Hallo Andreas,
der Freilauf eines Generators funktioniert in der Regel immer voll mechanisch. Das Patent darauf hat so weit ich weis die Schäffler Gruppe. Ist sehr einfach aber Genial gelöst.
Quelle:
kfz-tech.de
Diese Abbildung von Kfz-Tech.de stellt das Prinzip hervorragend dar. Der Außenring ist gleichzeitig die eigentliche Riemenscheibe, der Innenring ist über ein Linksgewinde mit dem Generatorrotor verbunden.
Eine Drehung des Außenrings im Uhrzeigersinn nimmt den Innenring mit. Bei einer Drehbewegung (bzw. Bremsmoment) gegen den Uhrzeigersinn erfolgt der "Freilauf" und kaum Drehmoment wird übertragen (nur ein geringes Schleppmoment).
Gründe:
1. Verbrennungsmotoren haben keinen 100%igen linearen Drehzahlverlauf. Am besten kann man das an einem 1-Zylinder 4-Takt Motor erkennen. Der Motor erhöht seine Drehzahl im Arbeitstakt und speichert Energie in der Schwungmasse zwischen. In den folgenden 3 Takten (Ausstoßen, Ansaugen und Verdichten) zehrt der Motor aus diesem Speicher. Dadurch ergibt sich kein linearer Drehzahlverlauf, sondern ein ständiges Beschleunigen und Abbremsen der Drehbewegung. Mit steigender Drehzahl und/oder Zylinderzahl wird der Motorlauf immer gleichförmiger, erreicht aber nie die Laufruhe einer Turbine oder E-Maschine.
2. Wirkt sich vor allem ein schnell schaltendes Doppelkupplungsgetriebe negativ auf die lineare Drehbewegung des Motor aus.
3. Bleiben gerade Dieselmotoren durch das hohe Verdichtungsverhältnis beim Abstellen sehr abrupt stehen und drehen evtl. im letzten Moment sogar ein Stück rückwärts.
4. Ist die Häufigkeit des Motor Abstellens gerade durch Start/Stopsysteme erheblich gestiegen.
Alle Nebenaggregate die direkt vom Motor angetrieben werden, unterliegen den gleichen Drehzahlschwankungen. Je nach bewegter Masse und Drehzahl des Nebenaggregats wird hier auch Bewegungsenergie gespeichert. Im Falle moderner Generatoren ist die rotierende Masse immer größer geworden. Aktuelle Modelle bringen elektrische Leistungen von bis zu 3000 Watt bei einer rotierenden Masse von bis zu 3 Kg bei einem Radius des Rotors von etwa 7cm. Das Übersetzungsverhältnis von Kurbelwelle zu Generator liegt bei etwa 1:2 - 1:6 je nach Anwendung.
Gehen wir mal von einem Verhältnis von 1:4 aus, was auf viele Pkw Diesel zutreffen dürfte. Angenommen der Motor dreht sich mit 4.000 1/min dann dreht der Generator 16.000 1/min. Bei einer homogen verteilten Masse von 3 Kg, steckt schon einige Energie drin (da ich kein Physiker bin, kann das jetzt nicht aus dem Stegreif berechnen, aber mal geschätzt sind das 500-1000Ws). Zum Vergleich 10kg um 1m anzugeben entspricht etwa 100 Ws
Wenn der Motor jetzt durch einen Schaltvorgang rasch um 2000 1/min verzögert wird, muss auch der Generator um eben diesen Faktor abgebremst werden was bedeutet von den 1000Ws müssen 500 abgebaut werden. Diese Bremskraft wirkt fast vollständig auf den Riemen. Dadurch schwingt sich dieser auf und evtl. dreht auch die Riemenscheibe im Riemen durch und es quietscht.
Durch den Einbau eines Freilaufs kann sich der Generator in Drehrichtung weiterhin nahezu frei drehen und hat die Möglichkeit sich selbst langsam zu verzögern, bis Generator und die Riemenscheibe wieder mit der selben Drehzahl laufen.
Diesen "Ausgleichseffekt" nutzt man auch zur Dämpfung der normalen Drehschwingungen während des Motorlaufs, sprich es trägt zu einem ruhiger laufenden Riementrieb bei.
Außerdem kann ein Freilauf Spannungsspitzen durch plötzliche Drehzahländerungen vermeiden. Ein Hinweis auf einen defekten Freilauf können häufige Glühbirnenausfälle sein.
Hallo,
so nun haben wir mal ein Bild aus den tiefen des Motorraums zur Lichtmaschine gemacht.
Anhang anzeigen 208622
Die Lichtmaschine hat keinen Freilauf - oder wie seht ihr das?
Grüße
Ich hatte vorhin leider nur mein Smartfön zur Bildsichtung bei mir. Jetzt auf dem Laptop habe ich erst dein 2. Bild Entdeckt. Es sieht auf diesem aber tatsächlich so aus als wäre kein Freilauf montiert.
Komisch!
Ich könnte mir aber vorstellen, dass dieser "nachrüstbar" ist, auch wenn das nicht so vergessenen ist. Frag doch mal gezielt deinen VW Partner.
Grüße
Jürgen
den Riemen und Spannrolle für die Nebenaggregate gewechselt. Es war dann ca. 1500km
