O dispositivo e o princípio de operação da embreagem de avanço

O dispositivo de alguns mecanismos do carro inclui uma embreagem de avanço. Em particular, é parte integrante do gerador. Agora vamos nos concentrar em que tipo de mecanismo é, em que princípio vai funcionar, que tipo de avarias ele tem e também como escolher uma nova embreagem.

O que é um alternador de roda livre

Antes de descobrir por que essa peça sobressalente está no gerador, você precisa se aprofundar um pouco na terminologia. Como o conhecido serviço Wikipedia explica, uma embreagem de avanço é um mecanismo que permite a transferência de torque de um eixo para outro. Mas se o eixo acionado começar a girar mais rápido do que o acionamento, a força não fluirá na direção oposta.

A modificação mais simples de tais mecanismos é usada em bicicletas (cinco peças instaladas na estrutura da roda traseira ou uma catraca em modelos esportivos). Quando os pedais são pressionados, o elemento do rolo é acionado e a roda dentada começa a girar a roda. Quando é executada a roda livre, por exemplo ao descer um declive, o mecanismo de ultrapassagem é acionado e o torque da roda não é aplicado aos pedais.

Um mecanismo semelhante é usado em geradores. Vale a pena mencionar que em muitos carros mais antigos este elemento não é fornecido. Com o aumento da potência do motor de combustão interna, a carga do gerador do carro começou a aumentar. A instalação de uma roda livre proporciona um aumento na vida útil da correia dentada (para detalhes, consulte em outro artigo) ou a unidade da própria fonte de alimentação.

A presença de um elemento de rolo no dispositivo de acionamento do gerador fornece um equilíbrio entre as revoluções do virabrequim (a partir dele, o torque é transmitido através da correia dentada para todos os acessórios e através de uma correia separada para o gerador) e o eixo acionado do a fonte de alimentação. Quando o motor do carro está funcionando, é o gerador que se torna a principal fonte de eletricidade, embora o circuito elétrico do carro esteja conectado com a bateria. Enquanto a unidade de energia está funcionando, a bateria é recarregada pela geração de eletricidade do gerador.

Vamos descobrir qual é o propósito da embreagem de roda livre.

Por que você precisa de uma embreagem de avanço

Como a maioria dos motoristas sabe, a eletricidade no carro durante a operação do motor de combustão interna é gerada pela transferência de torque do virabrequim para o acionamento do gerador. Não entraremos nos meandros de seu dispositivo - em detalhes sobre por que a máquina precisa de um gerador e qual é o seu trabalho, é dito em outra revisão.

As unidades de força modernas diferem das versões mais antigas por altas vibrações de torção geradas no virabrequim. Isso é especialmente pronunciado em motores a diesel, começando com aqueles que atendem ao padrão ambiental Euro4 e superiores, uma vez que mesmo em baixas velocidades esses motores têm alto torque. Por causa disso, a polia motriz não gira tão uniformemente como quando o motor de partida gira o motor no momento da partida.

A vibração excessiva dos acessórios faz com que a correia dentada desenvolva seu recurso após cerca de 30 mil quilômetros. Além disso, essas forças afetam negativamente a capacidade de manutenção do mecanismo de manivela. Para fazer isso, um volante de massa dupla é instalado em muitos carros (para obter detalhes sobre como esta parte difere do analógico padrão, leia aqui), bem como uma polia amortecedora.

A essência da embreagem é garantir que o motor não sofra cargas adicionais ao alternar para outro modo. Isso acontece quando o motorista muda de marcha. Nesse momento, o pedal do acelerador é liberado e a embreagem pressionada. O motor desacelera por uma fração de segundo. Devido à força inercial, o eixo do gerador continua girando na mesma velocidade. Por isso, torna-se necessário eliminar a diferença entre a rotação dos eixos acionador e acionado.

Enquanto o motor de combustão interna ganha velocidade adequada para acionar o gerador, o eixo da fonte de energia pode girar livremente em sua própria velocidade. A sincronização da rotação desses elementos ocorre no momento em que o virabrequim gira até a velocidade desejada e o mecanismo de acionamento do eixo do gerador é novamente bloqueado.

A presença deste mecanismo amortecedor de roda livre garante a segurança da correia (no processo de mudança dos modos de operação do motor, picos de torque não são formados). Graças a isso, em máquinas modernas, o recurso operacional da correia já pode chegar a 100 mil quilômetros.

Além do gerador, a embreagem de avanço também pode ser instalada em algumas modificações do starter (para detalhes sobre seu dispositivo e qual é o seu princípio de operação, leia separadamente) Este mecanismo também é instalado em transmissões automáticas clássicas com conversor de torque. Em todos esses casos, o torque deve ser transmitido em apenas uma direção e, na direção oposta, a conexão deve ser interrompida. Isso é necessário para que os dispositivos não entrem em colapso e não sofram as vibrações que se formam durante o funcionamento do motor.

As vantagens desses mecanismos incluem:

1. Não há necessidade de atuadores adicionais para desacoplar o inversor do seguidor (nenhum inversor, nenhum intertravamento eletrônico, etc. são necessários). O dispositivo bloqueia e desconecta automaticamente sem a necessidade de controlar este processo.
2. Devido à simplicidade do design, os mecanismos nos quais o produto é usado não são complicados por diferentes atuadores. Isso torna o reparo das unidades um pouco mais fácil, como se estivessem equipadas com eletrônicos adicionais, que podem apresentar mau funcionamento.

Como funciona a embreagem

Apesar do fato de que existem vários tipos de embreagens de avanço, todos eles têm o mesmo princípio de operação. Dispositivos do tipo rolo são amplamente utilizados na indústria automotiva. Vamos discutir o princípio de operação do mecanismo usando essa modificação como exemplo.

Este tipo de construção tem duas partes. Uma metade do acoplamento é instalada no eixo de acionamento e a outra no eixo acionado. Quando a metade motriz do acoplamento gira no sentido horário, a força de atrito move os roletes (localizados nas cavidades entre os clipes da metade dos acoplamentos) para a parte estreita do mecanismo. Devido a isso, uma cunha do mecanismo é formada, e a parte acionada começa a girar com o acionamento.

Assim que a rotação do eixo de acionamento diminui, ocorre a ultrapassagem do eixo acionado (ele começa a girar em uma frequência maior do que a parte acionadora). Nesse momento, os roletes se movem para a parte mais larga dos clipes, e a força não vem na direção oposta, pois os semiacoplamentos estão separados.

Como você pode ver, esta parte tem um princípio de operação muito simples. Ele transmite movimentos rotacionais apenas em uma direção e somente rola na direção oposta. Portanto, o produto também é chamado de roda livre.

Dispositivo e componentes principais

Considere o dispositivo de embreagem do rolo. Esta modificação consiste em:

• Gaiola externa (dentro pode haver ranhuras especiais na parede);
• Gaiola interna com projeções;
• Várias molas presas à gaiola externa (sua disponibilidade depende das características do projeto). Eles empurram os rolos para fora para fazer o dispositivo funcionar mais rápido;
• Roletes (elemento de fricção do dispositivo), que, quando movidos para uma parte estreita da estrutura, prendem ambas as partes e a embreagem gira.

A foto abaixo mostra o desenho de uma das modificações das garras de roda livre.

Esta parte substitui a polia do alternador padrão. A fonte de alimentação em si não difere visualmente do tipo clássico. A única diferença é que uma rosca será feita no eixo desse modelo. Com sua ajuda, o acoplamento é firmemente preso ao acionamento do gerador. A polia é conectada à unidade de força da mesma forma que no modelo clássico de gerador - através da correia dentada.

Quando o motor muda para uma velocidade mais baixa, o efeito acelerador do pesado eixo do gerador não cria um desvio na correia, o que aumenta sua vida útil e torna o trabalho da fonte de energia mais uniforme.

Variedades de acoplamentos de alternador de ultrapassagem

Assim, o tipo universal de mecanismos de roda livre permite que o rotor do gerador gire livremente devido à transferência de força do virabrequim. Neste caso, uma condição importante é uma maior velocidade de rotação do eixo de acionamento - somente neste caso o mecanismo será bloqueado e o eixo da fonte de alimentação poderá se desenrolar.

As desvantagens da modificação do rolo são:

1. Construção não desmontável;
2. Os eixos dos eixos motor e acionado devem coincidir perfeitamente;
3. Devido ao uso de corpos rolantes (como em um rolamento), o produto exige maior precisão no processo de fabricação, portanto, um torno de alta precisão é utilizado na produção. Somente neste caso é possível atingir a geometria ideal de todos os componentes do dispositivo;
4. Eles não podem ser reparados ou ajustados.

A versão com catraca tem um design semelhante. A única diferença é que os dentes são feitos dentro da gaiola externa, e o elemento de fricção é representado por linguetas, que são fixadas de um lado à gaiola interna e, do outro lado, são acionadas por mola. Quando a metade motriz do acoplamento gira, as linguetas repousam contra os dentes da gaiola e o acoplamento é bloqueado. Assim que houver uma diferença na velocidade de rotação dos eixos, as linguetas deslizam pelo princípio da catraca.

Naturalmente, a segunda modificação tem várias vantagens sobre o tipo de rolo. O principal é que tal modificação proporciona uma fixação mais rígida dos dois meiosacoplamentos. Outra vantagem do tipo catraca é que ela pode ser reparada, mas o tipo rolo não.

Apesar da maior confiabilidade, as embreagens com catraca apresentam desvantagens. Esses incluem:

• Efeito de impacto no momento em que a embreagem é bloqueada. Isso se deve ao fato de que os cães encostam abruptamente nos dentes da metade externa do acoplamento. Por esse motivo, as catracas não são eficazes em unidades com altas velocidades do eixo de transmissão.
• No processo de ultrapassagem, a embreagem emite cliques característicos (os cães escorregam nos dentes). Se o dispositivo frequentemente ultrapassar o eixo acionado, as linguetas ou dentes no mecanismo (dependendo do metal usado) se desgastarão rapidamente. É verdade que hoje já existem modificações nas garras de roquete que funcionam muito mais silenciosamente devido ao fato de que ao ultrapassar os cães não tocam nos dentes.
• Em altas velocidades e travamentos / destravamentos frequentes, os elementos desse mecanismo se desgastam mais rapidamente.

Para determinar de forma independente qual polia está instalada no gerador de um determinado carro, basta olhar para sua montagem. A embreagem de avanço não é fixada com uma contraporca no eixo da máquina. Mas nos carros modernos não há muito espaço livre sob o capô, por isso nem sempre é possível considerar que tipo de fixação a polia do gerador tem (a opção com uma embreagem de roda livre na maioria dos casos simplesmente aparafusará no eixo). Os geradores equipados com o mecanismo em consideração são fechados com uma tampa protetora escura (carcaça), portanto, muitos artesãos determinam o tipo de acionamento do gerador especificamente para esta tampa.

Sintomas de uma embreagem de avanço com defeito

Como este dispositivo está em movimento constante, suas avarias não são incomuns. As causas mais comuns de falha incluem a contaminação do mecanismo (tentativas de superar um ford profundo e sujo) ou desgaste natural das peças. Esses fatores levam ao fato de que a embreagem de avanço pode ser completamente bloqueada ou a fixação das metades do acoplamento pode não ocorrer.

É possível determinar o mau funcionamento da embreagem de avanço por mau funcionamento no gerador. Assim, com saltos bruscos nas revoluções do virabrequim (o motorista pressiona abruptamente o pedal do acelerador e as revoluções saltam), pode ocorrer uma ruptura dos semiacoplamentos. Neste caso, mesmo que os roletes se movam para uma parte mais estreita do dispositivo, devido a danos graves, eles simplesmente escorregam. Como resultado, o virabrequim gira e o gerador para de funcionar (o torque para de fluir para seu eixo).

Com essa falha (os semiacoplamentos não engatam), a fonte de alimentação para de gerar eletricidade ou não recarrega a bateria, e todo o sistema elétrico de bordo é alimentado pela bateria. Dependendo dos parâmetros da bateria neste modo, a máquina pode funcionar até duas horas. Ao fazer isso, leve em consideração o nível de carga da bateria. Mais detalhes sobre como verificar o gerador são descritos aqui.

Se ocorrer uma avaria, como resultado do bloqueio das metades do acoplamento, neste caso o mecanismo funcionará como uma polia motriz convencional de um gerador até que, devido ao desgaste, os roletes parem de repousar na gaiola. Nem um único mal funcionamento da embreagem de avanço pode ser ignorado, pois isso afetará adversamente a operação da fonte de alimentação, até a deformação de seu eixo.

Além disso, um mau funcionamento do mecanismo pode ser acompanhado por uma falha na hora de ligar ou desligar a unidade de potência. Durante a operação do motor, um ruído constante é ouvido do lado do gerador (este também é um sintoma de uma falha no mancal da fonte de alimentação).

Como determinar que a embreagem está com defeito

Com a introdução de uma roda livre no projeto de geradores modernos, de acordo com muitos especialistas, o recurso da fonte de energia aumentou de 5 a 6 vezes. Como já descobrimos, este elemento é necessário para eliminar as vibrações de torção no eixo do gerador. Graças a isso, o mecanismo funciona de maneira mais uniforme, sem desgaste prematuro do rolamento, e sua operação não é acompanhada de ruído.

Mas não há peças no carro que não precisem ser substituídas. O mesmo pode ser dito sobre a embreagem de avanço. Seu principal mau funcionamento é comum a todos os rolamentos - está sujeito a desgaste e muitas vezes ocorre sua cunha. O recurso aproximado da embreagem do gerador está na região de 100 mil quilômetros.

Se a embreagem travar, ela deixará de absorver a inércia e funcionará como um rolamento normal. Por causa disso, a carga na correia do alternador aumentará. Se já estiver velho, pode quebrar. O tensor da correia também se desgastará mais rapidamente.

Você pode identificar a cunha de roda livre pelos seguintes recursos:

1. O bom funcionamento do gerador desapareceu - as vibrações apareceram nele. Como regra, durante a operação do motor, esse mau funcionamento será acompanhado por um salto da correia do alternador.
2. De manhã, ao ligar o motor e até que funcione um pouco, a correia assobia muito.
3. O tensor da correia começou a funcionar com cliques.

Muito menos frequentemente, a embreagem não trava, mas para de girar o eixo do gerador. Essa avaria é muito mais difícil de determinar visualmente sem desmontar o mecanismo. O principal sintoma desse mau funcionamento é a falta de carga da bateria ou sua subcarga (é claro que esse mau funcionamento tem outros motivos).

Ultrapassando o diagnóstico da embreagem

A verificação da embreagem de avanço é necessária nas seguintes situações:

1. O indicador de bateria (amarelo ou vermelho) no arrumador acendeu. Isso acontece quando a bateria não está sendo carregada ou não está recebendo energia suficiente.
2. Ao mudar de marcha (a embreagem é puxada para fora e o gás é liberado), pequenas vibrações são sentidas, como se o motor fosse desacelerado à força por algum mecanismo. Este efeito ocorre no caso de uma embreagem emperrada. Nesse caso, quando o motor muda para baixa velocidade, o eixo do gerador cria uma resistência de curto prazo ao motor devido às forças inerciais. Este efeito aumenta a carga na correia, causando um desgaste mais rápido.
3. Manutenção programada do veículo. Nesta fase, verifica-se a transmissão automática, o veio de transmissão (se estiver presente na transmissão, então o seu mau funcionamento também causa vibrações ao mudar os modos de funcionamento do motor de combustão interna), o arranque, a embraiagem (abertura insuficiente do cesto também provoca solavancos do motor em marcha lenta).

Para verificar a operacionalidade da embreagem freewheel, é necessário entrar em contato com um especialista, pois este trabalho é acompanhado da desmontagem do mecanismo. Se a polia padrão for removida desaparafusando a porca de fixação, a roda livre é removida com uma ferramenta especial. Meios improvisados ​​nesta situação podem danificar seriamente o eixo do gerador.

Como saber se a roda livre do alternador precisa ser substituída?

Para determinar com precisão se a embreagem de roda livre falhou, o gerador precisará ser desmontado. Mas existem outras maneiras que ajudarão a determinar o mau funcionamento da embreagem por sinais indiretos.

Considere a opção de verificar com a desmontagem do acoplamento e sem retirar o gerador.

Teste desmontado

Após a remoção do acoplamento do eixo do gerador, a pista interna é fixada com dois dedos para que a pista externa possa girar livremente. O princípio de operação da embreagem de avanço é que a rolagem dos clipes em uma direção deve ser independente e na outra direção - síncrona.

Com a pista interna travada, tente girar a pista externa na direção da rotação da correia. Nessa direção, os clipes devem girar juntos. Se for possível girar a pista externa um pouco, a embreagem não funcionará e, com grande esforço, o eixo não girará, o que levará à subcarga da bateria. Neste caso, a embreagem deve ser substituída.

Um procedimento semelhante é realizado para determinar se a embreagem está travada. Com o anel interno preso, tenta-se girar a pista externa na direção oposta à rotação da correia do alternador. Uma boa embreagem deve girar livremente nesta direção. Se funcionar com solavancos perceptíveis ou não girar em nenhuma direção, está preso e a peça deve ser substituída.

Verifique sem desmontar

Aqui estão alguns sinais indiretos que indicam desgaste ou operação de roda livre problemática:

1. O motor está funcionando em marcha lenta. O tensor da correia do alternador deve girar uniformemente, sem se contorcer;
2. O motor é levado a uma velocidade de 2-2.5 mil por minuto. O GELO pára. Neste ponto, você precisa ouvir os sons vindos do gerador. Se depois de parar o motor for ouvido um zumbido curto (1-5 segundos), isso é sinal de desgaste no rolamento da polia;
3. Durante a partida do motor ou sua parada, os cliques provenientes do gerador são claramente audíveis. Isso acontece quando uma carga inercial é aplicada à embreagem, e ela fica bloqueada e desliza sob carga pesada;
4. O assobio da correia pode ser um sinal de embreagem emperrada.

Verificações Especiais para Rodas Livres do Alternador

Os demais tipos de verificação do desempenho da embreagem de roda livre (se um tipo especial de mecanismo de desconexão inercial estiver instalado) são realizados nas condições de serviços especializados de automóveis.

Um teste de rotina permite determinar se o mecanismo está funcionando ou se já quebrou. Com uma verificação detalhada em suportes especiais, os especialistas podem dizer aproximadamente em quanto tempo a peça falhará.

Escolhendo um novo mecanismo

Escolher uma nova embreagem de avanço não é diferente de escolher outra peça de automóvel. A coisa mais segura a fazer é pedir orientação a uma loja de peças de automóveis. Basta que o vendedor indique o modelo do carro e o ano de fabricação. Você também pode pesquisar embreagens de ultrapassagem para geradores específicos por número de catálogo ou marcações no próprio produto (se houver).

Se o motorista tiver certeza de que o carro corresponde totalmente à configuração de fábrica, a seleção de um novo mecanismo pode ser realizada usando o código VIN (leia sobre onde procurar esse código e quais informações sobre o carro ele contém) separadamente).

Muitos motoristas preferem peças de automóvel originais, mas em muitos casos isso nem sempre significa que a peça será da melhor qualidade, mas o preço sempre será alto. O mesmo se aplica a embreagens de avanço. Não existem tantas empresas produzindo opções originais para a configuração de fábrica. Muitos deles fornecem seus produtos também para o mercado secundário. Análogos de orçamento dignos de nota dos originais de embreagens de deslocamento são oferecidos por marcas como:

• Valeo francês;
• INA e LUK alemães;
• American Gates.

Produtos ainda mais baratos, mas de qualidade inferior, são oferecidos pelas seguintes empresas:

• ZEN brasileiro;
• A japonesa Lynxauto, embora esta marca venda produtos fabricados em outros países;
• WAI americano;
• Nipparts holandeses;
• ERA italiana.

Ao comprar uma peça, é importante dar uma olhada no produto. Quaisquer danos mecânicos ou defeitos visuais são inaceitáveis, pois esta peça de reposição deve ter geometria perfeita.

Instalando uma nova embreagem do alternador de avanço

Normalmente, a embreagem de avanço é trocada em um posto de serviço especializado, pois muitos carros modernos possuem um compartimento do motor complexo, o que dificulta o acesso à peça. Além disso, para este procedimento, é usada uma ferramenta que raramente é usada em qualquer outro lugar, portanto, um motorista comum geralmente não tem essas chaves.

Para desmontar e substituir o mecanismo do eixo do gerador, você precisará:

• Um extrator especial para o acoplamento (ele precisa de um bico multifacetado com uma broca dupla-face);
• Chave de boca da seção apropriada ou cabeça adequada;
• Chave de torque;
• Vorotok Torks.

O melhor é realizar o trabalho após a desmontagem do gerador, pois alguns carros não dispõem de espaço suficiente no compartimento do motor para a troca da embreagem. Dependendo da organização do compartimento do motor, o trabalho é executado na seguinte sequência;

• Os terminais são removidos da bateria (como fazer isso corretamente é descrito aqui);
• A correia do alternador está enfraquecida;
• A fonte de alimentação está desmontada;
• Utilizando um extrator, o acoplamento é desenroscado do eixo (enquanto o eixo deve ser segurado de forma que não gire);
• Um novo mecanismo está bagunçado em vez do antigo;
• O dispositivo é apertado no eixo com uma chave dinamométrica com uma força de cerca de 80 Nm;
• A estrutura é instalada em seu lugar;
• Os terminais da bateria estão conectados.

Um pequeno recurso de substituição da embreagem de avanço. Deve ser fechado com um invólucro de plástico (protege contra a entrada de poeira e objetos estranhos no mecanismo). Se este item não foi incluído, você deve comprá-lo separadamente.

Como mudar - reparar com suas próprias mãos

Para substituir/reparar uma embreagem com defeito, é necessário desmontá-la do gerador. Para isso, afrouxe a tensão da correia, desmonte o próprio gerador e, em seguida, desaperte a porca que fixa o acoplamento no eixo.

A instalação de uma nova embreagem é realizada na ordem inversa. A única dificuldade é que os fabricantes usam um parafuso especial que requer uma chave especial. Normalmente, esse bico está presente em kits de ferramentas profissionais para motoristas. Portanto, ao escolher um novo conjunto de ferramentas para a máquina, você deve prestar atenção à presença de um bico para o parafuso TREX.

Se falamos sobre o reparo da embreagem livre, esse mecanismo não é reparável, embora existam artesãos que estão tentando restaurar o mecanismo quebrado. Mas no caso de uma embreagem, o motivo do reparo é o mesmo que no caso de um rolamento emperrado ou muito desgastado. Tais elementos devem sempre ser substituídos por novas contrapartes.

Vídeos relacionados

Aqui está um pequeno vídeo sobre o dispositivo e a finalidade das rodas livres do gerador:

Finalidade e dispositivo da embreagem de avanço

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Assim, embora não seja obrigatório para veículos mais antigos instalar uma embreagem de avanço no alternador, esse mecanismo garante um funcionamento mais suave da fonte de alimentação e também evita o desgaste prematuro da correia de transmissão. Se tais máquinas podem passar facilmente sem este elemento, então nos modelos modernos sua presença é obrigatória, uma vez que a unidade de potência cria grandes vibrações de torção e com transições abruptas de altas velocidades para o modo XX, o efeito inercial é muito maior do que em baixo motores de potência.

Esses mecanismos possuem um design simples, devido ao qual possuem uma longa vida útil. Mas se houver necessidade de consertar ou substituir o dispositivo, é melhor procurar ajuda de especialistas.

Concluindo, oferecemos um breve vídeo sobre como você pode verificar a embreagem de avanço sem removê-la do gerador:

Sinais de mau funcionamento da embreagem do alternador em avanço.

Perguntas e Respostas:

O que faz uma embreagem do alternador de avanço? Faz parte da polia em muitos modelos de carros modernos. Este dispositivo proporciona um movimento suave do eixo e rotação independente da polia com o movimento unidirecional dessas peças.

O que acontece se a embreagem do gerador ficar presa? Aparecerá a vibração da correia do alternador, o ruído proveniente dela aumentará. O tensor fará um som de clique e a correia apitará. Com o tempo, a correia e seu tensor se desgastam e quebram.

Como remover a embreagem do gerador? A bateria está desconectada, as peças interferentes são desmontadas. A correia do alternador é afrouxada e removida. Retém o eixo da polia (usando uma chave de torque). A porca de fixação da polia é desparafusada.