オーバーランニングクラッチの装置と動作原理
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車のいくつかのメカニズムのデバイスには、オーバーランニングクラッチが含まれています。 特に、それはジェネレーターの不可欠な部分です。 次に、それがどのようなメカニズムであるか、どのような原理で機能するか、どのような故障があるか、そして新しいクラッチを選択する方法に焦点を当てます。
フリーホイールオルタネーターとは
このスペアパーツがジェネレーターにある理由を理解する前に、用語を少し掘り下げる必要があります。 ウィキペディアでよく知られているサービスで説明されているように、オーバーランニングクラッチは、あるシャフトから別のシャフトにトルクを伝達できるメカニズムです。 しかし、ドリブンシャフトがドライブよりも速く回転し始めると、力は反対方向に流れません。
このようなメカニズムの最も単純な変更は、自転車で使用されます（後輪構造に取り付けられたXNUMXピース、またはスポーツモデルのラチェット）。 ペダルを踏むと、ローラーエレメントがトリガーされ、スプロケットがホイールを回転させ始めます。 下り坂などでフリーホイーリングを行うと、オーバーラン機構が作動し、ホイールからのトルクがペダルにかかりません。
同様のメカニズムがジェネレーターで使用されます。 多くの古い車両にはこの要素が取り付けられていないことに言及する価値があります。 内燃機関の出力の増加に伴い、自動車の発電機の負荷が増加し始めました。 フリーホイールを取り付けると、タイミングベルトの寿命が延びます（この部分の詳細については、を参照してください。 別の記事で）または電源自体のドライブ。
発電機駆動装置内のローラー要素の存在は、クランクシャフトの回転（そこから、トルクはタイミングベルトを介してすべてのアタッチメントに伝達され、別のベルトを介して発電機に伝達される）との駆動シャフトとの間のバランスを提供します。電源。 車のエンジンが作動しているとき、車の電気回路はバッテリーでループされますが、主な電力源となるのは発電機です。 パワーユニットの稼働中は、発電機から発電することでバッテリーを充電します。
フリーホイールクラッチの目的を理解しましょう。
なぜオーバーランニングクラッチが必要なのですか
ほとんどの運転手が知っているように、内燃機関の運転中の車内の電気は、クランクシャフトから発電機ドライブにトルクを伝達することによって生成されます。 そのデバイスの複雑さについては触れません-マシンに発電機が必要な理由とその動作について詳しく説明します 別のレビューで.
最新のパワーユニットは、クランクシャフトで発生する高いねじり振動によって古いバージョンとは異なります。 これは、Euro4環境基準以上に準拠するディーゼルエンジンで特に顕著です。これは、低回転でもこのようなエンジンのトルクが高いためです。 このため、始動時にスターターがモーターを回転させたときほど、ドライブプーリーが均一に回転しません。
アタッチメントの過度の振動は、タイミングベルトが約30万キロメートル後にその資源を開発するという事実につながります。 また、これらの力はクランク機構の保守性に悪影響を及ぼします。 これを行うために、デュアルマスフライホイールが多くの車に取り付けられています（この部分が標準のアナログとどのように異なるかについての詳細は、以下をお読みください ここで）、およびダンパープーリー。
クラッチの本質は、別のモードに切り替えるときにモーターに追加の負荷がかからないようにすることです。 これは、ドライバーがギアを変更したときに発生します。 このとき、アクセルペダルを離し、クラッチを踏み込みます。 エンジンは一瞬遅くなります。 慣性力により、発電機のシャフトは同じ速度で回転し続けます。 このため、駆動軸と従動軸の回転差をなくす必要があります。
内燃機関は発電機の駆動に適した速度を取得しますが、エネルギー源のシャフトはそれ自体の速度で自由に回転できます。 これらの要素の回転の同期は、クランクシャフトが必要な速度まで回転し、発電機シャフトの駆動機構が再びブロックされた瞬間に発生します。
このフリーホイールダンパーメカニズムの存在は、ベルトの安全性を保証します（モーターの動作モードを変更する過程で、トルクサージは形成されません）。 このおかげで、現代の機械では、ベルトの操作リソースはすでに100万キロメートルに達する可能性があります。
発電機に加えて、オーバーランニングクラッチはスターターのいくつかの変更に取り付けることもできます（それらの構造と動作原理の詳細については、以下をお読みください） 別々に）。 このメカニズムは、トルクコンバーターを備えた従来のオートマチックトランスミッションにも搭載されています。 これらすべての場合において、トルクは一方向にのみ伝達する必要があり、反対方向には接続を中断する必要があります。 これは、デバイスが崩壊したり、エンジンの動作中に発生する振動を受けたりしないようにするために必要です。
これらのメカニズムの利点は次のとおりです。
- ドライブをフォロワーから切り離すために追加のアクチュエーターは必要ありません（ドライブ、電子インターロックなどは必要ありません）。 デバイスは、このプロセスを制御する必要なしに、セルフロックおよび切断します。
- 設計が単純なため、製品が使用されるメカニズムは、さまざまなアクチュエータによって複雑になることはありません。 これにより、ユニットに追加の電子機器が装備されているかのように、ユニットの修理が少し簡単になり、誤動作する可能性があります。
クラッチのしくみ
オーバーランニングクラッチにはいくつかの種類がありますが、それらはすべて同じ動作原理を持っています。 ローラータイプのデバイスは、自動車産業で広く使用されています。 この変更を例として、メカニズムの動作原理について説明します。
このタイプの構造にはXNUMXつの部分があります。 カップリングの半分はドライブシャフトに取り付けられ、もう一方はドリブンシャフトに取り付けられています。 カップリングのドライブの半分が時計回りに回転すると、摩擦力によってローラー（カップリングの半分のクリップ間の空洞にある）がメカニズムの狭い部分に移動します。 これにより、機構のくさびが形成され、被駆動部が駆動部とともに回転し始めます。
ドライブシャフトの回転が遅くなるとすぐに、ドリブンシャフトの追い越しが形成されます（ドライブシャフトよりも高い周波数で回転し始めます）。 このとき、ローラーはクリップの広い部分に移動し、ハーフカップリングが分離されているため、力が反対方向に来ることはありません。
ご覧のとおり、この部分の動作原理は非常に単純です。 一方向にのみ回転運動を伝達し、反対方向にのみスクロールします。 そのため、この製品はフリーホイールとも呼ばれます。
デバイスと主要コンポーネント
ローラークラッチ装置を考えてみましょう。 この変更は次のもので構成されます。
- 外側のケージ（内側の壁には特別な溝がある場合があります）;
- 突起のある内部ケージ;
- アウターケージに取り付けられたいくつかのスプリング（それらの可用性は設計上の特徴によって異なります）。 ローラーを押し出して、デバイスの動作を高速化します。
- ローラー（装置の摩擦要素）。構造の狭い部分に移動すると、両方の部分をクランプし、クラッチが回転します。
下の写真は、フリーホイールクラッチの変更のXNUMXつの図を示しています。
この部品は、標準のオルタネータープーリーに代わるものです。 電源自体は、従来のタイプと視覚的に違いはありません。 唯一の違いは、そのようなモデルのシャフトにねじ山が作られることです。 その助けを借りて、カップリングは発電機ドライブにしっかりと取り付けられています。 プーリーは、従来の発電機モデルと同じ方法で、タイミングベルトを介してパワーユニットに接続されます。
モーターが低速に切り替わると、重量のある発電機シャフトの加速効果によってベルトに振れが発生せず、ベルトの寿命が延び、電源の動作がより均一になります。
オーバーランニングオルタネーターカップリングの種類
そのため、ユニバーサルタイプのフリーホイールメカニズムにより、クランクシャフトからの力の伝達により、発電機のローターを自由に回転させることができます。 この場合、重要な条件はドライブシャフトの回転速度が速いことです。この場合のみ、メカニズムがブロックされ、電源のシャフトが巻き戻されます。
ローラー修正の欠点は次のとおりです。
- 取り外し不可能な構造;
- 駆動シャフトと被駆動シャフトの軸は完全に一致している必要があります。
- 転動体（軸受など）を使用しているため、製造工程での精度が高く、高精度な旋盤を使用しています。 この場合にのみ、デバイスのすべてのコンポーネントの理想的な形状を実現できます。
- 修理や調整はできません。
ラチェットバージョンも同様のデザインです。 唯一の違いは、歯が外側のケージの内側に作られ、摩擦要素が爪で表され、一方の側が内側のケージに固定されているのに対し、バネ仕掛けになっていることです。 カップリングの駆動半分が回転すると、爪がケージの歯に寄りかかり、カップリングがブロックされます。 シャフトの回転速度に差があるとすぐに、爪はラチェットの原理で滑ります。
当然、XNUMX番目の変更にはローラータイプに比べていくつかの利点があります。 主なことは、そのような変更がXNUMXつのハーフカップリングのより堅固な固定を提供することです。 ラチェットタイプのもう一つの利点は、修理できることですが、ローラータイプは修理できません。
より高い信頼性にもかかわらず、ラチェットクラッチには欠点がないわけではありません。 これらには以下が含まれます：
- クラッチが切れた瞬間の衝撃効果。 これは、犬が外側のカップリングの半分の歯に突然接触するという事実によるものです。 このため、ドライブシャフト速度が速いユニットではラチェットは効果的ではありません。
- 追い越しの過程で、クラッチは特徴的なカチッという音を発します（犬は歯を滑らせます）。 デバイスがドリブンシャフトを追い抜くことが多い場合、メカニズムの爪または歯（使用する金属によって異なります）はすぐに摩耗します。 確かに、今日、追い越しの際に犬が歯に触れないという事実のために、はるかに静かに動作するラチェットオーバーランニングクラッチの変更がすでにあります。
- 高速で頻繁にロック/ロック解除すると、このメカニズムの要素の摩耗が早くなります。
特定の車の発電機に取り付けられているプーリーを個別に決定するには、そのマウントを確認するだけです。 オーバーランニングクラッチは、機械軸のロックナットで固定されていません。 しかし、現代の車では、ボンネットの下に十分な空きスペースがないため、発電機のプーリーがどのような固定であるかを常に考慮することができるとは限りません（ほとんどの場合、フリーホイールクラッチのオプションはシャフトにねじ込むだけです）。 検討中のメカニズムを備えた発電機は、暗い保護カバー（ハウジングケーシング）で閉じられているため、多くの職人がこのカバー専用の発電機ドライブのタイプを決定します。
オーバーランニングクラッチの誤動作の症状
このデバイスは常に動いているため、故障は珍しくありません。 故障の最も一般的な原因には、メカニズムの汚染（深くて汚れたフォードを克服しようとする）または部品の自然な摩耗が含まれます。 これらの要因により、オーバーランニングクラッチが完全にブロックされたり、カップリングの半分が固定されなかったりする可能性があります。
発電機の故障により、オーバーランニングクラッチの故障を判断することができます。 そのため、クランクシャフトの回転が急激にジャンプすると（ドライバーがアクセルペダルを急に踏むと、回転がジャンプします）、ハーフカップリングが破裂する可能性があります。 この場合、ローラーが装置の狭い部分に移動しても、重大な損傷のためにローラーが滑るだけです。 その結果、クランクシャフトが回転し、発電機が作動しなくなります（トルクがシャフトに流れなくなります）。
このような故障（ハーフカップリングが作動しない）により、電源は発電を停止するか、バッテリーを再充電せず、オンボード電気システム全体がバッテリーから電力を供給されます。 このモードのバッテリーのパラメーターに応じて、マシンは最大XNUMX時間動作します。 これを行うときは、バッテリーの充電レベルを考慮に入れてください。 ジェネレータをチェックする方法の詳細が説明されています ここで.
故障が発生し、その結果、カップリングの半分が詰まった場合、この場合、メカニズムは、摩耗のためにローラーがケージ上で停止するまで、発電機の従来の駆動プーリーのように機能します。 オーバーランニングクラッチの誤動作は、シャフトの変形に至るまで、電源の動作に悪影響を与えるため、無視することはできません。
また、機構の故障は、パワーユニットの始動または停止時にクラッシュを伴う場合があります。 モーターの動作中、発電機側から一定のノイズが聞こえます（これは電源ベアリングの故障の症状でもあります）。
クラッチが故障していることを確認する方法
多くの専門家によると、現代の発電機の設計にフリーホイールが導入されたことで、エネルギー源の資源は5〜6倍に増加しました。 すでに理解しているように、この要素は発電機シャフトのねじり振動を排除するために必要です。 このおかげで、ベアリングが早期に摩耗することなく、メカニズムがより均一に機能し、その動作にノイズが発生することはありません。
しかし、車の中には交換する必要のない部品はありません。 オーバーランニングクラッチについても同じことが言えます。 その主要な誤動作はすべてのベアリングに共通しています-それは摩耗しやすく、しばしばそのくさびが発生します。 発電機クラッチのおおよその資源は約100万キロメートルです。
クラッチが詰まると、慣性の吸収が止まり、通常のベアリングのように機能します。 このため、オルタネーターベルトの負荷が増加します。 すでに古い場合は、壊れることがあります。 ベルトテンショナーも摩耗が早くなります。
フリーホイールウェッジは、次の機能で識別できます。
- 発電機のスムーズな動作がなくなり、振動が発生しました。 原則として、エンジン運転中、この誤動作はオルタネーターベルトのバウンドを伴います。
- 朝、エンジンを始動するとき、そしてそれが少し動くまで、ベルトはたくさん笛を吹く。
- ベルトテンショナーはクリック音で作動し始めました。
それほど頻繁ではありませんが、クラッチはくさびではなく、発電機シャフトの回転を停止します。 このような故障は、メカニズムを分解せずに視覚的に判断するのがはるかに困難です。 このような誤動作の主な症状は、バッテリーの充電不足または充電不足です（もちろん、この誤動作には他の理由があります）。
オーバーランニングクラッチ診断
次の状況では、オーバーランニングクラッチをチェックする必要があります。
- 整頓されたバッテリーインジケーター（黄色または赤）が点灯しました。 これは、バッテリーが充電されていないか、十分な電力が供給されていない場合に発生します。
- ギアチェンジ時（クラッチを絞ってガスを抜く）、なんらかのメカニズムでエンジンを強制的に減速させたような小さな振動を感じます。 この効果は、クラッチが詰まった場合に発生します。 この場合、モーターが低速に切り替わると、発電機のシャフトが慣性力によってモーターに短期間の抵抗を発生させます。 この効果により、ベルトへの負荷が増加し、ベルトの摩耗が早くなります。
- 定期的な車両メンテナンス。 この段階で、オートマチックトランスミッション、ドライブシャフトがチェックされます（トランスミッションにドライブシャフトが存在する場合、その誤動作により、内燃エンジンの動作モードを変更するときに振動も発生します）、スターター、クラッチ（バスケットの不十分な開放）また、アイドル速度でエンジンのジャークを引き起こします）。
フリーホイールクラッチの使用性を確認するには、機構の解体を伴うため、専門家にご相談ください。 クランプナットを緩めて標準プーリーを外す場合は、専用工具でフリーホイールを外します。 この状況での即興の手段は、発電機のシャフトに深刻な損傷を与える可能性があります。
オルタネーターのフリーホイールを交換する必要があるかどうかはどうすればわかりますか？
オーバーランニングクラッチが故障したかどうかを正確に判断するには、発電機を分解する必要があります。 しかし、間接的な兆候によってクラッチの誤動作を判断するのに役立つ他の方法があります。
カップリングを分解して、発電機を取り外さずにチェックするオプションを検討してください。
解体テスト
発電機シャフトからカップリングを取り外した後、外輪が自由に回転できるように、内輪をXNUMX本の指で固定します。 オーバーランニングクラッチの動作原理は、クリップの一方の方向へのスクロールは独立している必要があり、もう一方の方向へのスクロールは同期している必要があるということです。
内輪をロックした状態で、外輪をベルト回転方向に回してみてください。 この方向では、クリップが一緒に回転する必要があります。 外輪を少しでも回せるとクラッチが効かなくなり、力を入れてもシャフトが回転せず、バッテリーの充電不足につながります。 この場合、クラッチを交換する必要があります。
クラッチが詰まっているかどうかを判断するために、同様の手順が実行されます。 内輪をクランプした状態で、オルタネーターベルトの回転と反対の方向に外輪を回転させようとします。 良いクラッチはこの方向に自由に回転するはずです。 目立つジャークで動作する場合、またはどの方向にも回転しない場合は、詰まっているため、部品を交換する必要があります。
解体せずに確認してください
摩耗または問題のあるフリーホイール操作を示すいくつかの間接的な兆候は次のとおりです。
- モーターはアイドル状態で動作しています。 オルタネーターベルトテンショナーは、けいれんすることなく、均等に回転する必要があります。
- モーターは毎分2〜2.5千の速度になります。 ICEが停止します。 この時点で、ジェネレーターからの音を聞く必要があります。 モーターを停止した後、短いブーンという音が聞こえる場合（1〜5秒）、これはプーリーベアリングの摩耗の兆候です。
- エンジンの始動中または停止中、発電機からのカチッという音がはっきりと聞こえます。 これは、慣性負荷がクラッチに加えられ、重い負荷の下でクラッチがブロックされて滑るときに発生します。
- ベルトの口笛は、クラッチの詰まりの兆候である可能性があります。
オルタネーターフリーホイールの特別チェック
オーバーランニングクラッチの性能をチェックする残りのタイプ（特殊なタイプの慣性切断メカニズムが取り付けられている場合）は、特殊な自動車サービスの条件で実行されます。
定期的なテストにより、メカニズムが機能しているか、すでに壊れているかを判断できます。 特別なスタンドの詳細なチェックにより、専門家は部品がどれだけ早く故障するかをおおよそ言うことができます。
新しいメカニズムの選択
新しいオーバーランニングクラッチを選択することは、別の自動車部品を選択することと同じです。 最も安全な方法は、自動車部品店にアドバイスを求めることです。 売り手は車のモデルと製造年を指定するだけで十分です。 また、カタログ番号または製品自体のマーキング（存在する場合）によって、特定の発電機のオーバーランニングクラッチを検索することもできます。
車が工場出荷時の構成に完全に対応していることを運転手が確信している場合は、VINコードを使用して新しいメカニズムの選択を実行できます（このコードを探す場所と、そこに含まれる車に関する情報を読んでください）。 別々に).
多くのドライバーはオリジナルの自動車部品を好みますが、多くの場合、これは必ずしも部品が最高の品質になることを意味するわけではありませんが、価格は常に高くなります。 同じことがオーバーランニングクラッチにも当てはまります。 工場構成の独自のオプションを作成している企業はそれほど多くありません。 それらの多くは、流通市場にも製品を供給しています。 オーバーランニングクラッチのオリジナルの注目に値する予算の類似物は、次のようなブランドによって提供されています。
- フランスのヴァレオ;
- ドイツのINAとLUK;
- アメリカンゲイツ。
さらに安価ですが、品質の低い製品が次の企業によって提供されています。
- ブラジルの禅;
- 日本のLynxauto、ただしこのブランドは他の国で作られた製品を販売しています。
- アメリカのWAI;
- オランダのニップパーツ;
- イタリアの時代。
部品を購入するときは、製品をよく見ることが重要です。 このスペアパーツは完全な形状でなければならないため、機械的な損傷や視覚的な欠陥は許容されません。
新しいオーバーランニングオルタネータークラッチの取り付け
多くの現代の自動車は複雑なエンジンコンパートメントを備えており、部品へのアクセスが困難であるため、通常、オーバーランニングクラッチの交換は専用のサービスステーションで行われます。 また、この手順では、他の場所ではめったに使用されないツールが使用されるため、通常の運転手はそのようなキーを持っていないことがよくあります。
発電機シャフトからメカニズムを分解して交換するには、次のものが必要です。
- カップリング用の特別なプラー（両面ビット付きの多面ノズルが必要です）。
- 適切なセクションまたは適切なヘッドのオープンエンドレンチ。
- トルクレンチ;
- Vorotokトルク。
一部の車はクラッチを交換するのに十分なスペースがエンジンコンパートメントにないため、発電機を分解してから作業を行うのが最善です。 エンジンコンパートメントの構成に応じて、作業は次の順序で実行されます。
- 端子がバッテリーから取り外されています（これを正しく行う方法が説明されています ここで);
- オルタネーターベルトが弱くなっています。
- 電源は解体されています。
- プーラーを使用して、カップリングをシャフトから外します（シャフトが回転しないように保持する必要があります）。
- 古いメカニズムの代わりに新しいメカニズムが台無しになっています。
- デバイスは、約80Nmの力でトルクレンチを使用してシャフトに締め付けられます。
- 構造はその場所に設置されます。
- バッテリー端子が接続されています。
オーバーランニングクラッチ交換の小さな特徴のXNUMXつ。 プラスチックのケーシングで閉じる必要があります（ほこりや異物がメカニズムに入らないように保護します）。 このアイテムが含まれていない場合は、別途購入する必要があります。
変更方法-自分の手で修理する
故障したクラッチを交換/修理するには、発電機からクラッチを分解する必要があります。 これを行うには、ベルトの張りを緩め、発電機自体を分解してから、カップリングをシャフトに固定しているナットを緩めます。
新しいクラッチの取り付けは逆の順序で実行されます。 唯一の難しさは、メーカーが特別なキーを必要とする特別なボルトを使用することです。 通常、このようなノズルは、ドライバー向けのプロ仕様のツールキットに含まれています。 したがって、マシン用の新しいツールセットを選択するときは、TREXボルト用のノズルの存在に注意する必要があります。
オーバーランニングクラッチの修理について言えば、壊れたメカニズムを修復しようとしている職人がいますが、このメカニズムは修理できません。 ただし、クラッチの場合、修理の理由は、ベアリングの焼き付きや摩耗がひどい場合と同じです。 このような要素は、常に新しい対応する要素に置き換える必要があります。
関連動画
これは、デバイスと発電機のフリーホイールの目的についての短いビデオです。
出力
そのため、古い車両ではオルタネーターにオーバーランニングクラッチを取り付ける必要はありませんが、このメカニズムにより、電源のスムーズな操作が保証され、ドライブベルトの早期摩耗も防止されます。 このような機械がこの要素なしで簡単に実行できる場合、パワーユニットは大きなねじり振動を生成し、高速からXXモードへの急激な遷移により、慣性効果は低速よりもはるかに高くなるため、最新のモデルではその存在が必須です。パワーエンジン。
これらのメカニズムはシンプルな設計であるため、長寿命です。 ただし、デバイスを修理または交換する必要がある場合は、専門家に相談することをお勧めします。
結論として、発電機からクラッチを取り外さずにオーバーランニングクラッチをチェックする方法についての短いビデオを提供します。
質問と回答：
オーバーランニングオルタネータークラッチは何をしますか？ それは多くの現代の自動車モデルの滑車の一部です。 この装置は、これらの部品の一方向の動きで、スムーズなシャフトの動きとプーリーの独立した回転を提供します。
発電機のクラッチが動かなくなったらどうなりますか？ オルタネーターベルトの振動が発生し、オルタネーターベルトからの騒音が増加します。 テンショナーがカチッという音を立て、ベルトが笛を鳴らします。 時間の経過とともに、ベルトとそのテンショナーは摩耗して故障します。
発電機からクラッチを取り外す方法は？ バッテリーを外し、干渉部分を分解します。 オルタネーターベルトを緩めて取り外します。 プーリーシャフトを保持します（トルクレンチを使用）。 プーリー固定ナットを緩めます。
