необходимые инструменты и вспомогательные материалы под рукой, можно приступать к работе:

1. Освободить кронштейн декоративной крышки двигателя.
2. Демонтировать «фишку» и снять плюсовую клемму.
3. Отсоединить всевозможные трубки: вакуумную, подачи и слива масла.
4. Ключом на «14» освободить два болта крепления генератора.
5. Открутить все стягивающие болты.
6. Зажать ротор в тисках, предварительно заготовив прокладки.
7. С помощью головки и длинного воротка демонтировать шкив с вала.

После чего производится замена вышедшего из строя механизма. Далее необходимо всё это дело собрать и установить обратно на свое место. Но, помешать в этом могут подпружиненные щетки. Чтобы справиться с задачей следует открутить вакуумный насос и обнаружить отверстие напротив щеточного узла. Щетки поджимаются и фиксируются в отверстии характерным звуком.

Зачем нужна обгонная муфта генератора

Прежде чем приступить к объяснению того, зачем нужна обгонная муфта генератора, нужно отметить, что любой ДВС представляет собой конструкцию, в которой крутящий момент коленчатого вала передается всем другим его элементами неравномерно, а точнее — циклично. Цикл начинается с момента сгорания топливной смеси в цилиндрах и длится два полных его оборота. После этого следует некоторое замедление трансляции крутящего момента, после чего она ускоряется с началом нового цикла.

Как выглядит обгонная муфта

Поскольку детали, которым передается вращение, имеют собственный момент инерции, то их цикличные показатели отличаются от тех, которые присущи самому коленвалу: опережают или отстают от них. Как следствие, при функционировании двигателя детали, которые передают вращательный момент, испытывают неравномерные нагрузки, и поэтому ускоренно изнашиваются. Это в полной мере относится к шкиву генератора и ремню. Следует заметить, что такая неравномерность отрицательно воздействует и на многие другие системы автомобиля, которые напрямую не связаны с двигателем. Именно для того, чтобы ее сгладить, была изобретена и успешно внедрена обгонная муфта генератора.

Интересно, что поскольку больше всего от этой неравномерности страдают ремни и шкивы генераторов дизельных двигателей, то обгонные муфты впервые стали устанавливаться на ДВС, использующие в качестве топлива солярку. Потом их начали применять для оснащения моторов автомобилей представительского класса. Дело в том, что эти машины имеют силовые агрегаты большой мощности, в их салонах монтируется масса электроники, так что потребность в стабильном и надежном электропитании очень актуальна. Обгонные муфты на деле доказали свою высокую эффективность, и сейчас они устанавливаются практически на все современные автомобили, в том числе и относительно недорогие, относящиеся к эконом-классу.

Замена обгонной муфты

Замену можно осуществить самостоятельно, но только если
есть специальный ключ, которым ее можно отвернуть от генераторного шкива. Следует
приготовиться к тому, что понадобится заменить и компрессор кондиционера, но
такое решение может принять только специалист.

Стара и новая обгонные муфты генератора

Менять муфту нужно при обнаружении любых признаков ее
износа – а также вместе с якорем генератора и «расходниками».

Какие инструменты пригодятся?

Нужны специальные инструменты. Элемент крепления
муфты разглядеть сложно, так как он имеет потайную головку и защищен колпачком.
Только после демонтажа защиты можно обнаружить внутренние шлицы, в которые вставляется
ключ.

Но снять ОМГ не
всегда получается даже при наличии специального инструмента. В некоторых
автомобилях между генератором и кузовом настолько мало места, что ключ не
помещается. В этом случае рекомендуется прежде снять генератор. Иногда
отвернуть крепеж сложно из-за слишком туго закрученной гайки. Если открутить не
получается никак, используйте пневмогайковерт.

Составляющие специального ключа, с помощью которого
можно снять ОМГ:

• Двухсторонняя бита. На одном ее конце находится шестигранник, на
  втором — головка с переходником под вороток. Это устройство предназначено,
  чтобы удерживать шкив от прокручивания.
• Насадка с многогранником с внешней стороны. Другая сторона насадки
  оснащена шестигранником для откручивания крепежа.

Кроме этого, для снятия ОМГ могут понадобиться такие
инструменты:

• вороток Torx 8;
• ключ на 17;
• головка АТА-0415;
• ключ на 14.

Как снять?

На некоторых автомобилях снятие муфты можно провести
на месте, генераторный узел при этом не демонтируется. Но это возможно только
при наличии свободного пространства, позволяющего добраться до механизма.

Процедура
должна выполняться в следующем порядке:

• Отсоединяется минусовая клемма от аккумуляторной батареи.
• Снимается штуцер патрубка.
• Демонтируется бочок абсорбера, снимается шланг.
• После снятия бочка демонтируется ремень генератора. Придется
  ослабить гайку, крепящую натяжной ролик.
• Для снятия лучше использовать шестигранную биту. С его помощью открутите
  муфту.

Но как открутить
ОМГ, если он никак не поддается? Для этого придется демонтировать и разобрать
генератор, предварительно зажав его в тисках.

Как поставить новую?

Установка производится от обратного. Не нужно закручивать
слишком туго. Обязательно должны быть установлены защитный колпачок и крышка.
Если этим пренебречь, то внутрь механизма со временем попадет грязь, что
неминуемо приведет к выходу из строя деталей узла.

Сравнение размеров обгонной муфты

Можно ли отремонтировать?

Как правило, обгонные муфты не ремонтируют, их просто
меняют на новые. И все же ремонт ОМГ возможен, но сделать это под силу только
профессионалам.

Муфта начинает буксовать даже при незначительном
износе внутренней поверхности, которая шлифуется во время ремонта. Вкладыши
также шлифуют или меняют на новые — все зависит от степени износа. На небольших
муфтах, не имеющих вкладышей, меняют ролик. Вкладыши шлифуются на станке с
использованием специального приспособления. Шлифовка производится в сборе со
звездочками.

Во время сборки важно добиться четкого заклинивания
роликов. При монтаже нужно достичь соосности деталей

Движение муфты после
сборки должно быть плавным.

Когда появляются симптомы поломки ОМГ, важно сразу
провести диагностику всего узла и после этого принимать решение о целесообразности
его замены. Конечно, замену можно провести и самому, но если навыков не
хватает, то лучше откажитесь от самостоятельного вмешательства

Муфта многодисковая фрикционная

Отличительная особенность муфты многодисковой фрикционной заключается в том, что передача крутящего момента осуществляется за счет силы трения, возникающей в процессе вращения вала и сжатия дисков под давлением жидкости. Чем сильнее сжимаются диски, тем большая величина момента передается. Примечательно, что при работе сама муфта может пробуксовывать, но вал будет разгоняться плавно.

Большее число дисков количество способствует увеличению соприкасающихся поверхностей, как результат – передается больший крутящий момент.

Конструктивно многодисковая муфта являет собой комплект блок из чередующихся стальных и фрикционных дисков. Фрикционные диски имеют специальное покрытие с повышенным коэффициентом трения. Число дисков устанавливается в зависимости от того, какой величины крутящий момент требуется передать.

В конструкции также присутствуют возвратная пружина и поршень, который давит на блок дисков. Возвратная пружина после того, как давление жидкости сбрасывается, возвращает поршень в исходное положение, и муфта прекращает работать.

Выпускаются два типа многодисковых муфт – сухой и мокрый (заполненный маслом). Смазка отводит тепло, но снижает силу трения. Последний фактор нивелируется за счет увеличения давления на диски.

Данный тип муфт широко применяется во многих системах современного оборудования, а также в автомобилестроении. В частности, в транспортных средствах они необходимы для работы следующих систем: сцепление, АКПП, полный привод, дифференциал.

Применение

со встроенной храповой обгонной муфтой

Так работает обгонная муфта : — это ведущее звено, а — ведомое

Велосипедная втулка

Тормозная втулка заднего колеса велосипеда. Внутреннее кольцо обгонной муфты (поз. 6 вверху) посредством роликов заставляет вращаться внешнее кольцо (поз. 5 внизу) —

Обгонные муфты широко применяются в следующих устройствах:

• валоповоротные устройства турбоустановок. Обгонная муфта обеспечивает автоматическое зацепление ротора турбины с приводом ВПУ при снижении оборотов после отключения турбоагрегата и расцепление при наборе оборотов турбины после включения её в работу;
• сельскохозяйственные прицепы с от . Применение обгонных муфт позволяет избежать поломок трансмиссии трактора в случае, когда механика прицепа по какой-то причине не может вращаться с нужной частотой;
• механические кран-экскаваторы и подъёмные краны с двигателем внутреннего сгорания, оснащённые . Обгонная муфта не позволяет турбинному колесу и соответственно механизмам машины вращаться быстрее насосного, соединённого с двигателем;
• в задней втулке велосипедов (за исключением );
• в пусковых приводах многих . таких двигателей рассчитаны на достаточно низкую частоту вращения, необходимую только для запуска. Когда двигатель уже запустился и вышел на рабочие обороты, стартер необходимо отключить от него, что и выполняется обгонной муфтой даже в случае, когда ключ зажигания ещё находится в положении «пуск»;
• в радиоуправляемых автомоделях;
• вертолёты, самолёты, при ;
• в тракте движения бумаги принтеров и копировальных аппаратов;
• в механизмах безынерционных рыболовных катушек;
• в классического типа, где обеспечивают автоматическое перераспределение крутящего момента между звеньями планетарного ряда в момент включения (выключения) гидроуправляемых муфт и тормозов, что позволяет упростить процесс переключения передач (при переходе на высшую передачу не нужно плавно отключать муфты/тормоза низшей), сделать переключение более плавным, производить переключение без разрыва потока мощности и обеспечивать движение автомобиля накатом на низших передачах (на прямой и повышающей передачах обгонные муфты не работают). Для обеспечения возможности торможения двигателем обгонные муфты блокируют дополнительными гидроуправляемыми тормозами. Недостаток АКПП с обгонными муфтами — значительное увеличение размеров и массы и необходимость большого числа управляющих элементов (фрикционных муфт, тормозов). С развитием электронного управления АКПП переходные процессы при переключении передач обеспечиваются модуляцией управляющего давления в приводах фрикционных муфт и тормозов, с контролем проскальзывания, что позволяет плавно и без разрыва потока мощности переключать передачи без помощи обгонных муфт. Это позволяет снизить число управляющих элементов, размеры и массу АКПП. Для сравнения АКПП близких по размерам автомобилей Audi Q7 и Toyota Land Cruiser Prado 150 имеют по 6 передач, но у Audi нет обгонных муфт, а у Toyota — есть. При этом в АКПП Audi для всего 5 управляемых элементов, тогда как у Toyota — 8 плюс три обгонные муфты. В результате АКПП при сопоставимой мощности двигателей у Audi имеет массу на 30 кг меньше чему у Toyota. Но для работы без обгонных муфт с реализацией переходных процессов внутри фрикционов АКПП Audi требует специальной синтетической рабочей жидкости, специального керамического покрытия рабочих дисков муфт и тормозов и размещения электронного блока управления непосредственно в поддоне АКПП (для сокращения индуктивности и активного сопротивления электрических цепей управления высокоскоростными модулируемыми электромагнитными клапанами), тогда как АКПП Toyota, где переходные процессы происходят в обгонных муфтах, использует широко распространенную полусинтетическую рабочую жидкость, имеет хорошо зарекомендовавшее себя бумажное покрытие рабочих дисков, а электронный блок управления может быть соединен с АКПП достаточно длинными проводами;
• при отсутствующем или заблокированном переднем дифференциале, устанавливаются в передние колёса ряда гоночных автомобилей.

Конструкция соединительных муфт

Собственно, сама конструкция соединительных муфт представляет полое изделие с цилиндрической формой и наличием на обеих концах специальной резьбы для фиксации на участке. Зачастую, чтобы добиться наилучшей герметичности, такие изделия применяются совместно с накидной гайкой и уплотнителем — резиновым кольцом, льняной нитью, паклей или полиэтиленом. Материалом изготовления может служить сталь, чугун и полипропилен.

Поскольку одной из наиболее сложных конструкций соединительных муфт является конструктивное устройство муфт постоянного соединения составных валов, то рассмотрим в качестве примера именно этот тип изделий. Состоит данный тип муфты из двух полумуфт с установленным между ними специальным промежуточным кольцом. Внутри корпуса одной и другой полумуфты имеется внутренняя обойма, которая крепится к корпусу через шарики.

Сборка соединительных муфт

Как выполняется сборка соединительных муфт постоянного соединения:

• Для начала в проточку крышки необходимо поместить кольца из войлока. При этом их внутренний диаметр можно откалибровать на прессе.
• Затем на наружных обоймах требуется установить прокладки и крышки, фиксируя их посредством винтов.
• Чтобы избежать самопроизвольного скручивания винтов, нужно выполнить керновые углубления непосредственно на их торцах.
• Между двумя обоймами кладут шарики, после чего внутреннюю часть вставляют в наружную.
• После этого следует установить масленку в промежуточное кольцо.
• Теперь обе полумуфты с промежуточным кольцом соединяются с использованием одного из уплотнителей.
• Следующий этап включает в себя установку болтов, стопорных шайб и гаек.
• Далее нужно проверить возможность возникновения перекоса обоймы.
• За этим этапом следует монтаж полумуфт на валах. Перед этим предварительно извлекаются болты. Фиксация половин муфт происходит за счет винтов и шайб стопорного типа, которые устанавливают в торцевые отверстия.
• Полость промежуточного кольца должна быть наполнена солидолом, после чего каждый на из его торцов нужно надеть прокладки и установить кольцо между двумя полумуфтами.
• Наконец, обратно возвращаются и стопорятся извлеченные болты.

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.

Статья о неполадках в работе обгонной муфты генератора автомобиля: принцип работы детали, типичные неисправности, процесс замены. В конце статьи — видео о том, как проверить муфту.

• Что такое муфта генератора: виды и конструктивные особенности
• Обгонная муфта: принцип работы
• Типичные неисправности механизма свободного движения и методы их диагностики
• Пошаговая инструкция по замене механизма свободного движения
• Видео о том, как проверить муфту

Из-под капота часто слышатся посторонние звуки, по характеру которых можно определить вид возникшей неисправности. Одним из таких характерных шумов является потрескивание, аналогичное треску электричества. Связан такой шум с выходом из строя генератора или одной из его частей – муфты. Что это за деталь, как понять, что ресурс муфты выработан, и запчасть нуждается в замене?

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.

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).

www.drive2.ru/b/3126577/ — тут мы разобрались, что происходит в трансмиссии при жестко связанных осях/колесах.

В то же время широко применяемая дифференциальная связь крайне отрицательно сказывается на проходимости, достаточно одному колесу потерять зацепление, как все моменты уравняются.Использование принудительно блокируемых дифференциалов проблему по сути не решает, именно в сложных условиях движения колеса окажутся сблокированными, со всеми вытекающими в виде динамических паразитных моментов.

В то же время есть очень простой принцип решения этой проблемы в виде использование обгонных муфт.Их работу представляет себе каждый, кто ездил на велосипеде — передача момента становится возможна лишь при уравнивании скоростей валов.

Используя обгонные муфты на оси, мы получаем очень интересную кинематическую связь, у нас могут быть как разные скорости, так и разные моменты.(В отличие от дифференциала, обеспечивающего равные моменты и жесткой связи, обеспечивающей равные скорости)Те при рассогласовании скоростей разрывается и силовой поток, делая невозможным передачу мощности между ведомыми валами.Что нам, в общем, и требуется !Обгоняющее колесо отключается от ведущего вала, не создавая паразитного момента.Весь момент оси передается через отстающее колесо.

При вывешивании колеса на оси, муфта колеса, находящегося в зацеплении, будет передавать момент как и жесткая блокировка, а в повороте муфта обгоняющего колеса не будет препятствовать рассогласованию скоростей как дифференциал.

Таким образом мы разорвали жесткую кинематическую связь, убрали паразитные моменты и не имеем проблем с распределением тяги при вывешивании и разгрузке колес.

Основная проблема такой схемы повлиявшая на ее распространение лежит в плоскости ухудшения управляемости дорожных машин.Стремясь сохранить тягу на обгоняющем колесе пошли по пути искажения моментов симметричного дифференциала всяческими шнеками, дисками и прочими устройствами повышения трения, увы не очень пригодных для повышения проходимости.

Зы.»… полноприводный лесовозный тягач НАМИ-018 на базе парового грузовика НАМИ-012. Этот двухосный тягач имел оригинальную конструкцию раздаточной коробки с автоматическим механизмом (роликовые муфты свободного хода) включения переднего ведущего моста.

Передаточное число заднего ведущего моста НАМИ-018 на 4% было больше, чем у переднего. При отсутствии буксования задних ведущих колес их карданный вал вращался чуть медленней, чем карданный вал привода передних колес. В результате муфта свободного хода, на которой суммировались угловые скорости вращения обоих валов, отключала передний мост. Пробуксовка задних колес заставляла задний карданный вал вращаться быстрее, и обгонная муфта, заблокировавшись автоматически включала привод на передние колеса. Это был интересный эксперимент, который стал одним из звеньев на пути новых технических решений в трансмиссиях полноприводных автомобилей.»

Примеры использования

Торцевые гаечные ключи и отвертки

Торцевые гаечные ключи, оснащенные храповым механизмом, ещё называют трещотками. В самом простом варианте конструкции в трещотку стовят по две собачки. Поворотом рычажка можно либо отворачивать гайку, либо её закручивать, не вынимая ключа на каждом обороте, как с обычным инструментом.

Socket Wrench Animation

Торцевые гаечные ключи с храповым механизмом

Кабельные стяжки

Кабельные стяжки делают из пластика одной деталью. Собачка прижимается к зубчатой пластине силой упругости. После затягивания стяжка не ослабляется даже при очень большом усилии.

Храповой механизм кабельной стяжки

Противооткатные устройства

Изначально противооткатные устройства с храповым механизмом начали использовать на железной дороге в горах Пенсильвании, США, при перевозке угля примерно с 1846 года. Чтобы груженый состав по крутому склону не откатился назад в случае отказа двигателя паровоза, на вагонах устанавливались «собачки».

Позже эта схема нашла применение на американских горках, чтобы в случае отключения электричества поезд с любителями острых ощущений не покатился назад.

Противооткатное устройство тележки на американских горках

Лебедки

Лебедки – это механизм для перемещения предметов с помощью каната. Электрическую лебедку устанавливают во внедорожники, чтобы вытянуть из трясины застрявший автомобиль.

Чтобы натянутый трос не разматывался с барабана используют храповой механизм. Примеры его использования на ручных лебедках можно увидеть на этих фотографиях.

Храповой механизм в ручных лебедках

Обгонная муфта велосипеда

Обгонную муфту (англ. overrunning clutch) также называют муфтой свободного хода. Она позволяет предотвратить передачу крутящего момента от ведомого вала (колеса) к ведущему (на цепь и педали), если ведомый вал начинает вращаться быстрее. Например, после прекращения вращения педалей без муфты свободного хода колеса продолжали бы раскручивать цепь и педали, как это было в первых велосипедах. То же самое было бы при спуске с горки.

Впервые обгонную муфту с простейшим храповым механизмом запатентовал в 1869 году Уильям Ван Анден из Покипси, штат Нью-Йорк, США. В обгонной муфте Ван Андена храповик был встроен в ступицу переднего колеса велосипеда.

Примерная схема муфты свободного хода (обгонной муфты) с храповым механизмом Ван Андена

Почти все современные велосипеды – заднеприводные. Обгонная муфта в них встраивается в заднюю втулку или заднюю звездочку. Обгонные муфты с храповым механизмом издают характерный звук и их еще называют велотрещотками.

Ratchet mechanism 5

Пример работы муфты свободного ходаМуфта свободного хода с храповым механизмом в задней звездочке велосипеда

Обгонная муфта стартера автомобиля

Механизм свободного хода с храповиком используется в стартерах автомобилей как защитное устройство. Стартер – это механизм, который с помощью электромотора запускает двигатель внутреннего сгорания, вращая его коленвал через маховик.

Скорость вращения ведомого зубчатого колеса стартера невысокая – может быть около 3000 об/мин. После запуска двигатель на холостом ходу развивает около 1000 об/мин. Но передаточное отношения стартер-маховик из-за разности диаметров зубчатых колес может достигать значения 20:1. Т.е. запущенный двигатель на холостых оборотах может раскрутить электромотор стартера до 20 000 об/мин.

Чтобы стартер не вышел из строя после запуска двигателя на него ставят обгонную муфту.

Стартер автомобиля

Коробка передач автомобиля

В данном примере собачка храпового механизма используется для перевода автоматической коробки передач в режим парковки.

Храповик в автоматической коробке передач автомобиля

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.

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