Sprzęgiełka jednokierunkowe alternatora

16 Cze 2014

Alternator pulleysKoła pasowe alternatora ze sprzęgiełkiem jednokierunkowym, choćby ze względu na precyzję wykonania ich mechanizmu, mają wiele wspólnego z łożyskami. Nic więc dziwnego że do czołowych wytwórców wysokiej jakości kół tego typu należy firma NTN SNR, która renomę zyskała jako producent łożysk.

 Prędkość obrotowa każdego silnika spalinowego w jednym cyklu pracy podlega ciągłym i okresowym zmianom. Wynika to wprost ze zjawisk fizycznych zachodzących w jego wnętrzu. Efekt ten nazywany jest niejednostajnością biegu silnika.

Nieuniknione drgania

Jego skutkiem są m.in. drgania przenoszone na nadwozie i okresowo zmienne momenty skrętne obciążające układ napędowy. Dlatego konstruktorzy silników od lat opracowują i wprowadzają rozmaite rozwiązania techniczne pozwalające choć częściowo zniwelować skutki tej niekorzystnej cechy silnika.

Z przodu i tyłu

Większość silników skonstruowana jest w ten sposób, że moment obrotowy napędzający koła jezdne odbierany jest z jednej strony wału korbowego, natomiast z drugiej znajduje się napęd urządzeń pomocniczych. Jest on najczęściej realizowany za pomocą paska klinowego.

Więcej urządzeń

Początkowo w napędzie paskowym nie stosowano żadnych dodatkowych elementów ograniczających drgania skrętne. Rolę tę częściowo spełniał sam pasek klinowy. W miarę rozwoju samochodów zwiększała się jednak liczba i moc urządzeń napędzanych przez paski. Wzrost mocy pobieranej przez te urządzenia wymusił konieczność zwiększenia kąta opasania kół pasowych. Realizowane jest to przez różnorakie kombinacje rolek prowadzących i napinających oraz przez odpowiednie rozmieszczenie kół pasowych.

Paski wielorowkowe

Efektem rozwoju napędów paskowych było też zastąpienie pasków klinowych paskami wielorowkowymi. Paski tego typu mogą przenosić większe momenty i przy dużych kątach opasania, ze względu na swą niewielka wysokość, dużo lepiej „układają” się na kołach o różnych średnicach. Wymagają za to w miarę stałego naprężenia, co z kolei wymusza stosowanie odpowiedniego systemu napinania.

Jednocześnie z uwagi na swój stosunkowo mały przekrój mają niestety tendencję do wpadania w drgania poprzeczne. Skłonność ta pogłębia się wraz z rosnącą długością pasków.  Wymusiło to wprowadzenie rozwiązań pozwalających ograniczyć drgania powstające w układzie napędu paskowego. Do rozwiązań takich należą elastyczne koła pasowe wału korbowego, specjalne konstrukcje napinaczy i sprzęgiełka jednokierunkowe alternatora. Przyjrzyjmy się bliżej temu ostatniemu rozwiązaniu.

Zmienne siły

Zacznijmy od odpowiedzi na pytanie dlaczego to właśnie na alternatorze zdecydowano się umieścić koło pasowe z ukrytym w jego wnętrzu sprzęgiełkiem. Otóż wirnik alternatora (w odróżnieniu np. od wirnika pompy cieczy chłodzącej) jest elementem o dużym momencie bezwładności. W połączeniu ze wspomnianą na początku niejednostajnością biegu silnika skutkuje to dużymi i zmiennymi okresowo siłami działającymi na pasek. Gdy bowiem silnik przyspiesza, to moment bezwładności wirnika się temu przeciwstawia, z kolei gdy zwalnia, to rozpędzony wirnik „ciągnie” do przodu.

Koło pasowe ze sprzęgiełkiem jednokierunkowym tylko z zewnątrz przypomina zwykłe koło pasowe. W jego środku kryje się mechanizm wykonany z wielką precyzją, który musi działać niezawodnie działać. Dlatego zwykle jest ono wytwarzane przez producentów łożysk.
Koło pasowe ze sprzęgiełkiem jednokierunkowym tylko z zewnątrz przypomina zwykłe koło pasowe. W jego środku kryje się mechanizm wykonany z wielką precyzją, który musi działać niezawodnie działać. Dlatego zwykle jest ono wytwarzane przez producentów łożysk.

W jednym kierunku

Zjawisko to można wyeliminować właśnie przez zastosowanie sprzęgiełka jednokierunkowego. Przenosi ono moment obrotowy tylko w kierunku zgodnym z obrotami silnika. W przeciwnym kierunku sprzęgiełko pozwala na swobodny obrót wirnika i dzięki temu w czasie, gdy silnik zwalnia, na pasek nie działają siły pochodzące od bezwładności wirnika.

Niższe obroty

Do coraz częstszego sięgania przez konstruktorów po sprzęgiełko jednokierunkowe przyczyniła się też tendencja do obniżania obrotów biegu jałowego silnika. To właśnie na biegu jałowym pulsacje momentu obrotowego są wszak największe. Nawet wtedy jednak dobrze zaprojektowany napęd paskowy wyposażony w sprzęgiełko pozwala na cichą i pozbawioną drgań pracę, co bezpośrednio przekłada się na komfort jazdy i dużą trwałość całego układu.

Zablokowane lub zniszczone

Aby sprzęgiełko dobrze spełniało powierzone mu zadanie, musi być oczywiście w pełni sprawne. Niestety wielu kierowców często eksploatuje swe samochody nie mając świadomości, że element ten uległ awarii.

Najczęściej spotykanym uszkodzeniem jest całkowite zablokowanie ruchu w kierunku przeciwnym do napędu. Koło pasowe alternatora staje się wtedy sztywnym elementem i nie zupełnie nie tłumi drgań. Często (ale nie zawsze) jest to sygnalizowane nietypowymi odgłosami dochodzącymi z okolic napędu paskowego. Mogą to być stuki czy piszczenie. Aby zdiagnozować taką usterkę najlepiej jest zdjąć pasek i ręcznie rozpędzić wirnik alternatora w kierunku, w jakim normalnie on pracuje. Po zahamowaniu koła wirnik powinien się swobodnie obracać przez pewien czas.

Stosunkowo rzadziej zdarzają się usterki polegające na całkowitym zniszczeniu sprzęgiełka i wynikającym z tego całkowitym brakiem napędu alternatora. Kierowca zostanie o tym poinformowany zaświeceniem się kontrolki sygnalizującej problemy z ładowaniem akumulatora.

Eksploatacja niewskazana

Eksploatacja pojazdu z uszkodzonym sprzęgiełkiem alternatora jest niewskazana, ponieważ poza wspomnianym brakiem ładowania może także doprowadzić do uszkodzenia innych elementów. W szczególności narażone na takie wtórne uszkodzenia są: elastyczne koło pasowe wału korbowego i napinacz paska wieloklinowego. W skrajnym przypadku może dojść do całkowitego zerwania paska i np. wciągnięcia go w układ rozrządu.

Kontrolować regularnie

Ze wszech miar jest więc pożądane. aby co jakiś czas kontrolować stan tego elementu, obowiązkowo i bezzwłocznie należy zaś to uczynić, gdy z okolic napędu paskowego zaczynają dobiegać nietypowe odgłosy. Kontrola taka jest niezbędna również wtedy, gdy awarii uległo koło pasowe lub napinacz, albowiem pierwotna przyczyną takiego zdarzenia może być właśnie niesprawne sprzęgiełko.

Tylko wymiana

Koło alternatora ze sprzegiełkiem jednokierunkowym nie podlega naprawie i w przypadku uszkodzenia należy je wymienić na nowe. Praktyka podpowiada, że najlepiej skorzystać wówczas z produktu pochodzącego od sprawdzonego wytwórcy. Na rynku obecnych jest kilku renomowanych wytwórców, przy czym charakterystyczne, że najczęściej są to firmy specjalizujące się w produkcji łożysk. Do grupy tej należy firma NTN SNR, która poza wysokiej jakości produktem ma dla klientów również precyzyjne katalogi umożliwiające sprawny i łatwy dobór sprzęgiełka dla danego typu pojazdu i alternatora.

Na podstawie materiałów firmy NTN SNR

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz