Normalną pracę rozrusznika zapewnia specjalny mechanizm - napęd rozrusznika (popularnie nazywany „Bendix”), który łączy w sobie sprzęgło jednokierunkowe, przekładnię i widełki napędowe.O tym, czym jest napęd rozrusznika, jakie są jego rodzaje, jak jest zaprojektowany i jak działa, przeczytasz w tym artykule.
Co to jest napęd rozrusznika?
Napęd rozrusznika to mechanizm układu rozruchowego silnika spalinowego, będący łącznikiem pomiędzy rozrusznikiem elektrycznym a kołem zamachowym silnika.Siłownik spełnia dwie funkcje:
• Podłączenie rozrusznika do silnika w celu przeniesienia momentu obrotowego z rozrusznika na koło zamachowe wału korbowego;
• Zabezpieczenie rozrusznika przed przeciążeniem po uruchomieniu silnika.
Kluczowa jest funkcja ochronna napędu rozrusznika.Aby uruchomić jednostkę napędową, konieczne jest, aby jej wał korbowy obracał się z częstotliwością 60-200 obr./min (dla benzyny - mniej, dla silników Diesla - więcej) - dla tej prędkości kątowej zaprojektowano rozrusznik.Jednak po uruchomieniu obroty wzrastają do 700-900 lub więcej, w którym to przypadku moment obrotowy zmienia kierunek, przechodząc z koła zamachowego do rozrusznika.Zwiększona prędkość jest niebezpieczna dla rozrusznika, więc jeśli silnik zostanie pomyślnie uruchomiony, należy odłączyć jego koło zamachowe od rozrusznika - tę funkcję rozwiązuje napęd.
Strukturalnie napęd rozrusznika łączy w sobie trzy mechanizmy:
• Koło zębate napędu koła zamachowego;
• Sprzęgło jednokierunkowe (lub wolnobieg);
• Dźwignia lub widelec napędowy ze smyczą, tuleją lub sprzęgłem siłownika.
Każdy z mechanizmów ma swoje własne funkcje.Dźwignia napędu podłączona do przekaźnika trakcji rozrusznika przenosi napęd na koło zamachowe silnika, zapewniając zazębienie koła zębatego z pierścieniem.Koło zębate przenosi moment obrotowy z rozrusznika na pierścień koła zamachowego.Natomiast sprzęgło jednokierunkowe zapewnia przeniesienie momentu obrotowego z wirnika rozrusznika na bieg w momencie uruchomienia silnika, a po udanym uruchomieniu silnika oddziela napęd od koła zamachowego.
Warto zauważyć, że napęd rozrusznika był popularnie nazywany „Bendix” – to za sprawą francuskiej firmy Bendix.W przeszłości części zamienne tej marki zyskały sławę w naszym kraju, a z czasem nazwa stała się powszechnie znana.Dziś każdy kierowca, słysząc słowo „Bendix”, rozumie, że mówimy o napędzie rozrusznika.
Rodzaje napędów rozruszników
Obecnie stosowane napędy rozruszników dzielą się na typy ze względu na konstrukcję sprzęgła jednokierunkowego i sposób mocowania dźwigni napędu (widełek).
Dźwignię można podłączyć do siłownika na trzy sposoby:
• Przy zastosowaniu złącza z rynną pierścieniową – występy na rogach wideł znajdują się w rynnie;
• Używanie smyczy z dwoma rowkami na występy na rogach widelca;
• Używanie smyczy z dwoma sworzniami (prostokątnymi, cylindrycznymi), na które zakłada się widełki z rogami z otworami o odpowiednim kształcie.
Jednocześnie napędy rozruszników można sprzedawać zarówno z dźwignią, jak i bez niej.
Zgodnie z konstrukcją sprzęgła jednokierunkowego napędy rozruszników dzielą się na dwie duże grupy:
• Ze sprzęgłem jednokierunkowym rolkowym;
• Ze sprzęgłem wyprzedzeniowym zapadkowym.
Obecnie najczęściej stosowane są sprzęgła rolkowe, które mają prostszą konstrukcję, niezawodność i wysoką odporność na negatywne wpływy środowiska i komory silnika (woda, oleje, brud, ekstremalne temperatury itp.).Napędy rozruszników ze sprzęgłem jednokierunkowym zapadkowym są coraz częściej instalowane w samochodach ciężarowych z mocnymi jednostkami napędowymi.Sprzęgła zapadkowe mogą pracować pod dużymi obciążeniami, a jednocześnie mają małe wskaźniki masy i wielkości, a co najważniejsze, zapewniają pełniejsze przerwanie momentu obrotowego.
Budowa i zasada działania napędu rozrusznika ze sprzęgłem jednokierunkowym rolkowym
Podstawą konstrukcji napędu rozrusznika ze sprzęgłem rolkowym wolnobieżnym jest klatka napędowa (zewnętrzna), w której rozciągniętej części wycięte są wnęki o zmiennym przekroju poprzecznym do montażu rolek i ich sprężyn dociskowych.Wewnątrz klatki napędowej zainstalowana jest klatka napędzana połączona z kołem napędowym, które podczas pracy rozrusznika zazębia się z koroną koła zamachowego.Rolki instalowane są w przestrzeni pomiędzy zewnętrzną powierzchnią klatki napędzanej a wnękami klatki napędowej, wsuwają się w wąską część wnęk za pomocą sprężyn (a czasami dodatkowych tłoków).Gubieniu rolek zapobiega podkładka zabezpieczająca, a całość konstrukcji łączona jest ze sobą za pomocą obudowy sprzęgła.
Na trzonku klipsa napędowego znajduje się pierścień do mocowania smyczy, smyczy lub wideł, jest on osadzony swobodnie i opiera się o rozciągniętą część klipsa poprzez sprężynę tłumiącą.Aby zapobiec zsuwaniu się sprzęgła wideł z trzonka zacisku, mocuje się je za pomocą pierścienia ustalającego.Wewnętrzna część zacisku napędowego posiada wypusty, które łączą się z wypustami na wale wirnika rozrusznika lub skrzyni biegów.Za pomocą połączenia wielowypustowego moment obrotowy z wału przenoszony jest na klatkę napędową i cały napęd rozrusznika.
Napęd ze sprzęgłem jednokierunkowym rolkowym działa w następujący sposób.Po włączeniu zapłonu zostaje uruchomiony przekaźnik trakcji rozrusznika, jego zwora ciągnie widelec, który z kolei popycha napęd w stronę koła zamachowego.Aby koło napędowe zazębiło się z kołem zamachowym, jego zęby mają skosy, a pomaga w tym także sprężyna tłumiąca (zmniejsza także siłę uderzeń mechanizmu, zapobiegając uszkodzeniu zębów i innych części).W tym samym czasie uruchamia się rozrusznik, a moment obrotowy z jego wału przenoszony jest na klatkę napędową.Pod działaniem sprężyn rolki w klatce znajdują się w najwęższej części wnęk, dzięki czemu pomiędzy ściankami wnęk, rolkami a zewnętrzną powierzchnią napędzanej klatki występują duże siły tarcia.Siły te zapewniają obrót zacisków napędowych i napędzanych jako całości - w rezultacie moment obrotowy z rozrusznika przenoszony jest na koronę koła zamachowego, a wał korbowy silnika obraca się.
Po pomyślnym uruchomieniu jednostki napędowej prędkość kątowa koła zamachowego wzrasta, a moment obrotowy z niego zaczyna być przenoszony na rozrusznik.Po osiągnięciu określonej prędkości kątowej rolki poruszają się przez wnęki pod działaniem sił odśrodkowych, przechodząc do części rozciągniętej.W wyniku tego ruchu siły tarcia pomiędzy zaciskiem napędowym a zaciskami napędzanymi zmniejszają się, a w pewnym momencie części zostają rozdzielone – przepływ momentu obrotowego zostaje przerwany, a wirnik rozrusznika przestaje się obracać.Jednocześnie rozrusznik zostaje wyłączony, a napęd pod działaniem sprężyny (a także skośne zęby na wale) jest usuwany z koła zamachowego, powracając do pierwotnego położenia.
Obecnie istnieje wiele odmian konstrukcji sprzęgła jednokierunkowego rolkowego, ale wszystkie mają opisaną powyżej zasadę działania.Napęd rozrusznika ze sprzęgłem rolkowym można łatwo rozpoznać po wyglądzie – sprzęgło ma kształt pierścienia o małej szerokości umieszczonego z boku przekładni.
Budowa i zasada działania napędu rozrusznika ze sprzęgłem jednokierunkowym zapadkowym
Podstawą konstrukcji sprzęgła jednokierunkowego zapadkowego jest para utworzona przez napęd i napędzana przez półsprzęgła, na końcach których wykonane są zęby piłokształtne.Półsprzęgło napędowe umieszczone jest na tulei prowadzącej i jest z nią połączone za pomocą gwintu taśmowego, a wewnątrz tulei znajdują się proste wypusty umożliwiające połączenie z wałem rozrusznika.Po przeciwnej stronie, również na tulei, ale tylko bez połączenia sztywnego, znajduje się półsprzęgło napędzane, wykonane razem z kołem napędowym.Zęby piły wykonane są również na końcu sprzęgła napędzanego, które może zazębiać się z zębami półsprzęgła napędowego.
Pod połówkami sprzęgła znajduje się mechanizm blokujący składający się z pierścienia ze stożkowym rowkiem połączonego z połówką napędową oraz krakersów posiadających połączenie sworzniowe z połówką napędzaną.W pozycji niepracującej pierścień dociska bułkę tartą do rękawa.Od góry połówki sprzęgła zamknięte są korpusem w postaci otwartej szyby, po jej otwartej stronie znajduje się pierścień zabezpieczający, który zapobiega zsuwaniu się napędzanej połówki sprzęgła z tulei.
Napęd ze sprzęgłem jednokierunkowym zapadkowym działa w następujący sposób.Po włączeniu zapłonu, podobnie jak w poprzednim przypadku, napęd jest przenoszony na koło zamachowe, a bieg zazębia się z koroną.W tym przypadku pojawia się siła osiowa, w wyniku której zazębiają się obie połówki sprzęgła - obrót z rozrusznika przenoszony jest na przekładnię i koło zamachowe.Po uruchomieniu silnika przepływ momentu obrotowego zmienia kierunek, napędzana połowa sprzęgła zaczyna obracać się szybciej niż wiodąca.Jednak przy obrotach wstecznych zazębienie zębów sprzęgła nie jest już możliwe – ze względu na obecność skosów zęby ślizgają się po sobie, a półsprzęgło napędowe odsuwa się od napędzanego.Jednocześnie pierścień ze stożkowym rowkiem, który dociska bułkę tartą mechanizmu blokującego, zostaje odepchnięty, a krakersy unoszą się wzdłuż kołków pod działaniem sił odśrodkowych.Po osiągnięciu najwyższego punktu krakersy dociskają się do pierścienia, mocując połówki sprzęgła w pewnej odległości od siebie - w rezultacie przepływ momentu obrotowego zostaje przerwany.Po wyłączeniu rozrusznika napędzane sprzęgło przestaje się obracać w połowie, krakersy zsuwają się, usuwając blokadę, a napęd powraca do pierwotnego położenia.
Napęd rozrusznika ze sprzęgłem jednokierunkowym zapadkowym jest łatwo rozpoznawalny po wyglądzie - ma kształt szkła, wewnątrz którego znajdują się połówki sprzęgła.Takie mechanizmy są obecnie stosowane w ciężarówkach MAZ, Ural, KamAZ i niektórych innych.
Czas publikacji: 22 sierpnia 2023 r