Voordat vrijloopkoppelingen werden toegevoegd aan het ontwerp van de alternatorpoelie, hadden alternatoren een veel lager vermogen. Een vermogen van 60 A was al veel. Tegenwoordig, met meer elektronica in de auto, is 60 A minder dan een minimale alternatorcapaciteit. Daarom moesten alternatorvrijlooppoelies worden geïntroduceerd om de riem te beschermen tegen voortijdige slijtage door slippen. Hieronder leggen we uit hoe dat precies in zijn werk gaat.
Levensduur van de hulpaandrijfriem
Torsietrillingen zijn onvermijdelijk wanneer de heen-en-weerbeweging van de zuigers van een verbrandingsmotor wordt omgezet in rotatie van de krukas. Bovendien verandert de rotatiefrequentie voortdurend, afhankelijk van de bedrijfsmodi van de motor en van het starten en stoppen van de motor. De ongelijkmatigheid van de krachten als gevolg van deze twee factoren verkort de levensduur van de aandrijfriem. Bovendien hebben de eenheden die door de riem worden aangedreven hun eigen inertie. Daardoor kunnen ze hun rotatie niet onmiddellijk synchroniseren met de rotatie van de krukasschijf, wat extra belasting veroorzaakt. Bij elke riemsnelheidsvariatie zorgt de geringste slip ervoor dat de riem slijt.
Met name bij moderne auto's met veel boordapparatuur die stroom verbruikt, wordt het probleem nog groter, omdat de vereiste generator daarom erg groot is en de rotor een aanzienlijke inertie heeft. Deze combinatie leidt tot de volgende verschijnselen:
- hoge riembelasting, zowel bij het starten van de motor als wanneer het toerental wordt verhoogd;
- ongelijkmatige bewegingen en zelfs slippen van de riem op de alternatorpoelie.
Deze verschijnselen versnellen duidelijk de slijtage van zowel de aandrijfriem als de andere aandrijfcomponenten.
De alternatorvrijlooppoelie
Om deze problemen tot een minimum te beperken, hebben ingenieurs een vrijloopkoppeling ontwikkeld en ingebouwd in het ontwerp van de alternatorvrijlooppoelie (OAP, overrunning alternator pulley). Hierdoor kan de rotor van de alternator vrij draaien wanneer de motor vertraagt of stopt. Iedereen die ooit met de fiets heeft gereden, kent dit effect. Wanneer u stopt met trappen, blokkeert het achterwiel niet, maar blijft het vrij draaien dankzij een vergelijkbaar mechanisme in de achteras.
Laten we eens kijken naar de meest voorkomende variant van dit vrijloopmechanisme. Om het eenvoudig te houden, kunnen we het ontwerp van de vrijlooppoelie van een alternator voorstellen in de vorm van twee ringen: een binnen- en een buitenring. De binnenring is bevestigd aan de alternatoras. De buitenring zit niet vast aan de alternatoras, maar grijpt in de aandrijfriem. Tussen de twee delen, in speciale uitsparingen in de binnenring, bevinden zich rollen. De uitsparingen hebben een onregelmatig profiel. Als de snelheid van de buitenring hoger is dan die van de binnenring, draaien de rollen naar buiten naar waar hun sleuven minder diep zijn en komen ze vast te zitten tussen de twee ringen. Hierdoor grijpen de twee ringen in elkaar, waardoor het draaimoment van de riem wordt overgebracht op de rotoras van de generator. Wanneer de motor vertraagt en de rotor door zijn inertie sneller gaat draaien dan de motor, keren de rollen terug naar de diepere delen van hun sleuven. Op dat moment worden ze niet meer tussen de twee ringen geklemd, zodat de binnenring vrij kan draaien, omdat de rollen gewoon tegen de buitenring draaien, waardoor de slip van de riem wordt verminderd.
Vrijloopmechanisme in een alternatorpoelie
- Binnenring
- Rol
- Buitenring
De alternatorvrijloopontkoppelpoelie
Wanneer de motor start en het toerental sterk stijgt, kan een andere variant van een dergelijke koppeling ter hulp komen, namelijk de alternatorvrijloopontkoppelpoelie (OAD, overrunning alternator decoupler). Deze beschikt over alle hierboven beschreven eigenschappen, maar ook over een veer of elastomeerdemper. Bij een conventionele vrijloopkoppeling kan de binnenring alleen in de voorwaartse richting vrij tegen de buitenring draaien. Door de aanwezigheid van een extra demper kan de binnenring enigszins vrij in de tegenovergestelde richting draaien. Hierdoor kan de snelheid van de alternator/generator worden gesynchroniseerd met die van de riem tijdens het opstarten en in geval van plotselinge verhogingen van het motortoerental.
Vrijloopkoppelingen vervangen
Met al hun levensduurverlengende eigenschappen voor de hulpaandrijvingscomponenten, zijn vrijloopkoppelingen zelf ook onderhevig aan natuurlijke slijtage en moeten ze van tijd tot tijd worden vervangen. De levensduur van het vrijlooppoelie is natuurlijk afhankelijk van de gebruiksomstandigheden, maar na 100.000 kilometer neemt de kans op storingen aanzienlijk toe. Als de tekenen van een slecht werkende vrijloopkoppeling worden gemist tijdens regelmatig onderhoud of regelmatige diagnoses, zal dit leiden tot voortijdig falen van de riem en andere eenheden die hij moet beschermen. Daarom hebben we verschillende symptomen van dergelijke storingen en geschikte diagnostische methoden voor alternatorvrijlooppoelies en alternatorvrijloopontkoppelpoelies beschreven in het relevante deel van het GatesTechZone-portaal.
Tegenwoordig worden steeds meer auto's uitgerust met alternatorvrijlooppoelies. Het is uiterst belangrijk om te weten dat de verschillende soorten poelies niet onderling verwisselbaar zijn. Voor elk model moet het overeenstemmende product uit de catalogus worden geselecteerd. En daarbij komt onze online catalogus GatesAutoCat van pas.