Для чего обгонная муфта в акпп

Для чего обгонная муфта в акпп

В преддверии начала установки АКПП на автомобили УАЗ давайте разберемся как же она устроена.

Есть разные виды АКПП подразделяющиеся по внутреннему устройству: классика — гидравлический автомат (AT), вариатор (CVT), роботизированная коробка передач (MTA)

Самый распространенный и самый "изученный" тип АКПП это гидравлический автомат. Из названия следует, что в нем работу выполняет жидкость. Рассмотрим устройство такой АКПП более подробно:

Смотрится страшно, но если разложить всё по отдельным частям, то будет более понятно.

Автоматическая коробка передач состоит из двух частей: Гидротрансформатора и механической КПП с устройством управления.
Вместо обычных шестеренок в такой КПП используются планетарные редукторы.

Гидротрансформатор – выполняет роль, аналогичную механизму сцепления в механической коробке передач. Он передает крутящий момент от двигателя к автоматической трансмиссии. Но в отличии от механического аналога здесь нет жесткой связи ДВИГАТЕЛЬ-КПП.

Планетарный ряд — собранные вместе несколько планетарных редукторов. Их задача состоит в изменении передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач. Выполняет те же функции, что и блок шестерен в механической коробке передач.

Фрикционный тормоз (фрикционная муфта) — отвечает непосредственно за переключение передач.

Система управления.
На старых АКПП она была полностью гидравлическая. Команды на переключение передач вырабатывались за счет изменения давления в гидравлических датчиках.
На всех современных АКПП используется электронная система управления. Вместо гидравлических датчиков стоят электрические. Вместо клапанов переключения скоростей используются соленоиды.
Но объединяет две системы то, что для включения фрикционных муфт, которые определяют какая скорость задействована, используется гидравлика.

Гидротрансформатор

В начале будет проще понять принцип работы гидротрансформатора на примере гидромуфты.
Гидромуфта по конструкции очень на него похожа, но не умеет изменять передаточное число, а только передает крутящий момент.

Гидромуфта состоит из двух колес с лопатками (как у вентилятора) которые вращаются друг напротив друга.
Одно колесо, насосное, соединено с двигателем, второе колесо, турбинное, соединено с КПП. Оба колеса находятся в герметичном кожухе внутрь которого залито масло.

При вращении двигателем насосного колеса вязкое масло захватывается его лопатками, выбрасывается на лопатки турбинного колеса приводя его в движение. Таким образом кинетическая энергия от вращения вала двигателя передается валу КПП хотя при этом отсутствует жесткая связь между ними.

Наиболее наглядно демонстрирует этот механизм опыт с двумя вентиляторами расположенными друг напротив друга. Один из них выключен, второй включен. Воздух ударяясь о неподвижные лопатки выключенного вентилятора заставляет их вращаться.

Однако в замкнутом пространстве в котором работает гидромуфта обратный поток масла идущий от турбинного колеса попадает на лопатки насосного колеса в обратном направлении и замедляет его ход. Чтобы уменьшить этот эффект, на пути движения масла устанавливают третье колесо — реакторное. Это колесо может свободно вращаться или блокироваться на валу.
Таким образом получается гидротрансформатор.

Схема гидротрансформатора:
1 — блокировочная муфта; 2 — турбинное колесо; 3 — насосное колесо; 4 — реакторное колесо; 5 — механизм свободного хода

Если третье колесо (реактор) свободно вращается, то гидротрансформатор работает в режиме гидромуфты.

Если же реакторное колесо фиксируется неподвижно, то за счет своих лопастей он изменяет направление потока жидкости, выходящей из турбинного колеса и направляет его под определенным углом на лопасти насосного колеса. Это позволяет значительно увеличить передаваемый от двигателя в трансмиссию крутящий момент. Таким образом происходит трансформация крутящего момента.

*Коэффициент трансформации момента Kt (или силовое передаточное отношение) определяется отношением крутящего момента турбинного колеса к крутящему моменту насосного колеса гидропередачи Kt = MT / MH.

В автомобильных гидротрансформаторах коэффициент трансформации равен 2-3,5, а КПД 0,9

Схема потока жидкости в гидротрансформаторе:

Недостатком гидропередачи является рассогласование частот вращения насосного и турбинного колес, так называемое — скольжение гидропередачи, имеющее место при любом режиме работы трансмиссии. Минимальная величина скольжения составляет примерно 3% и приводит к снижению КПД гидропередачи. Так как, при движении автомобиля с постоянной скоростью наличие гидротрансформатора в трансмиссии не является необходимым, как это требуется на режимах разгона и торможения, в современных коробках применяют механизм блокировки гидротрансформатора.
Для блокировки гидротрансформатора чаще всего используется блокировочная муфта, которая позволяет жёстко соединить между собой насосное и турбинное колесо. Это приводит к тому, что гидротрансформатор выключается из силового протока, а двигатель напрямую соединяется с ведущим валом коробки передач.

Основные детали гидротрансформатора:

Детали гидротрансформатора:
1 — насосное колесо; 2 — турбинное колесо; 3 — крышки муфты свободного хода; 4 — часть корпуса гидротрансформатора; 5 — остатки рабочей жидкости с продуктами механического износа деталей; 6 — колесо реактора; 7 — муфта свободного хода реактора; 8 — упорная шайба турбинного колеса; 9 — упорный подшипник реактора; 10 — поршень блокировки гидротрансформатора

Компоновка деталей гидротрансформатора:

В качестве рабочей жидкости в современных гидротрансформаторах используется ATF

Насос

Насос создает давление жидкости во всей гидросистеме.
Как правило насос располагается между гидротрансформатором и коробкой передач. Насос приводится в движение коленчатым валом двигателя.

В настоящее время в АКПП наиболее часто используют несколько видов насосов: шестерёнчатые, трохоидные и лопастные.

Разборка шестеренчатого насоса и его принцип действия можно посмотреть на видео:

Планетарная коробка передач

Хотя гидротрансформатор может сам изменять крутящий момент, но это происходит в очень узком диапазоне, что явно недостаточно для нормального движения автомобиля. Поэтому к гидротрансформатору подсоединяют коробку перемены передач в основе которой находятся планетарные редукторы.

Все пары шестерен редуктора находятся в постоянном зацеплении.

Лучше всего работу планетарного редуктора демонстрирует видеоролик:

Механизмы переключения

Чтобы включать или выключать ту или иную группу планетарных редукторов в АКПП используются ленточные и дисковые фрикционные элементы, а так же муфты свободного хода (обгонные муфты).

Ленточный тормоз

Ленточный тормоз используется для остановки одного из звеньев АКПП и состоит из тормозной ленты и тормозного барабана.
Тормозная лента охватывает тормозной барабан, один её конец жёстко прикреплен к картеру коробки, а второй соединен с устройством управления (с поршнем).

Тормозные ленты изготавливаются из листовой стали. Для увеличения коэффициента трения между тормозной лентой и барабаном к внутренней поверхности тормозной ленты прикрепляется фрикционная накладка. В АКПП наиболее часто используются фрикционные накладки, изготовленные на бумажно-целлюлозной основе. Такие накладки обладают хорошими износостойкими свойствами, не вызывают большого износа поверхности тормозного барабана и не сильно загрязняют рабочую жидкость.

Дисковый тормоз и блокировочная муфта

Дисковый тормоз ничем не отличается от блокировочной муфты. Разница заключается только лишь в том, что дисковый тормоз соединяет звено коробки передач с картером, а блокировочная муфта соединяет между собой два звена АКПП.

Дисковый тормоз состоит из: дисков с фрикционными накладками (они с внутренними шлицами), дисков без накладок (шлицы снаружи), поршня, возвратной пружины, барабана.

При выключенной муфте фрикционные накладки внешнего диска и фрикционные накладки внутреннего диска свободно вращаются относительно друг друга. При включении муфты, рабочая жидкость давит на поршень, он сжимает пакет фрикционов и они "склеиваются" между собой. Таким образом внешний диск и внутренний становятся жестко связанными.

Для выключения муфты достаточно убрать давление жидкости через клапан.

Обгонная муфта

Обгонная муфта (также муфта свободного хода) — деталь механической трансмиссии, которая предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала обратно к ведущему в случае, если по какой-либо причине ведомый начинает вращаться быстрее.

Обгонная муфта не требует управления, она работает за счет разницы в скорости оборотов. Примером обгонной муфты является велосипедная "трещётка".

Система охлаждения

Главная причина из-за которой АКПП выходит из строя явялется её перегрев. Чтобы охлаждать рабочую жидкость (ATF) используют радиаторы и теплообменники.

АКПП с внешним радиатором охлаждения

АКПП с радиатором охлаждения встроенным в радиатор охлаждения двигателя

АКПП с теплообменником

Системы управления

В первых поколениях АКПП были распространены полностью гидравлические системы управления. В них команды на управление элементами системы формировались за счет разницы давлений клапана-дросселя и скоростного регулятора. Поток рабочей жидкости через систему каналов воздействовал на нужный гидроцилиндр, который в свою очередь через фрикционы или ленточный тормоз включал или выключал нужную передачу.
Как и все гидросистемы такая конструкция была очень чувствительна к параметрам рабочей жидкости (масла).

Сейчас используются электрогидравлические системы. В них гидравлика оставлена только на последнем этапе — на исполнительном. Измерительные функции и функции анализа переданы полностью электронике.
Выделяют следующие основные части электрогидравлической системы: измерительную (датчики), аналитическую (блок управления) и исполнительную (соленоиды).

Вид на гидроблок снизу. Справа виден ряд электромагнитных клапанов.

Разобранный гидроблок очень похож на лабиринт.

В электронный блок управления (он же — ЭБУ, контроллер, компьютер, "мозги") поступают сигналы от датчиков. Сигналы обрабатываются и анализируются в соответствии с программой блока. На основании результатов сравнительного анализа сигналов, поступивших от датчиков с данными, хранящимися в памяти устройства, блок формирует управляющие сигналы, которые поступают к исполнительным элементам системы (соленоидам). Соленоиды преобразовывают поступающие к ним электрические сигналы в механическое перемещение гидравлического клапана. Рабочая жидкость воздействует на нужный гидроцилиндр и включает/выключает нужную передачу.

Общепринятые обозначения режимов АКПП

«P» — parking. Режим стоянки. Все передачи выключены, выходной вал КПП и ведущие колёса заторможены блокирующим механизмом.

«R» — reverse, задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса рассоединены. Автомобиль может двигаться накатом, его можно буксировать.

«D» или «Drive» основной режим для движения вперед. Смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый неэкономичный. При разгонах двигатель в все время находится в режиме максимальной мощности. Переключение передач производится позднее, на больших оборотах, чем в обычном режиме.

«Kick-down» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Для включения режима надо резко нажать на педаль газа.

«Overdrive» или «O/D» — режим, при котором повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на более низкие обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но с потерей в динамике.

«Norm» реализует самый сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

«1» (L, Low), «2» или «3» — выбор фиксированной скорости в АКПП. Эти режимы пригодятся в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа.

«W», «Winter», «Snow» — «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Чтобы не спровоцировать проскальзывания колес, переход с одной передачи на другую производится более мягко и при более низких оборотах.

«+» и «-» — возможность ручного переключения передач в сторону повышения и в сторону понижения.

Подшипниковые истории. Обгонная муфта.

Один из самых интересных и необычных подшипниковых узлов в современном автомобиле — это обгонная муфта. В частности, та которая установлена на генераторе.

Предистория и применение.

Основная идея ее появления заключается в необходимости сгладить динамические нагрузки для ремня, и других подшипниковых узлов, расположенных на одном ремне с ней и шкивом двигателя. Необходимость ее использования часто подвергается сомнению, к апелляцией к не столь давним временам, когда ее не применяли. Ну т.е. было же раньше на дизелях простое решение — просто шкив, просто ремень ). И типа этот ваш ремень, с муфтой на пару, не сильно дольше стал выхаживать.
Тут надо учесть несколько немаловажных деталей. Во первых, очень часто навесные агрегаты разводили по разным ремням, соответственно, всевозможные нагрузки на связке двигатель-генератор никак не влияли на компрессор кондиционера или гидроусилитель. Во вторых, общее движение в сторону повышенной экологичности и минимальных сопутствующих затрат (не будем сейчас обсуждать абсурдность некоторых подходов в долгосроке) влечет за собой изменения и в подшипниковых узлах, в том числе и в вопросе сокращения вязкости смазки. Соответственно, подшипники становятся более уязвимыми. Поэтому, в первую очередь, обгонные муфты ставят именно на генераторы (у которых приличный момент инерции ротора) и на дизельные машины (у которых большая неравномерность усилий на ремне в цикле).

Конструктивные особеннности.

Конструктивно обгонная муфта выполнена как подшипник, обладающий простым свойством — при вращении в одну сторону он функционирует как жесткая связка внешней и внутренней обоймы (т.е. как простая железная чушка), а если начать вращать ось или внешнюю обойму в другую сторону или с разными скоростями — происходит проскальзывание. Таким образом, конструкция обгонной муфты дает возможность внутреннему валу, например, обогнать по скорости вращения внешний вал, с которым они до этого крутились синхронно.

Практически в случае генератора это выглядит так — если мы мгновенно остановим раскрученный двигатель, мы увидим как вал генератора продолжает крутиться, теряя обороты при мертво стоящем ремне и шкиве по которому он идет — вал генератора прокручивается в муфте. Но при этом, если двигатель наоборот набирает обороты — раскручивает генератор, никакого проскальзывания нет. Т.е. двигатель момент вращения на генератор всегда передает безусловно (толчок сгорания в цилиндре), а вот замедления двигателя (интервал между толчками сгорания или резкий сброс газа) на генератор не передается.
Этим обгонная муфта, собственно, отличается от вискомуфты, у которой коэффициент проскальзывания всегда имеет место, в какую сторону бы не крутился внутренняя и внешняя обойма.

Такой функционал обеспечивается особым внутренним устройством подшипника обгонной муфты. Этот подшипник представляет из себя ролики особой формы. В зависимости от исполнения эти ролики могут либо прокручиваться вокруг своей оси, либо быть просто подпружиненными. Внешняя же (или внутренняя) обойма может быть выполнена с фиксирующими выточками определенной формы. Соответственно, при движении внутренней обоймы относительно внешней в одну сторону наши ролики либо скользят, либо крутятся, проскальзывая по этим выточкам, при движении в другую сторону цепляются за выточки своими гранями, образуя жесткое зацепление.

Примеры разбора обгонных муфт на одну машину разных производителей
www.drive2.ru/l/7649859/
www.drive2.ru/l/9983836/

Какие выводы можно сделать из этого? Во первых, несмотря на то что обгонная муфта по идее простая железка с запрессованнымт в нее подшипниками (т.к. к специальному подшипнику часто добавляют два опорных, роликовых или шариковым по краям), вариант "выпрессовали, а потом легко обратно запрессовали" может быть совершенно бессмыслен. Точность подгонки и посадки, "пружинистые" элементы — делают домашний ремонт (?!) обгонной муфты не имеющим особого смысла для большинства автолюбителей.
Тем более, что по сути симптомы смерти обгонной муфты, могут иметь два вида, и оба практически безнадежны
Первый — это проскальзывание муфты, т.е. муфта начинает проскальзывать в обе стороны. Обычно это говорит о критическом износе либо роликов, либо выточек под них в обойме, либо поломке пружинистых элементов.
Исправить это в домашних условиях практически невозможно.
Обычно это проявляет себя исчезновением зарядки — двигатель работает, а на генератор момент вращения практически не передается.
Второй — наоборот, заклинивание муфты, когда она перестает проскальзывать. Об этом нам сигнализирует вибрацие, повышенные шумы, активное срабатывание натяжителя ремня. В отличии от первой ситуации можно какое-то время ездить и так, но скорее всего это закончится ускоренным выходом из строя следующего слабого звена — одного из подшипников роликов/навесных агрегатов/амортизатора натяжителя
Заклинивает муфту опять же из-за поломки пружинистых элементов либо из-за ускоренного корродирования опорных или основного подшипника. К этому моменту пытаться как-то ее реанимировать тоже особого смысла не имеет.

Отдельно подшипниковые элементы в природе конечно существуют, и производители их даже поставляют крупным потребителям, но купить их простому автолюбителю так, чтобы они подошли именно к его корпусу обгонной муфты сложно, равно как и сложно посадить как следует на обоймы. Да и их цена не сильно ниже стоимости новой муфты.

Впрочем, есть еще и варианты на алиэкспрессе, и если вам не боязно купить Мочу, возможно реставрация муфты на круг обойдется вам дешевле покупки новой.

Видео примера перепрессовки подшипника:

Итак, к сожалению эксклюзивность конструкции обгонной муфты оборачивается ее малой ремонтопригодностью. Так ли это плачевно?

Если поизучать форумы и тот же самый драйв можно сделать вывод, что муфта при гражданской эксплуатации ходит от 50 до 140-160 тысяч километров. Вероятно это связано как с количеством городской эксплуатации, так и с исправностью всех остальных компонентов. При цене муфты даже именитого производителя типа INA от 1500 до 4000-5000 рублей, наверное это все не так трагично, хотя конечно и печально.

Несомненно, в данном случае есть факторы, которые усугубляют условия эксплуатации. По сути, муфта и тонкий ее механизм изолированы от окружающей среды только стандартными уплотнениями подшипников. Вдобавок спереди еще вставляется резино-пластиковая заглушка. Сзади же частично уплотнитель подшипника прикрыт посадочной шайбой. У разных производителей конечно могут быть вариации, но в целом устройство не меняется.
Такая конструкция хорошо противостоит умеренно пыльным дорогам, а также водным процедурам от луж. Но естественно, никакой герметичности в условиях полного погружения генератора тут не будет. Более того, разогретая муфта попадая в воду и работая там охлаждаясь норовит втянуть в себя воду.
Ну и конечно, пластико-резиновая заглушка норовит порваться, дополнительно набирая воду на посадочную резьбу муфты на вал генератора.

Никакого способа предохранения муфты в такой ситуации не существует, кроме переноса генератора на верх двигателя. Любая машина, которая со вкусом и радостью любит преодолевать водные преграды попадает в группу риска. В пределе, даже одиночное длительное тарахтение в воде по генератор может через месяц привести к клину муфты от коррозии.

К сожалению, те же самые производители, которые крайне не рекомендуют домашние сборки-разборки муфты, параллельно заявляют что ряд их муфт не подлежат пересмазыванию. К сожалению, в этом есть определенная логика — как следует промыть муфту от скомпрометированной смазки сложно, и также сложно туда разместить свежую — особенно в варианте с роликовыми опорными подшипниками по краям.

Также, не менее сложно разобраться в том, какая в муфту положена смазка. К сожалению, прямых указаний на использованную смазку в маркировке обгонных муфт нет. Более того, нет и окончательного понимания того, какая она там должна быть.

Вообще, исходя из общего режима работы можно ожидать, что смазка должна быть немного более вязкая чем подшипники генератора (потому что те-то работают все время, а муфта периодически). Но специфическое устройство внутренних роликов может накладывать на это ограничения. Например, при более вязкой смазки, пружинки могут выталкивать ролики в пазы медленнее. Особенно эта проблема должна иметь место зимой, когда густая смазка просто встанет колом и муфты потеряет всякую способность к блокировке пока не прогреется, или наоборот, не будет разблокироваться (что на первый взгляд менее печально, но в долгосроке может сказаться на износе).

Я попытался обратиться, как обычно, к первоистокам. В частности, поизучать, что закладывают в свои муфты крупные производители. Не все они, к сожалению, открытые перед народом.
Посмотрим например, что предлагает к закладке такой производитель как GMN.
Предлагает он, как видите, как минимум две смазки — одну от горячо любимого Клюбер — ISOFLEX® LDS 18 SPECIAL A

Из описания:
ISOFLEX® LDS 18 SPECIAL A – это динамически лёгкая
долговременная смазка для подшипников качения и
скольжения. Она состоит из масла на основе сложных
эфиров, минерального масла и литиевого мыла. Смазка
стойка к окислению и старению, водостойка и надёжно
защищает от коррозии.
Применение
ISOFLEX® LDS 18 SPECIAL A пригодна для подшипников
качения и скольжения при низких температурах и/или
высоких скоростях, например, шпинделей фрез, станков,
подшипников шпинделей, текстильных шпинделей,
подшипников шпинделей ОЕ турбин, подшипников в точной
механике и оптике.

Что нам интересно из техпаспорта
1) состав на самом деле включает в себя не только полиэфирное масло, но и минеральное, т.е. это бленда
2) загуститель — литиевое мыло(!) а не модная полимочевина. Т.е. либо GMN считает что смазка в обгонной муфте даже до 100 градусов не догревается, либо что прерывистый характер работы муфты сократит общее время наработки.
3) кинематическая вязкость — 15сст. И отличный момент низкотемпературного сдвига по IP 186 — меньше 1Нм.
Т.е. здесь явно сделан упор на то, что ролики должны легко выталкиваться в свои пазики, даже зимой — причем, вероятно, все же в ущерб общему ресурсу. Тем более что вязкость при 100гр у этой смазки всего 3.5сст. Либо, что тоже как вариант, почему-то считается что нагрузка на муфту так мала, что этой вязкости хватит.

С последним сложно согласится, т.к. все же натянутый ремень дает приличное радиальное усилие, и хотя конечно роликовые подшипники в муфте лучше с ним работают чем шарикоподшипники в генераторных, все равно у меня сомнения.
Т.е. еще раз повторюсь — все выглядит так, что производитель муфт считает что муфта вообще не будет практически греться относительно базовых 40 градусов вязкости, а по факту чаще всего будет холоднее.

Вторая смазка из рекомендаций GMN — Shell Alvania RS. Найти на нее документацию не удалось.

Также в рекомендациях GMN упоминаются еще две смазки от Клюбер
Bio BM72-50 и HB72-102
По второй мне удалось найти паспорт смазки.

Выдержка из него:

Klübersynth HB 72-102 – это синтетическая смазка, которая
покрывает широкий диапазон температур, как это
необходимо, например, в автомобильной промышленности.
Состав продукта в виде масла из сложных эфиров,
загустителя из полимочевины и специально подобранных
присадок обеспечивает равномерную подачу масла
небольшими количествами при различных температурах в
течение долгого времени. Хорошая стойкость к холодной и
горячей воде и высокоэффективная защита от коррозии
помогают дополнительно поддерживать надежную работу
подшипника. Тесты с материалами уплотнений типа FPM,
ACM и NBR подтверждают хорошую совместимость с
эластомерами.
Применение
Klübersynth HB 72-102 специально разработана для смазки
на весь срок службы выжимных подшипников сцепления в
автомобильной промышленности и допущена к
использованию. Учтены дополнительные требования
повышенной защиты от коррозии. Благодаря
функциональной способности Klübersynth HB 72-102 ее
применение возможно, например, для смазки
шарикоподшипников в натяжных роликах ремня и
электродвигателях.

Тут, как мы видим, парадигма изменилась, и загуститель превратился в полимочевинный. Сам шанс того, что в муфте может оказаться полимочевинная смазка сводит на нет возможность произвольного добавления смазки в узел, т.к. полимочевина очень плохо совместима с другими типами загустителей. К сожалению, на этом непонятки не заканчиваются — вязкость этой смазки около 95сст при 40 градусах (и 14 при 100градусах).
Абсолютно непонятно, столь существенные различия в вязкости смазки вызваны разностями конструкций или предполагаемым температурным режимом эксплуатации (полимочевина лучше держит высокие температуры и при них (при 100гр), как мы видим, вязкость приближается к вязкости первой смазки при 40 гр.

Посмотрим, какого мнения придерживается производитель INA.

Тот вообще изрядно шифруется. Типа первичной смазки должно хватит которой мы закладываем. Рассчитать интервал службы смазки типа невозможно. Используйте специальные смазки. Если нужно повторное смазывание — выполните его дескать маслом.
Отдельно обратим внимание на мнение о том, что если муфта разогревается сильнее 70 градусов, нужно использовать маслопогруженные муфты 🙂
Вывод — производители считают, что для обгонной муфты с консистентной смазкой (автомобильной) нормальные температурные режимы лежат сильно ниже 70гр.
Посмотрим на классы вязкости — при температурах от 15 до 90 градусов при смазывании маслом предлагается ISO VG32. Т.е. опять же — маловязкая смазка с вязкостью 32сст при 40градусах.

Посмотрим, что предлагает в своем гигантском мануале производитель NBS (итальянская компания, с производством на текущий момент де-факто в китае).
В ее случае сложность заключается, что в одном многостраничном документе судя по всему приведены данные по всем обгонным муфтам, включая и промышленные. Соответственно, список использованных смазок совершенно непонятн по какому принципу составлен.
Причем здесь фигурирует рекомендация:
СО СМАЗКОЙ: требуется выполнение минимального обслуживания. Каждые два года, необходимо осмотреть и, при необходимости, долить смазки в узел.

Список смазок и ключевые параметры:
Aralub HL2 (минералка/литиевое мыло/ вязкость 100/9) — c ЕР добавками?
BP Energrease LS2 (минералка/литиевое мыло/ вязкость 110/?)
Castrol SPHEEROL MP 2 (минералка/литиевое мыло/ вязкость 150-200/?) с ер добавками
Esso Unirex N2 (минералка/литиевый комплекс/вязкость 112/?)
Fuch RENOLIT LZR 2 (минералка/литиевое мыло/ вязкость 200/?)
Kluber Klübersynth BM 44-42 (синтетика/?/?)
Mobil Polyrex EM (минералка/полимочевина/ вязкость 115/12,2)
Shell Alvania RL2 — теперь Gadus S2 V100-2 (минералка/литиевое мыло/ вязкость 100/10,2)
Total Multis 2 (минералка/литий-кальциевое комплексное мыло/ вязкость 150/?)

Как видим, в данном случае все смазки вязкие, что наводит на мысль, что предназначены они не для автомобильных муфт, тем более при такой вязкости, да минеральной основе муфты могут зимой встать колом. Тем не менее, я считаю, что необходимо привести эти данные, для того, чтобы рассмотрение вопроса была объективным

Посмотрим еще данные от компании Renold. Они тоже производитель широкого спектра обгонных муфт и у них есть клевый ролик про механизм работы одного из типов обгонных муфт.

Если мы внимательно посмотрели ролик, то мы поймем почему в описании смазочных агентов в их проспекте есть фраза

"Under no circumstances should lubricant be usedcontaining EP additives." — т.е. недопустимо применять смазки с выраженными ЕР свойствами.

Дело в том, что работа смазок с присадками ЕР (для высоких нагрузок) основана либо на понижении трения скольжения металла (например с дисульфидом молибдена), либо преобразовании верхнего слоя металла в более "стесываемый" для избежания задиров при особо высоких нагрузках.
Глядя на ролик мы видим, что один из механизмов "блокировки" вращения в одну сторону — постановка "в распор" роликов особой формы. Т.е. в одну сторону они "отжимаются" и проскальзывают по обойме, а в другуй сторону встают в расклин (выдавливая смазку из зоны контакта). Если будут применены плакирующие присадки, то вставший в расклин ролик все равно может пытаться скользить по обойме (т.к. дисульфид молибдена и применяется для сохранения трения если по какой-то причине смазка покинула точку контакта), либо размягченный ЕР присадками металл обоймы/роликов будет "скруглять углы" постепенно истираясь и убирая зацепление. Если для авто это чревато лишь пропаданием зарядки, то для промышленности это может окончится аварией и катастрофой.

Что касается смазок, Ренолд их закладывает
Mobilgrease MP (минерал/литий-комплекс/150/?)
Shell ALBIDA R2 (минерал/литий-комплекс/ 100/?)
RENOLIT MP 2 (минерал/литий мыло/ 102/11,5)

Видно, что тут речь идет скорее о эксплуатации их обгонных муфт в теплое время или в условиях цеха.

И еще один клевый ролик от них же про другой тип механизма работы обгонных муфт

Вывод который можно сделать очень прост — работа муфты напрямую зависит от смазки. Если смазки нет, то в режиме "проскальзывания" ролики и обойма очень быстро изнашиваются, так как там прямое трение скольжения.
Вот еще наглядно

Вот еще один очень интересный ролик про устройства различных обгонных муфт. Естественно на английском, надеюсь все им владеют?

И вот еще один — правда уже про совсем промышленный вариант, но тоже очень наглядно

Еще выдержка из техдаты производителя Marland Clutch.

Тут есть и упоминание смазок (Лубриплат Аэро, литиевый-комплексный загуститель, синтетическая основа, вязкость 22сст), но и печальная ремарка.
Почему нельзя в смазках добавок типа дисульфида молибдена или графита мы уже обсудили выше. Но почему-то этот производитель (по крайней мере про свои обгонки) утверждает, что заменять или добавлять смазки в их обгонки с опережением ВНУТРЕННЕГО кольца (а это кстати режим именно автомобильных обгонок в том числе) — НЕЛЬЗЯ.

Отдельно затронем вопрос нагрузочной способности. Несмотря на общую схожесть ряда обгонных муфт одного и того же производителя, подшипники в них зачастую рассчитаны на существенно различные нагрузки. и различные предельные частоты вращения. В первую очередь это предупреждение адресовано тем, кто любит "подгонять" обгонные муфты от разных моделей автомобилей с разными размерами шкива и/или подгонными шайбами по вылету. Таким образом, установка муфты рассчитанной на меньшие обороты (например на бензиновый двигатель вместо дизельного двигателя) может окончиться ускоренным износом и разрушением.

Отдельно затрону вопрос "она с новья туго прокручивается и шелестит. Может ее обмакнуть в масло"?
Отдельно для maximych уточняю, что по факту проведенного расследования, шелест и тугое прокручивание при малых оборотах для обгонной муфты это нормальное поведение. При наборе оборотов, в зависимости от конструкции либо центробежная сила отклоняет ролики, уменьшая зацепление, либо маловязкая(!) смазка с оборотами набирает масляной клин и сила трения резко падает.
Я провел наглядный эксперимент и пришел к выводу, что с ростом оборотов удерживать внешнее кольцо обгонной муфты все легче 🙂

Так что макать новую муфту в масло не надо. Тем более с SMT.

Подведем итоги.
В отличии от своих предыдущих статей, здесь я не могу ничего жизнеутверждающего сказать 🙂
Поэтому тезисно мои выводы

1) Муфта — это штука которую нельзя мочить и макать в грязь. По крайней мере крайней нежелательно.
2) Домашний ремонт муфты малоосмысленен. Пока она рабочая — сборка разборка ее скорее ухайдакает. Когда она умерла — то уже умерла
3) Домашняя перепрессовка подшипника муфты возможна, но экономически малоцелесообразна.
Исключение — если точно известны данные старого подшипника и какая-нибудь Моча с Алиэкспресс все же будет хоть сколько-то ходить после кустарной запрессовки, в то время как родная муфта (и ее заменители) стоят космических денег
4) Муфта крайне нуждается в смазке. Но пересмазывание категорически затруднено и ее конструкцией, и отсутствием понимания конкретных необходимых смазок. Часть из того, что возможно в нее закладывают большинство в своих арсеналах не имеет (сверхмаловязкие смазки на полиэфирах с полимочевинным загустителем). Это же и усложняет вопрос "докладывания" смазки, т.к. полимочевина с другими загустителями совсем не совместима.
5) Для смазывания муфт неприменимы особо вязкие смазки типа горячо любимой "синенькой" мобил XHP222и прочие с индустриальной вязкостью 220. Также неприменимы смазки с конской дозой ЕР или твердыми присадками типа дисульфида молибдена или графита. Также нежелательно применение смазок с органомолибденом.
6) Муфта очень клевый интересный механизм. И сфера его использования куда как больше, чем можно было бы подумать глядя на генератор автомобиля )))

Ну и ролик, о том как можно сделать обгонную муфту для игр и демонстраций на 3d принтере 🙂

Всем общий привет, за рулем не бухаем, дома не сидим

Если вам понравились буковки в записи кормим Лайку, если есть вопросы пишем в комментариях.
Понимание того что читателям интересен материал, его подача или он по крайней мере порождает продуктивную дискуссию стимулирует к написанию новых статей.
Подписывайтесь, репостите.

Устройство и принцип работы обгонной муфты

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.

Принцип работы муфты

Разберем принцип действия роликовой муфты свободного хода, так как данная разновидность этого механизма наиболее распространена в автомобильной промышленности.

Роликовая муфта свободного хода делится на две полумуфты: первая полумуфта жестко зафиксирована на ведущем валу, вторая полумуфта соединена с ведомым валом. При вращении ведущего вала по часовой стрелке ролики муфты из-за действия силы трения и пружин перекатываются в узкую часть зазора между двумя полумуфтами. После этого происходит заклинивание, при этом крутящий момент начинает передаваться от ведущей полумуфты к ведомой.

При вращении ведущей полумуфты против часовой стрелки ролики перекатываются в широкую часть зазора между двумя полумуфтами. Происходит разъединение ведущего и ведомого валов, при этом момент также перестает передаваться.

Исходя из принципа работы, отметим, что роликовая муфта свободного хода передает крутящий момент лишь в одном направлении. При вращении в другую сторону муфта просто прокручивается.

Устройство и основные компоненты

Рассмотрим устройство и компоненты двух основных разновидностей обгонных муфт – роликовой и с храповым механизмом.

Простейшая роликовая муфта свободного хода состоит из следующих компонентов:

1. внешняя обойма со специальными пазами на внутренней поверхности;
2. внутренняя обойма;
3. пружины, располагающиеся на внешней обойме и предназначенные для выталкивания роликов;
4. ролики, передающие крутящий момент за счет силы трения при заклинивании муфты.

В храповой обгонной муфте вместо пазов на внутренней поверхности внешнего кольца используются зубья, которые имеют упор с одной стороны. При этом оба кольца заклинивает специальная собачка, прижимающаяся к внешнему кольцу с помощью пружины.

Преимущества и недостатки

Обгонная муфта имеет следующие преимущества:

• автоматическое включение и отключение механизма (муфта не нуждается в наличии приводов управления);
• 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: