Camgora.ru

Автомобильный журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Маховики и смысл их существования

Маховики и смысл их существования

У большинства современных иномарок с «механикой» между мотором и сцеплением стоит двухмассовый маховик. Разберемся в особенностях этого недешевого узла, способного доставить немало проблем автовладельцу в случае поломки

Если к концу 20 столетия автопромышленность Западной Европы только начинала внедрять в конструкцию некоторых автомобилей двухмассовые маховики (ДММ), то сейчас уже более 70 % выпускаемых европейских автомобилей с механической коробкой передач оснащаются этим узлом. Смысл внедрения сложного и весьма дорогостоящего механизма, вопреки расхожему мнению, вполне обоснован. Главной целью при создании ДММ была защита трансмиссии от генерируемых маховой массой двигателя крутильных колебаний, противостоять которым демпфер крутильных колебаний, расположенный на ведомом диске сцепления, в полной мере уже не мог.

Для этого было много причин: рост мощностей и крутящих моментов современных двигателей, повышение требования к комфорту при запуске мотора, переключении передач и ускорении, снижение износа синхронизаторов КП, снижение общей вибронагруженности в салоне и т. д. На все это, помимо конструкции прочих элементов автомобиля, влияли демпфер крутильных колебаний и максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы. И если демпфер диска сцепления позволял отклоняться лишь на 30 градусов относительно положения покоя, то ДММ расширил предел этого значения до 100 градусов в каждом направлении.

Первым производителем в Европе, которому удалось создать и начать крупносерийное производство двухмассовых маховиков, в которых был реализован этот физический принцип стала фирма LuK. Так, одна часть маховика по-прежнему была жестко связана с коленчатым валом двигателя, в то время как другая повышала момент инерции коробки передач. Обе массы при этом связаны демпфирующей системой пружин, которых в свою очередь лишился диск сцепления. Но помимо многочисленных достоинств данный узел до сих пор имеет ряд недостатков, главные из которых — повышенные требования к эксплуатации, дороговизна узла и высокие требования к сервису при его замене. Эта специфика вызывает немало вопросов у автовладельцев. Мы ответим на самые волнующие из них.

Каковы отличия в ресурсе маховика на разных автомобилях и в разных условиях эксплуатации? Есть ли примеры максимального срока службы узла?

В первую очередь, на ресурс влияет тип двигателя — дизельный или бензиновый, т.к. значения крутящего момента у них значительно расходятся. По опыту, на дизельных двигателях применяют более массивные конструкции, которые рассчитываются на повышенные нагрузки в режиме малых оборотов коленчатого вала.

Второй фактор — это как раз эксплуатация. Так, например, в режиме маршрутного такси ресурс естественно снижается: здесь приходится говорить о необходимости менять двухмассовый маховик одновременно со сцеплением. С другой стороны, в режиме пригорода пробег до выхода из строя может достигать и 700 000 км, как это было с некоторыми VW Caddy 1.9 TDI.

Повысился ли ресурс маховиков за последние 10 лет?

К сожалению, в современных тенденциях снижения массы и габаритов силовых агрегатов и трансмиссии нет места для увеличения ресурса данных узлов, и мы вынуждены констатировать, что чем современнее и экологичнее автомобиль, тем меньше ресурс всех силовых агрегатов. Производители маховиков не в силах влиять на всю конструкцию автомобиля и техническое задание к нему как к конечному продукту — ресурс автокомпонентов задают сами автопроизводители, поэтому вопрос больше к ним.

Как диагностировать поломку, и чем чревато ее несвоевременное устранение?

Практика общения с сервисными станциями показывает, что в странах бывшего СНГ предпочитают ездить «до конца», не пытаясь предотвратить проблемы заранее. Поэтому, как правило, вся диагностика сводится к констатации факта — маховик разрушен. Тем не менее существуют официальные методы диагностики, в частности — комплект специального инструмента , который позволяет при замене сцепления, например, промерить контрольные параметры маховика, чтобы предупредить клиента о надвигающейся проблеме в трансмиссии. Последствия пренебрежения грозят как минимум дискомфортом при езде, как максимум — выходом из строя узла сцепления и повреждением сопрягаемых деталей.

Каковы основные рекомендации по продлению службы маховика?

Первая рекомендация для дизельного двигателя — удерживать во время езды рабочие обороты двигателя и не эксплуатировать автомобиль в зоне низких оборотов. Исключить буксирование транспортных средств совокупного веса на гибкой сцепке, равно как и запуск автомобиля «с веревки». Для любых автомобилей есть общая рекомендация: запуск двигателя производить только с выжатой педалью сцепления, глушение двигателя — аналогично. Также cледует во время ежегодного ТО контролировать стартовые характеристики АКБ, т.к. это напрямую влияет на вращение маховика во время запуска.

Из-за дороговизны узла многие предпочитают устанавливать комплект сцепления с одномассовым маховиком. Чем это чревато?

Отвечу на вопрос вопросом: что будет, если поставить вместо амортизатора подвески просто металлическую трубу-имитатор? Жестковато, но, как многие говорят, «ездить же можно…»

В последнее время стали появляться сервисы, занимающиеся ремонтом двухмассовых маховиков. Что вы об этом думаете?

Такие сервисы и к нам постоянно обращаются с просьбой продать им все необходимые детали в виде отдельных опорных подшипников и дуговых пружин. Также открытым остается вопрос с дуговыми пружинами, которые в процессе восстановления ставятся оригинальные (при их наличии и наличии необходимого оборудования), их испытания, под конкретную модель автомобиля проходят также в заводских условиях ,если конечно такое оборудование имеется у данного сервиса поэтому лучше уточнять есть ли оборудование для проведения всех регламентных работ и детали, наличие чего крайне маловероятно в условиях обычного автосервиса. Для этого нужна научно-исследовательская база. Поэтому если у сервиса есть все необходимое оборудование, то вполне возможен и ремонт данного агрегата .

Будут ли глобальные перемены в конструкции двухмассового маховика в ближайшем будущем?

Такие перемены уже наступили: активно внедряются маятниковые гасители крутильных колебаний внутри классической конструкции маховика, происходит «модулизация» узлов сцепления. Но это отдельная тема для обсуждения.

Со времени создания первого двигателя прошло много десятилетий, но функциональная составляющая маховика оставалась неизменной вплоть до конца двадцатого века.

Этот увесистый, чаще всего чугунный диск, обеспечивал равномерное вращение коленчатого вала и аккумулировал кинетическую энергию на такте рабочего хода, преобразуя её во вращательную на «подготовительных» тактах, а также выводил поршни из мертвых точек. Двухмассовые маховики (ДММ) появились в начале 21 века в результате работы пытливых умов над проблемой гашения колебаний в двигателе, при переключении передач, резких ускорениях и прочего.

Раньше с этой проблемой справлялись при помощи демпфера крутильных колебаний, расположенного на ведомом диске сцепления, но наиболее эффективным решением гашения колебаний стал ДММ. Дело в том, что демпферы, располагающиеся в ведомом диске сцепления, с ростом мощностей и крутящих моментов современных двигателей, перестали справляться со своими функциями в должном объёме.

Максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы, составлял 10-12 градусов (в одну и другую сторону), в то время как ДММ позволяет расширить предел этого значения до 120 градусов (по 60 градусов на каждую сторону), без использования какого-либо демпфера в сцеплении.

Контакты

Общий , бесплатный звонок по России
8 (800) 70-70-642

Что такое двухмассовый маховик и как он работает

Не следует путать с Моховик.


Маховик Маховик со сферическими грузами, построенный по чертежам Леонардо да Винчи.
Кадр из видео.
Маховик

(
маховое колесо
) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента как это используется на космических аппаратах.

Использование

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также используется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии и для рекуперативного торможения.

Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма. Такие как гончарный круг, массивные колеса водяной мельницы или массивные зубчатые колеса.

Помимо энергии, вращающийся маховик (как и любое вращающееся тело) обладает ещё и моментом импульса, с чем связано наблюдение гироскопического эффекта, заключающегося в прецессии оси вращения вокруг своего первоначального направления при появлении внешней силы, не совпадающей с направлением оси вращения.

Первым примером использования гироскопического эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок» («йо-йо»).

Одним из первых применений гироскопического эффекта стал переход от стрельбы круглыми ядрами к продолговатым снарядам, вращение которых позволило сохранять их ориентацию в пространстве, а продолговатая форма — значительно увеличить их массу (болванка) или же разрывной заряд.

Маховиком является и ротор гироскопа, используемого в гирокомпасах и вообще в гироскопических устройствах ориентации в пространстве, в частности торпед (прибор Обри), ракет и космических аппаратов. Наиболее привычные примеры маховика — велосипедное колесо или вращающийся диск электро-проигрывателя виниловых пластинок.

Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в успокоителях качки корабля.

В повседневной жизни маховик наиболее часто применяется на автомобилях: любой поршневой двигатель снабжён маховиком, часто совмещающим функции как часть сцепления и системы пуска (маховики снабжают зубчатым венцом для передачи момента от стартера). Кроме вывода кривошипного механизма из мёртвой точки, маховик в двигателе снижает неравномерность вращения до приемлемой, что увеличивает ресурс трансмиссии (оставшаяся часть неравномерности гасится пружинами диска сцепления или муфтой АКПП, затем торовыми резиновыми и вискомуфтами).

Разновидности маховиков

Как уже говорилось, в старых автомобилях маховик был выполнен из чугунного диска, на торец которого напрессовывался зубчатый венец. С развитием автомобильной промышленности и увеличением мощностных характеристик силовых агрегатов были разработаны новые маховики, отличающиеся друг от друга эффективностью.

Из всех видов различают три:

  • Одномассовые;
  • Двухмассовые;
  • Облегченные.

Одномассовые маховики

Большинство двигателей внутреннего сгорания оснащены именно такой модификацией маховиков. В основном такие детали изготавливаются из чугуна или стали. На месте крепления к хвостовику коленвала имеется большое отверстие, а на корпусе вокруг него сделаны монтажные отверстия для крепежных болтов. С их помощью деталь прочно фиксируется на фланце возле коренного подшипника.

С внешней стороны сделана площадка для контакта ведущего диска сцепления (фрикционная поверхность). Венец на торце детали используется только в случае старта двигателя.

В процессе изготовления на заводе такие диски балансируются, чтобы исключить дополнительные вибрации в процессе работы механизма. Баланс достигается благодаря удалению части металла с поверхности детали (чаще всего в ней высверливается соответствующее отверстие).

Двухмассовые маховики

Двухмассовый или демпферный маховик устроен более сложно. Каждый производитель старается улучшить эффективность таких модификаций, из-за чего конструкция разных моделей может отличаться. Основными элементами в таких механизмах являются:

  • Ведомый диск. На нем закреплен зубчатый венец.
  • Ведущий диск. Он закреплен на фланце коленвала.
  • Гасители крутильных колебаний. Они расположены между двумя дисками и выполнены в форме стальных пружин разной жесткости.
  • Шестерни. Эти элементы устанавливаются в более сложных маховиках. Они выполняют функцию планетарных передач.

Такие модификации значительно дороже классических сплошных маховиков. Тем не менее, они облегчают работу трансмиссии (обеспечивают максимальную плавность) и предотвращают ее износ из-за толчков и колебаний во время движения автомобиля.

Облегченные маховики

Облегченный маховик это разновидность одномассового аналога. Единственным отличием этих деталей является их форма. Для снижения массы на заводе убирается часть металла с основной поверхности диска.

Такие маховики используют для тюнинга машин. Благодаря меньшему весу диска мотору легче выйти на максимальные обороты. Однако такая модернизация всегда производится вместе с другими манипуляциями с мотором и трансмиссией.

В обычных условиях подобные элементы не устанавливаются, так как они немного дестабилизируют работу мотора. На повышенных оборотах это не так ощутимо, а вот на низких могут возникнуть серьезные проблемы и неудобства.

Физика

Кинетическая энергия вращения, накопленная во вращающемся теле (маховике), может быть рассчитана по формуле:


Маховик фабричной стационарной паровой машины E = 1 2 I ω 2 <2>>Iomega ^<2>>

  • I — момент инерции массы относительно оси вращения маховика
  • ω (омега)
    — угловая скорость в радианах в секунду

Для простых форм маховика известны конечные выражения момента инерции

  • Для полого цилиндра I = 1 2 m ( r 2 + r o 2 ) <2>>m(r^<2>+r_^<2>)> где m — масса полого цилиндра; r — его радиус; r o > — внутренний радиус цилиндра
  • Для тонкостенного цилиндра I = m r 2 >
  • Для сплошного цилиндра I = 1 2 m r 2 <2>>mr^<2>>

Заменив в формуле для полого цилиндра угловую скорость ω на частоту вращения f по формуле

История

Эффект маховика использовался с древнейших времен. Например в гончарном круге, ветряных мельницах. Вероятно, одним из древнейших примеров использования маховика стала археологическая находка из Междуречья (в районе города ) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.[1]


Маховик со старой фабрики

Согласно американскому медиевисту Линну Уайту немецкий монах Теофил упоминает в своём трактате «О различных искусствах» несколько машин, в которых применяется маховик.[2]

Во время промышленной революции, Джеймс Уатт применил маховик в паровой машине для выравнивания движения и преодоления мертвых положений поршня[3], и его современник Джеймс Пикард использовал маховик в сочетании с кривошипно-шатунным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное[4].

В 20-30-х годах XX века советский изобретатель А. Г. Уфимцев впервые в мире[5] применил инерционный аккумулятор на первой в России ветроэлектростанции, построенной им в г. Курске.

Использование маховика в качестве аккумулятора энергии ограничивается тем, что при превышении допустимой окружной скорости происходит разрыв маховика приводящий к большим разрушениям. Это вынуждает создавать маховики с очень большим запасом прочности, что приводит к снижению их эффективности.

Следствием этого является малая (по сравнению с другими видами аккумуляторов) удельная энергоёмкость.

Пример

Предельное значение угловой скорости маховика ω определяется прочностью материала маховика на разрыв. Нетрудно показать, что для маховика в форме вращающегося диска 1 2 I ω 2 = V 4 S m a x <2>>Iomega ^<2>=<4>>S_> , где S m a x > — предел прочности материала маховика на разрыв (сила разрыва на единицу площади), V — объём диска. Для плавленого кварца S m a x = 3 × 10 9 =3times 10^<9>> Н/м2. Энергоемкость маховика из плавленого кварца объёмом 0 , 1 м3 и весом 200 кг будет равна энергоемкости 13 л бензина[6].

Что такое маховик и какова его роль?

Маховик, как правило, представляет собой диск из тяжелого металла диаметром от 12 до 15 дюймов, снаружи которого находится металлическая зубчатая коронка. Он установлен на коленчатом валу двигателя и расположен внутри. Таким образом, маховик конструктивно соединен непосредственно с двигателем, сцеплением и коробкой передач.

Функций, выполняемых маховиком, несколько:

Помогает запустить двигатель Когда вы садитесь в машину и поворачиваете ключ зажигания, с маховиком включается небольшая шестеренка, которая называется «Бендикс», и поворачивает ее. Он в свою очередь вращает коленчатый вал, который начинает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. Как только двигатель внутреннего сгорания запускается, Bendix «вынимается» и позволяет маховику вращаться плавно.

Нормализует обороты двигателя После запуска двигателя коленчатый вал преобразует движение поршней вверх-вниз во вращательное движение. Однако это движение является колебательным, так как мощность вырабатывается только 2 или 4 раза (в зависимости от того, цилиндры четыре или восемь) за один оборот двигателя. Для поддержания постоянной скорости вращения коленчатого вала при каждом движении поршней масса маховика используется по инерции.

Уменьшает вибрацию двигателя Поскольку поршни смещены относительно центра коленчатого вала, двигатель сильно вибрирует, потому что каждый поршень движется под разным углом. Большая масса маховика подавляет это движение и помогает как стабилизировать и сбалансировать двигатель, так и снизить вибрацию во всем автомобиле.

Уменьшает износ компонентов Стабилизируя вибрации и сглаживая частоту вращения двигателя, маховик ограничивает износ других важных компонентов привода.

Супермаховик

Основная статья: Супермаховик

В мае 1964 года Н. В. Гулия подал заявку на изобретение супермаховика — энергоёмкого и разрывобезопасного маховика. В отличие от классического монолитного маховика, супермаховик намотан из тонкой ленты, проволоки или синтетических волокон, которые обладают значительно большей удельной прочностью, чем монолитная деталь (отливка или поковка), поэтому энергоемкость такого маховика значительно выше (по утверждению изобретателя, до 1,8 МДж/кг). Кроме того, в случае разрыва супермаховика не образуется крупных осколков: концы разорванной ленты или волокон начинают тормозиться о кожух, и маховик постепенно останавливается.

Двухмассовый маховик

В современных двигателях применяются двухмассовые маховики. Они выполняют те же функции, что и обычные маховики. Но гашение колебаний намного эффективнее. У них помимо массы, действуют специальные пружины и планетарный механизм. То есть гашение колебаний осуществляется тремя элементами: массой, пружинами и планетарный передачей.


Двухмассовый маховик (ДММ)

Главный корпус маховика насажен на коленвал двигателя. Вспомогательный корпус соединяется с главным при помощи подшипников скольжения: осевого и радиального. Это позволяет перемещаться корпусам относительно друг друга в определенном зазоре. Корончатая шестерня свободно смещается относительно главного и вспомогательного корпуса механизма.

Корончатая шестерня находится в зацеплении с шестеренками, расположенными на вторичном диске. Вместе они образуют планетарную передачу, которая участвует в гашении крутильных колебаний.

Пружины двух видов: жесткие и мягкие. Это позволяет гасить колебания разных частот. Мягкие пружины сдерживают колебания низкой частоты. Жесткие – высокой частоты. Для долговечности пружин, они помещены в смазку. Чтобы смазка не вытекала, в наличии стальной кожух.

Ползун и упор пружин служат для их фиксации относительно дисков.

Что такое маховик?

Новый вопрос от читателя нашего АВТО БЛОГА.

«Добрый день Сергей, сразу хочу сказать вам спасибо, за ваш сайт, для просто то что нужно, иногда такие вопросы рассказываете, ответ на которые не могу найти нигде. Меня зовут Аркадий я недавно купил автомобиль, подержанный нашего автопрома, ВАЗ 2114, наверное, нужно было бы побольше денег накопить, и взять нормальное авто. Тот же Логан хотя бы. Как взял сразу начались проблемы, то одно сломается, то другое сейчас все и не упомнить. Но вот последняя поломка с которой у меня к вам и вопрос. Пару дней назад автомобиль перестал заводиться, поворачиваю ключ, а из-за под капота металлический хруст и тишина, мой ВАЗ 2114, не заводится. Перепугался страшно, думал все что то с двигателем не то. Оттащил машину на сервис, сегодня позвонили и сказали, что это маховик накрылся и что двигатель тут не причем. А вот что такое маховик и для чего он служит, я понятие не имею, не разводят ли меня на станции? Может, поменяют, что то другое, а мне лапшу на уши вешают? Не подскажите в этом вопросе?»

Что же Аркадий, постараюсь вам помочь, читайте дальше …

Итак, маховик – это большое вращающееся колесо, накопитель кинетической энергии. Это если по научному. Применяются не только в автомобилестроении, но и в других видах промышленности. Самые ранние применения это ветряная мельница и гончарный круг.

Но вам же интересно применительно к автомобилю. Буду объяснять простым языком, для профессионалов эта информация будет не интересна. Маховик автомобиля находится на одной стороне колен.вала (коленчатого вала) двигателя, крепится он очень прочно, несколькими болтами. Представляет из себя, большой, дискообразный круг, с «венцом» сверху. «Венец маховика», это зубчатое колесо, которое одевается на маховик в разогретом состоянии, после того как венец маховика остынет, две детали становятся практически не разъемные. То есть маховик становится похож на одну большую шестерню.

Металл маховика очень прочный, но не ломкий, способен выдержать большие нагрузки. Предназначений у маховика два.

Первое. После того как вы сели в автомобиль и повернули ключ зажигания, стартер начинает своей малой шестерней раскручивать большую шестерню маховика. Маховик присоединен к колен.валу, который заставляет поршни двигаться. Поршни начинают сдавливать топливо, подается искра и автомобиль заводится. То есть является очень важной частью при пуске двигателя. Без него приходилось бы крутить двигатель вручную как раньше, «кривым стартером», как называли его водители прошлого века, загнутый ключ который вставлялся в двигатель и выполнял функцию маховика. Но это еще не все функции.

Второе. Маховик — призван бороться с сторонней энергией двигателя, то есть он гасит колебания двигателя, которые пошли бы в кузов. Благодаря такой функции, наш с вами двигатель работает ровно, без детонации (колебания двигателя). Вообще то колебания двигателя есть, но они не такие мощные. А двигатели некоторых иномарок вообще не слышно. Можно понять, что он работает только по приборам, по тахометру, например. Это говорит о очень хорошей сбалансированности двигателя и маховик играет здесь не последнюю роль.

Вот в принципе и все. И последнее на СТО вас не обманывают, такой хруст и скрежет из под вашего капота, разносится именно из-за маховика. Стартер пытается зайти в зацепление с «венцом», а там либо сломаны зубы, либо они вообще сточились. Стачиваются зубы маховика, из-за некачественной закалки или металла. Так что не бойтесь, вас мастера не обманывают. Надеюсь, я вам ответил, читайте наш АВТОБЛОГ

(12 голосов, средний: 5,00 из 5)

Маховик сцепления

Все знают, что сцепление является важной частью автомобиля. Его назначение — это передача крутящего момента коробке передач. Устройство маховика сцепления не является особо сложным. Эта важнейшая деталь двигателя, решающая достаточно сложные задачи. Эта деталь располагается между двигателем и трансмиссией.

Маховик (ведущий диск) осуществляет несколько разных функций:

  • Выполняет запуск двигателя со стартера;
  • Обеспечивает равномерное вращение коленвала;
  • Через него крутящий момент передается коробке передач.

Вдоль окружности маховика расположены особые зубья. С ними при запуске сцепляется с обгонной муфтой стартера (бендикс). После поворота ключа зажигания начинает вращаться электромотор стартера. Бендикс соединяется с маховиком, который с корзиной сцепления установлен на коленвале двигателя. От работоспособности и технического состояния перечисленных частей зависит, способен ли автомобиль двигаться. Обычно все неисправности описываемого механизма имеют ярко выраженные признаки, которые замечают даже малоопытные автолюбители.

Маховик сцепления аватомобиля

  1. Принцип функционирования
  2. Устройство
  3. Типы маховиков
  4. Двухмассовый маховик
  5. Особенности устройства
  6. Причины неисправностей

Принцип функционирования

Маховик работает по принципу игрушечного волчка. Они аналогично начинают раскручиваться:

  • Волчек — от руки;
  • Автодеталь — из-за вращения коленвала.

Волчок крутится, пока не закончится полученная энергия. Маховик приобретенную энергию передает обратно, вращая коленвал.

Устройство

Маховик — это диск, диаметр которого варьируется с 30 см до 40 см. С торца он имеет зубья, благодаря чему он способен сцепляться с валом стартера и раскручивать коленвал при пуске двигателя. Деталь располагается на конце коленвала двигателя, его вторая сторона крепится болтами к корзине сцепления.

По конструкции маховики делятся на 3 группы:

  • Сплошные;
  • Облегченные;
  • Двухмассовые.

Типы маховиков

Сплошной выполняется как чугунный диск со стальными зубьями по внешней поверхности. В автомобилях он устанавливается чаще всего.

Облегченными маховиками оснащаются тюнинговые автомобили и модели с автоматической коробкой передач. Основным его достоинством является сниженный вес. Масса маховика перераспределяется по диску, поэтому он получается легче где-то на 1.5 кг. Уменьшается инерция, отдача двигателя повышается до 5%. Этот вид устройства конструктивно упрощен. Его назначение — быть шестерней, которую вращает бендикс стартера при запуске.

Широко распространен двухмассовый (демпферный) маховик. Он гасит вибрации, борется с крутильными колебаниями коленвала, снижает шумы, уменьшает износ синхронизаторов, защищает трансмиссию от перегрузки, а также упрощает переключение передач. Этот тип устройства имеет не такую легкую конструкцию, как простые маховики. Поэтому отдельные производители не ставят их на свои модели.

Двухмассовый маховик

Стремительное развитие автомобилестроения привело к тому, что:

  • Устанавливаются более мощные двигатели;
  • Повышаются требования к комфорту для водителей и пассажиров;
  • Уменьшается вес кузова автомобилей;
  • Выполняется аэродинамическая оптимизация;
  • Новые коробки передач стали использовать значительно более жидкие масла.

Проектирование двухмассового маховика проводилось с целью создания устройства, которое было бы способно максимально гасить крутильные колебания, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Встроенная пружинно-демпферная система двухмассового маховика почти полностью поглощает их. Такая конструкция устройства занимается меньше места.

Особенности устройства

Конструктивно двухмассовый маховик имеет два корпуса:

  • Один, на который установлен венец стартера, соединяется с коленчатым валом;
  • На второй установлен узел сцепления.

Корпусы соединены между собой упорным и радиальным подшипниками скольжения. Они могут вращаться на оси независимо друг от друга. Между корпусами расположена пружинная демпфирующая система. Внутреннее пространство маховика заполнено консистентной смазкой. Она обеспечивает безукоризненное функционирование пакетов пружин, проложенных пластиковыми сепараторами (предотвращают блокировку пружинок).

Двухмассовый маховик сцепления

Двухмассовому маховику характерен ступенчатый принцип функционирования пружинных пакетов:

  • Назначение мягких — создавать условия для безукоризненного запуска (выключения);
  • Жесткие обеспечивают оптимальное демпфирование крутильных колебаний при езде.

Причины неисправностей

Чтобы обеспечить надежную и долговечную работу маховика, не рекомендуется:

  • Перегружать автомобиль;
  • Ездить с не выключенным сцеплением;
  • Резко бросать педаль сцепления;
  • Трогаться на повышенной передаче;
  • Часто выполнять сложные маневры.

Сцепление также должно быть правильно отрегулировано. Пробуксовка дисков ведет к повышенному износу фрикционных накладок. Когда сцепление не выключается полностью (ведет), то появляется хруст при включении скоростей. Позже выходит из строя коробка передач. Чтобы избежать лишних проблем и непредвиденных затрат, следует аккуратно водить автомобиль.

Зубья бендикса и маховика изнашиваются со временем. О такой неисправности говорит шум при запуске стартера. После его снятия можно рассмотреть зубья венца.

Перед заменой детали необходимо:

  • Снять КПП;
  • Убрать корзину.

Появилась возможность открутить болты крепления маховика. Снятую деталь рекомендуется продефектовать. Часто фрикционные диски реально заменить самостоятельно.

Надежная конструкция двухмассового маховика сцепления гарантирует его долговечность в нормальных эксплуатационных условиях. Но, выполняя замену сцепления, рекомендуется обязательно внимательно оценивать состояние двухмассового маховика.

Для выполнения тщательного тестирования необходим специальный инструмент. Визуальный осмотр детали позволяет лишь констатировать первоначальные признаки серьезных повреждений:

  • Утечка смазки;
  • Царапины;
  • Величина радиального зазора подшипника;
  • Свободный ход.

Маховик двигателя

Маховик – это элемент нескольких систем силового агрегата, поскольку он используется для выполнения разных задач. Что такое маховик и для чего он нужен в автомобиле? Рекомендуем внимательно изучить эту статью.

Маховик двигателя обеспечивает:

  • Уменьшение неравномерности вращения коленвала (маховик представляет собой составляющую конструкции кривошипно-шатунного механизма).
  • Передачу крутящего момента от стартера на коленвал (в данном случае маховик выступает ведомой шестерней редуктора системы запуска).
  • Передачу тяги от силового агрегата к трансмиссии (маховик используется в качестве ведущего диска сцепления).

Маховик двигателя может накапливать кинетическую энергию и отдавать её, что необходимо для сглаживания перепадов крутящего момента. Запасание энергии происходит во время рабочего хода поршня, а её расход осуществляется при иных тактах мотора, к примеру, в тот момент, когда поршни выводятся из мертвых точек. Длительность рабочего хода поршня напрямую зависит от количества цилиндров в моторе. Поэтому крутящий момент у двигателей с большим числом цилиндров является более равномерным, а вес маховика двигателя можно снизить.

Маховик установлен на торцевой части коленвала, неподалеку от коренного заднего подшипника. В большинстве случаев данный подшипник является наиболее мощным в моторе, поскольку он способен выдерживать значительные нагрузки, а также вес самого маховика.

Сегодня используются такие виды маховиков двигателя:

  1. Сплошной.
  2. Облегченный.
  3. Двухмассовый или демпферный.

Как правило, в машинах устанавливается сплошной маховик. Речь идет о большом чугунном диске, диаметр которого может составлять около 30-40 см. На его наружной поверхности расположен зубчатый венец из стали, который необходим для проворачивания коленвала во время запуска мотора с использованием стартера. На одной стороне маховика двигателя расположена ступица, позволяющая крепить его к фланцу коленвала, а другая часть используется как ведущий диск сцепления.

Во время работы силового агрегата на разных оборотах происходит закручивание и раскручивание коленвала. В моторе используются специальные системы, которые гасят колебания, возникающие в результате этого. К примеру, для этого может использоваться двухмассовый маховик, который также называют демпферным маховиком двигателя.

Двухмассовый маховик – устройство и особенности

В состав демпферного маховика входит два диска, для соединения которых используется демпферно-пружинная система. Она обеспечивает полную изоляцию коробки передач от крутильных колебаний, а также способствует максимально плавной работе её составляющих. Благодаря использованию двухмассового маховика двигателя, производители смогли отказаться от применения в ведомом диске сцепления отдельных демпфирующих элементов.

К достоинствам двухмассового маховика относят звукоизоляцию, снижение вибраций, плавность переключения скоростей, защиту коробки передач от чрезмерных нагрузок, увеличение эксплуатационного срока синхронизаторов, а также уменьшение расхода топлива. Однако в это же время интенсивное функционирование демпферного маховика становится причиной более серьезного изнашивания пружинно-демпферной системы, что в некоторых случаях приводит к выходу из строя дуговой пружины. Именно по этой причине многие компании-производители не хотят использовать двухмассовый маховик в моторах.

Облегченный маховик – это деталь, о которой знают многие любители тюнинга. Поскольку в таком элементе вес перераспределяется ближе к краям, его вес сокращается до 1500 г, что снижает инерционный момент. Установка облегченного маховика приводит к тому, что мотор может гораздо быстрее набирать высокие обороты. Это положительно влияет на динамику разгона и приводит к росту мощности примерно на 3-5%.

Устройство маховика двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, каждый из которых выполняет свои конкретные функции в заданном режиме.

Отдельного внимания заслуживает маховик, обеспечивающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик отвечает за ряд достаточно важных процессов и поэтому важна стабильность его работы.

Что собой представляет маховик в ДВС?

Маховик служит для аккумуляции энергии механического движения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента.

Располагается механизм в торцевой части коленчатого вала. Практически рядом с ним можно заметить задний коренной подшипник. Это ориентир для быстрого визуального нахождения маховика.

Используемый подшипник отличается солидным запасом прочности и устойчивости к износу. Благодаря мощной конструкции он фиксирует маховик и уменьшает его рабочие нагрузки.

Все это оказывает положительное влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря солидному запасу прочности и качеству используемого материала способно прослужить без замены длительный период времени.

Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания

Маховик применяется для реализации в ДВС нескольких процессов, каждый из которых вместе и по отдельности важен для стабильной работы мотора.

Можно выделить следующие задачи, которые решает маховик:

  1. Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора;
  2. Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии;
  3. Снижение вибрации мотора во время его работы;
  4. Минимизирует перепады вращения коленчатого вала.

Принцип работы маховика

Маховик мотора в процессе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала.

Аккумуляция энергии происходит в процессе рабочего хода поршня мотора. Использование кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата.Особенно при выводе поршней из мёртвых зон.

Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на длительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена стабильность и равномерность работы моторов с большим количеством цилиндров.

Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора. Машина плавно без дёрганий двигается с места. Для изготовления маховика преимущественное количество производителей используется качественный чугунный материал.

Устройство маховика двигателя

Несмотря на небольшие размеры, маховик весит прилично. Средний диаметр изделия составляет 40 сантиметров.

На его торце расположены зубцы, обеспечивающие надёжное сцепление с валом стартера. Именно через них передаётся вращательное движение коленчатому валу мотора.

Сегодня по конструктивным особенностям выделяют следующие виды маховиков:

Демпферный маховик

Активно используется в современных моделях автомобилей. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом

Выполняет ряд важных задач:

  • нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала;
  • предотвращает перегрузку коробки передач;
  • снижает износ синхронизирующих элементов мотора;
  • плавность переключения передач;
  • экономное расходование топлива

Сплошной маховик

Самый распространённый вид механизма, активно используемый в моторах нового поколения. Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации

Облегчённый маховик

Отличается небольшой массой за счёт использования специальных материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать максимальных оборотов.

Способствует увеличению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный существенный минус – высокая стоимость.

Заключение

Маховик в моторе выступает своеобразным стабилизационным элементом, обеспечивающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Что такое маховик автомобильный

Автомобильный маховик или маховик ДВС – это компонент моторной системы, предназначенный для настройки энергопоступления. Маховик легко накапливает требуемую энергию, когда она поступает в больших, чем нужно количествах, и раздает, когда это необходимо бывает двигателю. Однако назначение маховика на этом не ограничивается, желательно рассмотреть его принцип работы более подробно.

Итак, что такое маховик в автомобиле? В первую очередь благодаря маховику заводится автодвигатель. Это основа основ его функций. Помимо этого, именно он является связующим звеном между ДВС и коробкой передач, раздает КМ (крутящий момент) от мотора к КПП, является элементом, стабилизирующим вращение коленвала.

Внешне автомобильный маховик представляет собой железный диск, колесо с зубчиками по всему своему краю. Как только водитель поворачивает ключ в ЗЗ, начинается работа маховика – одного из главнейших, нужных элементов автомобильной системы.

Специальным дискообразным механприспособлением тоже называют этот элемент, служащий для создания инерции вращения коленвала.

Разновидности маховиков

Существует несколько видов элемента. Различают маховики сплошного типа, облегченные и 2-массовые. Каждый из них отличается собственными характеристиками, интересен для рассмотрения.

Сплошной или классический

Является стандартным маховиком, устанавливаемым на автомобили. Невероятно прост в конструкции, состоит лишь из колеса-чугуна и стального обода. Простота конструкции свидетельствует о первоначальности применения этого вида маховика в автомобильной промышленности.

Преимущество сплошного маховика заключено также в его простоте – минимум возможных поломок, ну и конечно, в стоимости, которая сравнительно ниже.

Облегченный

Эта разновидность представляет собой колесо с неодинаковым распределением массы. Таким образом, уменьшается инерция, ведь масса элемента перераспределяется от середины к краям.

Облегченный маховик часто применяется на дорогих иномарках, оснащенных АКПП. Благодаря использованию облегченного маховика удается повысить отдачу ДВС аж на целых пять процентов.

2-массовый или демпферный

Наверное, лучший из маховиков, однако и самый сложный. Используется он тоже, как и облегченный, в современных авто, предназначен для противодействия не только колебаниям, но и для подавления ККК (коленвальных вибраций).

2-массовый маховик оснащается помимо всего прочего еще и пружинами. Правда, они гораздо усложняют конструкцию, влияют на стоимость конечного изделия, часто становятся причиной для ремонта.

Конструкция и принцип функционирования

Маховик, как и говорилось, выше, не является чем-то слишком сложным. Простой элемент, являющий собой 35-сантиметровый диск и имеющий зубчатый край. Однако, благодаря этим самым зубчикам маховик входит в зацепление с валами.

Фиксация маховика осуществляется при помощи болтов, располагается элемент между коленвалом и сцеплением (корзиной).

Чтобы полнее понять, что такое маховик, рекомендуется принцип его функционирования сравнить с кручением игрушечной юлы. Если игрушку раскручивают рукой, то маховик – коленвалом, т.е., просто мотором. На примере юлы мы видим, что раскрученная игрушка может совершать обороты без добавочной интерцессии еще некоторое время. Это самое время и называется запасным, накопленным. Если у игрушки эта сила расходуется понапрасну, то у маховика – посылается обратно, помогать раскручивать коленвал.

Более полезен к рассмотрению 2-массовый вариант маховика, так как он усложнен, состоит из 2-х дисков, соединенных между собой с помощью пружин. Такой маховик намного эффективнее, чем аналоги, а в основу его функционирования задействован канон последовательности или ступенчатости.

Например, завод автомотора совершается с помощью эластичных пружин, а за счет демпферной системы обеспечивается эффективное движение автомашины.

Ступенчатость маховика 2-массового объясняется тем, что установлены пружины 1 и 2 ступени. 2-ступенчатые пружины более жестки, они легко гасят ККК, обеспечивая равномерное вращение.

Утрирование флаттерных сил и различных шумов – второстепенная задача маховика. Сюда же относится функция легкого перевода скоростей, уменьшение нагрузки на КПП, минимизация сработки синхронизаторов, утрирование расхода горючего и многое другое.

Маховик специально изготовлен тяжелым (не считая облегченного его варианта, хотя и там масса компенсируется другими компонентами), чтобы не давать при вращении поршням автодвигателя оставаться в ВМТ, как бы подталкивая их.

Доработка (переделка) маховика

При доработках мотора любители часто задают вопрос, а насколько эффективно будет облегчать маховик, даст ли это пользу? Ясно, что маховик останется штатный, не будет лишен своих прочностных характеристик.

Мотор, естественно, при облегчении маховика начнет набирать обороты резче, ведь станет меньше инерционных сил для преодоления. Повысится и экономия горючего, хотя и незначительно. Особенно явно виден прогресс по экономии в городских условиях езды, когда нужны частые разгоны.

Итак, главная разница между штатным и облегченным видом маховика заключена в массе (штатный весит 7 кг, облегченный – меньше 4 кг).

Доработка маховика сводится к снятию максимума веса снаружи, то есть, по краям. Сама основа элемента получается значительно тоньше, однако привалочные плоскости с обеих сторон не трогаются. Подвергаются модернизации исключительно внешние части маховика.

Лишняя масса убирается так, чтобы это не сказалось на уменьшении жесткости элемента.

Визуальных отличий между облегченной версией маховика и штатной практически нет. Однако, если приглядеться, то разница в толщине сразу бросается в глаза.

Изменения в толщине никоим образом не сказываются на работе сцепления. Если бы облегчение элемента было проведено неправильно, без соответствия просчитанной схеме, то да, это бы отрицательно сказалось на работе сцепления, а так нет.

Привалочная плоскость усовершенствованного варианта маховика делается без каких-либо рытвин и неровностей. Она полностью гладкая.

Преимуществ у переделанного маховика немало. И самое главное, что не нужно ничего менять в автомобильной системе. Снял штатный вариант, а вместо него поставил новый. Минимум работы, зато много пользы. При этом остаются прежними: прочность, функциональность, эффективность штатного варианта.

Не стоит верить тем, кто утверждает, что якобы облегченный вариант маховика рассыпется на высоких оборотах. Конечно же, это не так. Масса облегченного маховика самодостаточна: другими словами, машина будет хорошо тянуть на низких оборотах, и адекватно вести себя на ВО.

Маховик – важнейшая деталь автомобиля, без которого невозможно представить себе эффективную работу двигателя и трансмиссии. Это конструктивный элемент, который нередко подвергается модернизации в целях повышения отдачи от двигателя. Зная, что такое маховик, опытный автомобилист выделяет его из других компонентов системы, внимательно с ним обращается.

Этот элемент имеет значение. Что такое двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик является относительно новым для автомобильной промышленности. Впервые он был использован в 1985 году, но интерес к нему возник гораздо позже. Первоначально он устанавливался на турбодизельные двигатели, затем применялся в мощных бензиновых. Каждый автовладелец должен знать, как он работает и его составные части.

Его основная задача — выполнять роль аккумулятора энергии, обеспечивающего плавную работу поршневой и кривошипной системы

Сегодня двухмассовый маховик повторно устанавливают на бензиновые двигатели, но в основном это те, которые построены по принципу уменьшения габаритов. Это означает, что он используется в двигателях, размер которых был уменьшен, но мощность была сохранена. В настоящее время большинство представленных на рынке новых моделей имеют двухмассовый маховик.

Двухмассовый маховик, также известный как демпфер, является компонентом, который расположен между двигателем и коробкой передач. Как следует из названия, он состоит из двух частей (двух дисков), которые соединены между собой радиальным и тяговым подшипниками.

Чтобы понять принцип работы, важно сказать, что из себя представляют составные части и какова их задача. Все двухмассовые маховики состоят из следующих элементов, которые необходимы для правильной работы, а именно: первичная масса, вторичная масса, фланец, диск управления трением и дуговая пружина.

Первичная масса подключена к коленчатому валу двигателя. Инерция первичной массы сочетается с инерцией коленчатого вала, так что они становятся единым целым. Если сравнивать их с одномассовыми маховиками, то первичная масса двухмассовых маховиков гораздо более гибкая. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на коленчатый вал.

Маховики с двумя массами и пружинной системой между ними способны в значительной степени компенсировать такие вибрации, а его наличие не только защищает коробку передач, но также позволяет двигаться на более низких оборотах двигателя, которые могут быть ограничены примерно до 750 об / мин

Кроме того, первичная масса вместе с крышкой образуют канал дуговой пружины, который разделен на две части с помощью упоров дуговой пружины. Крутящий момент двигателя передается от первичной массы вторичной массе благодаря дуговым пружинам и фланцу. Таким образом, связь между первичной и вторичной массами вполне возможна, независимо от радиального движения масс.

Как в одномассовых маховиках, так и в двухмассовых мощность передается через муфту, которая привинчена к вторичному маховику. Отличие состоит в том, что крутящий момент двигателя значительно снижается при вращательной вибрации. Это означает, что он модулированный.

Подшипник первичной массы — это еще один компонент, который играет важную роль в двухмассовом маховике. Он служит вращающимся соединением с вторичной массой. Его задача — не только поглощать связанные с весом радиальные силы вторичной массы и муфты, но и осевые силы, создаваемые силой срабатывания.

Фланец — следующий компонент двухмассового маховика. Его задача — передавать крутящий момент от первичной массы через дуговые пружины к вторичному маховику, т.е. от двигателя к сцеплению. Одна из основных задач двухмассового маховика — бороться с шумом автомобиля, используя специальные конструкции торсионных гасителей. В результате снижается уровень шума, и снижается расход топлива.

Для чего нужен моховик? При работающем двигателе, а также на определенных оборотах возникают вибрации, которые в некоторых случаях имеют большую амплитуду. Это, в свою очередь, может привести к удару звездочек друг о друга. В результате происходит износ как коробки передач, так и ее компонентов.

Первичная масса с зубчатым венцом стартера жёстко прикреплена к коленчатому валу и вместе с крышкой образует полость, в которой в колодках специальной формы размещены спиральные дуговые пружины, составляющие систему гашения крутильных колебаний

Заключение. Роль двухмассового маховика заключается в уменьшении шума и вибрации, создаваемых двигателем. Это защищает коробку передач и элементы силового агрегата от возможных повреждений. Кроме того, нейтрализуются вибрации в самом автомобиле.

Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен

Маховик двигателя автомобиляМаховик двигателя относится к нескольким системам одно

  1. Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен
  2. Что такое маховик в автомобиле — назначение, устройство и принцип работы
  3. Принцип действия маховика двигателя
  4. Устройство маховика в автомобиле
  5. Физика [ править| править код]
  6. Как устроен маховик и основные его виды
  7. Конструкция маховика
  8. Устройство и особенности двухмассового маховика
  9. Балансировка
  10. История [ править| править код]
  11. Пример [ править| править код]
  12. Супермаховик [ править| править код]
  13. Принцип работы
  14. Виды автомобильных маховиков
  15. Сплошной
  16. Облегчённый
  17. Двухмассовый
  18. Видео на тему
  19. Другие статьи
  20. Возможные неисправности
  21. Примечания [ править| править код]
  22. Видео на тему
  23. Ссылки [ править| править код]
  24. Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания

Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен

Маховик, по сути, представляет собой инерционный аккумулятор. Он накапливает в себе кинетическую энергию, которую порождает двигатель машины, а затем передает крутящий момент другим деталям и узлам транспортного средства чтобы те, в свою очередь, передали ее на колеса. По-научному эта деталь так и называется: маховичный накопитель энергии.

Маховик необходим в силу того, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают неравномерно. Невооруженным глазом это невозможно заметить, но между каждым тактом есть небольшой промежуток. Он составляет всего несколько миллисекунд. Если бы энергия передавалась от мотора к колесам напрямую, без участия маховика, подобные интервалы отразились бы на передвижении машины – она начала бы ехать с небольшими рывками. Маховик предотвращает возникновение подобной ситуации.

Еще одно назначение детали – стабилизация работы мотора. Во время воспламенения топливной смеси в цилиндрах могут происходить легкие рывки, неравномерно двигаться поршни. Если такое случилось хотя бы в одном из цилиндров, скажется и на остальных. Маховик за счет своего веса нейтрализует подобные отклонения. В результате вся цилиндровая группа работает более стабильно.

Следует отметить, что маховик применяют не только в автомобилях или других транспортных средств. Эта деталь необходима везде, где требуется стабилизация вращения. Так, ее издревле используют в самых различных механизмах (ярчайший пример – гончарный круг). Ей нашли применение даже на космических кораблях.

Что такое маховик в автомобиле — назначение, устройство и принцип работы

Маховик – неотъемлемая часть современных бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на свою простоту, эта деталь играет очень важную роль в работе мотора – его нормальное функционирование без нее невозможно. Поговорим более подробно, зачем она нужна, как устроена и какие у нее могут возникнуть неисправности.

Принцип действия маховика двигателя

Маховик закреплен с торцевой части коленвала, непосредственно у заднего подшипника коренного типа. Коренной подшипник не только удерживает маховик в одном положении, но и снижает его рабочие нагрузки.

Принцип действия самого маховика заключается в снижении вибрации при вращательном моменте коленчатого вала. При интенсивной работе двигателя на такте движения идет накопление энергии, которая передается коленвалу. В других рабочих тактах происходит обратный процесс – сброс энергии.

Маховик позволяет аккумулировать энергию, обеспечивая равномерное движение коленчатого вала от одного такта к другому.

Устройство маховика в автомобиле

Простейший маховик состоит из двух частей:

  • металлический диск;
  • венец.

Диск представляет собой круглую пластину из прочного стального сплава. Венец – это кольцо с зубьями, которое надето на эту пластину. К диску с одной стороны подсоединен коленчатый вал, а с другой – корзина сцепления. Зубья венца соединены с шестерней, надетой на вал стартера.

Таким образом, деталь находится между силовым агрегатом и трансмиссией.

Физика [ править | править код ]

Кинетическая энергия вращения, накопленная во вращающемся теле (маховике), может быть рассчитана по формуле:

Маховик фабричной стационарной паровой машины

E = 1 2 I ω 2 <2>>Iomega ^<2>>

Для простых форм маховика известны конечные выражения момента инерции

Заменив в формуле для полого цилиндра угловую скорость ω на частоту вращения f по формуле

ω = 2 π f

E = m ( π f ) 2 ( r 2 + r o 2 ) (r^<2>+r_^<2>)>

Как устроен маховик и основные его виды

Как уже было сказано ранее, маховик – важная деталь автомобильного двигателя, относительно небольшой, но весьма увесистый диск, диаметр которого может составить 30-40 см. Торец маховика имеет зубчатые края, что позволяет ему соединяться со стартерным валом для передачи вращательной энергии коленвалу двигателя.

Конструкция маховика

Большинство маховиков не отличаются сложной конструкцией. Во многих автомобилях это сплошной увесистый диск с зубьями на торце. Крепится он к фланцу хвостовика коленвала при помощи болтов.

С увеличением мощности силовых агрегатов и повышением их максимальных оборотов возникла необходимость в создании модернизированных деталей, которые уже имеют сложную конструкцию. Их смело можно уже называть демпферным механизмом, а не обычной деталью.

Устройство и особенности двухмассового маховика

Двухмассовый маховик

В конструкции двухмассового варианта не один, а два диска. Один диск соединён с двигателем, а второй с трансмиссией. Оба они могут работать независимо друг от друга. На первичном диске также имеется венец маховика с зубцами для зацепления со стартером. Два подшипника (осевой и радиальный) обеспечивают соединение двух корпусов.

Внутри дисков находится усовершенствованная пружинно-демпферная система. Она состоит из мягких и жестких пружин. Мягкие пружины обеспечивают плавность работы на низких оборотах при запуске и остановке двигателя. Жесткие пружины гасят колебания на высоких оборотах. Внутри находится специальная смазка.

Балансировка

Обычно учитывают вес снятого с поверхности заготовки конструкционного материала – 35% в среднем. Точнее вес внешнего диаметра облегченного маховика снижается на 500 – 700 г/мм. На некоторых авто существует выбор нескольких типоразмеров сцепления, поэтому нужно учесть:

  • корзина и диск большего диаметра увеличивают поверхность контакта и качество зацепления, соответственно;
  • однако сцепление меньшего диаметра по аналогии с облегченным маховиком повышают динамику машины;
  • на штатном креплении М8 корзина может болтаться, сбивая настройки балансировки, поэтому при тюнинге диаметр часто увеличивают до М10 (рассверлить, нарезать резьбу).


Балансировка в сборе с маховиком

Чтобы не дать разбалансированной детали разрушить подшипники и КШМ, коленвал балансируется на стенде в сборе.


Балансировка в сборе с корзиной

История [ править | править код ]

Эффект маховика использовался с древнейших времен. Например в гончарном круге, ветряных мельницах. Вероятно, одним из древнейших примеров использования маховика стала археологическая находка из Междуречья (в районе города Ур) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.[1]

Маховик со старой фабрики

Согласно американскому медиевисту Линну Уайту немецкий монах Теофил упоминает в своём трактате «О различных искусствах» несколько машин, в которых применяется маховик[2].

Во время промышленной революции, Джеймс Уатт применил маховик в паровой машине для выравнивания движения и преодоления мертвых положений поршня[3], и его современник Джеймс Пикард использовал маховик в сочетании с кривошипно-шатунным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное[4].

В 20-30-х годах XX века советский изобретатель А. Г. Уфимцев впервые в мире[5] применил инерционный аккумулятор на первой в России ветроэлектростанции, построенной им в Курске.

Использование маховика в качестве аккумулятора энергии ограничивается тем, что при превышении допустимой окружной скорости происходит разрыв маховика приводящий к большим разрушениям. Это вынуждает создавать маховики с очень большим запасом прочности, что приводит к снижению их эффективности.

Следствием этого является малая (по сравнению с другими видами аккумуляторов) удельная энергоёмкость.

Пример [ править | править код ]

Предельное значение угловой скорости маховика ω определяется прочностью материала маховика на разрыв. Нетрудно показать, что для маховика в форме вращающегося диска 1 2 I ω 2 = V 4 S m a x <2>>Iomega ^<2>=<4>>S_> , где S m a x > — предел прочности материала маховика на разрыв (сила разрыва на единицу площади), V — объём диска. Для плавленого кварца S m a x = 3 × 10 9 =3times 10^<9>> Н/м2. Энергоемкость маховика из плавленого кварца объёмом 0 , 1 м3 и весом 200 кг будет равна энергоемкости 13 л бензина[6].

Супермаховик [ править | править код ]

В мае 1964 года Н. В. Гулия подал заявку на изобретение супермаховика — энергоёмкого и разрывобезопасного маховика. В отличие от классического монолитного маховика, супермаховик намотан из тонкой ленты, проволоки или синтетических волокон, которые обладают значительно большей удельной прочностью, чем монолитная деталь (отливка или поковка), поэтому энергоемкость такого маховика значительно выше (по утверждению изобретателя, до 1,8 МДж/кг). Кроме того, в случае разрыва супермаховика не образуется крупных осколков: концы разорванной ленты или волокон начинают тормозиться о кожух, и маховик постепенно останавливается.

Принцип работы

Одними из первых двухмассовые маховики получили автомобили с автоматической КПП. Для роботизированной коробки характерна быстрая и частая смена передач. С этим он хорошо справляется. Затем в силу своих преимуществ их стали устанавливать на автомобили с механикой.

Принцип работы довольно прост. Крутящий момент от коленвала передается на первичный диск, который отклоняет пружинную конструкцию внутри. Достигнув определенно уровня сжатия, крутящий момент затем передается на второй диск. Такая система гасит высокие колебания от двигателя, позволяя значительно снизить нагрузку на КПП.

Устройство, принцип работы и ремонт двухмассового маховика

Основная функция маховика – передача через сцепление крутящего момента от коленчатого вала к трансмиссии. Также на его торцевую часть устанавливается зубчатый венец, за который стартер вращает КВ в момент запуска. Но не менее важен эффект сглаживания неравномерности вращения коленчатого вала, с которым лучше всего справляется двухмассовый маховик (Dual Mass Flywheel). Давайте рассмотрим его устройство, принцип работы, неисправности и методы их диагностирования.

Отличие одномассового маховика от двухмассового

Простейший маховик представляет собой чугунный диск с фрикционной площадкой для подвода ведомого диска сцепления, ступицей для крепления к фланцу коленвала и отверстиями для прикручивания корзины. На торец напрессовывается стальной зубчатый венец, с которым в момент пуска зацепляется шестерня бендикса стартера. Для лучшего сглаживания неравномерности вращения и снижения ударных нагрузок при подводе нажимного диска, в нем устанавливаются демпфирующие пружины.

Конструкция двухмассового маховика сложнее и включает в себя следующие элементы:

  1. ступица для крепления к задней части КВ;
  2. радиальный подшипник. Обеспечивает взаимное вращение первичного и вторичного дисков;
  3. ведущий диск (первичный), который соединен с коленвалом;
  4. дуговая пружина;
  5. фланец. Именно через фланец крутящий момент передается от ведущего на ведомый диск;
  6. зубчатый венец (приварен либо напрессован методом горячей посадки);
  7. ведомый диск (вторичный). Соединен с первичным валом КПП;
  8. вентиляционные отверстия для рассеивания тепла;
  9. мембрана. Герметизирует полость с консистентной смазкой.
  10. кольцевая камера, заполненная смазывающим материалом. Смазка необходима для снижения трения между дуговыми пружинами и направляющими.

Природа пульсаций крутящего момента

Чем меньшее количество цилиндров, тем большей массы должен быть маховик. Связанно это с соотношением общего времени рабочего хода поршней к остальным тактам работы двигателя. Коленвал ускоряется только в момент рабочего хода поршня. Накопленная за это время кинетическая энергия маховика позволяет нивелировать замедление коленчатого вала при подходе поршня к Н.М.Т. после такта рабочего хода. Именно сглаживанием пульсаций крутящего момента достигается равномерная работа двигателя на низких оборотах. С увеличением количества цилиндров или повышением оборотов в единицу времени процентное соотношение эффективного ускорения коленвала к другим тактам увеличивается.

На низких и средних оборотах ДВС описанная неравномерность вращения коленчатого вала резонансными колебаниями отражается на узлах трансмиссии. На авто с МКПП крутильные колебания приводят к соударению контактных пар шестерен первичного, промежуточного и вторичного валов. Поэтому в движении на кузов передается низкочастотный звон, гул.

На втором графике видно, что коробка передач испытывает куда меньшие резонансные колебания. Помимо увеличения ресурса деталей трансмиссии, Dual Mass Flywheel повышает плавность хода и снижает шумовую нагрузку.

Как это работает?

Первичный и вторичный диски представляют собой две расцепленные массы. Они соединяются с помощью пружинно-демпфирующего механизма, закрепленного на подшипнике скольжения или шарикоподшипнике. Крутящий момент передается с помощью соединенного с ведомым диском фланца. Его выступы упираются в площадки торцов дуговых пружин.

Благодаря свободной посадке на подшипнике, диски могут вращаться относительно друг друга. Угол поворота ограничивается ходом пружины. Именно благодаря этому на ведомом диске гасятся крутильные колебания. При такой конструкции нажимной диск сцепления МКПП не требует установки демпфирующих пружин.

Усовершенствование конструкции

При возрастании крутящего момента двигателя для эффективного гашений крутильных колебаний необходимо утолщать либо увеличивать количество витков дуговых пружин. Но в случае неизменной величины установочного пространства ужесточение пружин снизит эффективность гашения колебаний на низких оборотах. Поэтому конструкторы прибегли к установке внутренних демпферов. Вмонтированные во фланце жесткие пружины работают только в зоне средних и высоких оборотах. В конструкции сохраняются мягкие дуговые пружины, которые сглаживают пульсации крутящего момента на холостом ходу и в зоне низких оборотов.

Последним усовершенствованием, получившим массовое распространение, стало включение в конструкцию маятникового гасителя колебаний. Как и в обычном Dual Mass Flywheel, в конструкции имеется первичная вращающаяся масса (связана с коленвалом) и вторичная (связана с трансмиссией). Но помимо витых дугообразных пружин, со стороны вторичной массы устанавливаются подвижные пластины – грузы центробежного маятника. Его принцип работы заключается в создании противофазных колебаний, которые на низких оборотах должны накладываться на инерционные колебания двигателя. Таким образом, происходит взаимное гашение колебаний и выравнивание скорости вращения коленчатого вала.

В режиме низких оборотов из-за естественных вращательных пульсаций грузы маятника раскачиваются. С повышением оборотов увеличивается центробежная сила, действующая на грузы. Под ее действием амплитуда раскачиваний уменьшается, а грузы замирают в наиболее отдаленной от оси вращения точке. В зависимости от производителя и модели маховика, в конструкцию включат 4-6 плавающих грузов.

Почему не стоит менять DMF на одномассовый?

Главный катализатор массового внедрения двухмассовых маховиков – современное стремление к даунсайзингу (та же мощность при меньшем объеме) и даунспидингу (больше крутящего момента на меньших оборотах двигателя). Справедливо заметить, что в прошлом было достаточно как дизельных ДВС с большим крутящим моментом, так и мощных бензиновых моторов; и все они прекрасно ездили с одномассовыми маховиками. Но те дизели проектировались с огромным запасом прочности, а атмосферные бензиновые ДВС оживали только на высоких оборотах.

Увеличение до 3 тыс. Атм. давления впрыска в системах Common Rail, внедрение непосредственного послойного впрыска на бензиновые моторы, впускные коллекторы переменной длины, турбины с изменяемой геометрией и прочие эффективные разработки повысили мощностные характеристики двигателей. Но возможность с самых низов получить от сгорания ТПВС большое количество энергии привела к колоссальным нагрузкам на КВ и трансмиссию.

Но чтобы двигатель мог потреблять меньше топлива, двигаясь на как можно более низких оборотах, необходимо эффективно гасить неравномерность вращения коленвала. Главная причина появления двухмассового маховика не комфорт водителя, а продление ресурса коленчатого вала и коробки передач в условиях жестких экологических норм.

Внимание! Не рекомендуем менять демпферный маховик на одномассовый, если производитель не регламентирует допустимость такой замены.

Возможные неприятные последствия:

  • треснувший коленчатый вал. Будьте уверены, что в таком случае сэкономленных на замене маховика денег не хватит на покупку нового КВ, вкладышей, прокладок и оплату работы мастеров;
  • ускоренный износ синхронизаторов, шестерен КПП;
  • ухудшение плавности переключения передач, подергивания при старте.

Возможные неисправности и симптомы их проявления

  • Разрушение демпфирующих пружин, чрезмерные люфты между подвижными элементами. Симптомы: посторонние шумы, скрежет со стороны маховика, характерное бряканье при запуске и остановке двигателя. Вибрации, потряхивание на холостом ходу, в режиме низких и средних оборотов. В начальной стадии износа указанные симптомы проявляются только после холодного пуска. Характерно, что при выжиме педали сцепления работа мотора нормализуется. На малообъемных моторах изношенный DMF может стать причиной загорания лампочки Check Engine по причине многочисленных пропусков зажигания.
  • Износ шарикоподшипников. В случае работы подшипника скольжения на сухую металл корпуса возле посадочного места синеет.
  • Протечка смазки. Можно определить по следам смазывающего материала на стыке колокола КПП и блока двигателя. Из-за трения на сухую в скором времени вы услышите скрежет и громыхание со стороны маховика.
  • Износ шлицев ведомого диска и первичного вала КПП. Симптомом такой поломки будут щелчки и едва ощутимые удары при переключении передач.
  • Перегрев рабочей плоскости ведомого диска. Происходит при длительном проскальзывании ведомого диска сцепления. Можно определить по сине-фиолетовому оттенку и трещинах фрикционной поверхности.
  • Глубокие проточки на рабочей плоскости ведомого диска. Появляются от заклепок чрезмерно изношенного ведомого диска сцепления. Неисправность проявляется несоответствием роста оборотов двигателя и динамике разгона автомобиля. Двухмассовый маховик придется заменить.
  • Износ зубчатого венца стартера. Причина в неисправном либо неподходящем стартере.

Как правильно проверить?

Чтобы проделанная работа по снятию навесного оборудования и КПП не оказалась напрасной, в первую очередь проверьте систему питания, зажигания, навесное оборудование. Вполне вероятно, что причина неравномерной работы и посторонних шумов именно в них. Если основное подозрение упало на двухмассовый маховик, проверьте следующие характеристики:

  • усилие свободного хода ведомого диска относительно ведущего. Маховик для теста откручивать от двигателя необязательно. Руками проверните ведомый диск. Если он проворачивается только в одну сторону, или необходимое для поворота усилие отличается, неисправна дуговая пружина. Некоторые мастера замеряют усилие динамометрическим ключом. Чтобы применить полученные данные, их необходимо сравнить с характеристиками нового либо исправного демпферного маховика. Невозможность провернуть диск говорит о разрушении демпфирующего механизма, заклинивании подшипника;
  • угол взаимного проворота. Luk, Sachs – основные производители оригинальных комплектующих для многих марок автомобилей. Их технические специалисты регламентируют проверку по количеству зубьев венца стартера. Для измерения зафиксируйте маховик от проворачивания. Руками поверните ведомый диск до упора влево, сделайте пометку на вторичном диске и венце стартера. Затем поверните его в противоположную сторону и сделайте отметку на венце напротив уже имеющейся на диске. На исправном узле производства Luk должно быть не больше 7 зубцов, на маховиках Sachs не более 3. Рекомендуем уточнять этот параметр для каждой модели DMF;

  • радиальный и продольный люфт. Небольшой люфт в обеих плоскостях – вполне нормален для исправного демпферного маховика.

Обязательно осмотрите корпус, уплотнительную мембрану и фрикционную поверхность на предмет описанных выше признаков перегрева и критичного износа.

Ремонт или реставрация?

Заводом-изготовителем не предполагается разборка и восстановление демпферных маховиков, поэтому части корпуса соединены заклепками. Соответственно, запчастей и деталей с ремонтными размерами для такого узла в общественном доступе нет. Но ввиду немалой стоимости оригинальных демпферов, услуга по восстановлению становится все популярней. Многие остаются довольны, но и тех, кто спустя пару десятков тысяч пробега повторно сталкивается с симптомами неисправности, также хватает.

Однозначный ответ на вопрос – реставрировать или менять, пока что дать сложно. Перед обращением в профильные мастерские, найдите реальных клиентов, которые после восстановления проехали как минимум 20-30 тыс. км. Если вы склоняетесь к замене, устанавливайте только узлы, которые поставляются производителем на конвейеры. Luk и Sachs – крупнейшие поставщики демпферных маховиков для Skoda, Volkswagen, Ford, BMW и многих других марок.

Внимание! При первых симптомах неисправного маховика его необходимо заменить. Если игнорировать признаки поломки, изношенный маховик быстро убьет сцепление, разобьет шлицы первичного вала и может стать причиной поломки коробки передач.

Что сокращает срок службы маховика?

Езда в натяг на низких оборотах – наиболее вредоносный для демпферного маховика режим работы. На авто с АКПП о балансе между сохранностью узлов и экономией топлива заботится ЭБУ коробки передач. На авто с МКПП вся ответственность лежит на водителе. Поэтому рекомендуем держать низкие обороты только для поддержания постоянной скорости. При обгоне либо подъемах обязательно переключайтесь на пониженную ступень. Из-за обилия крутящего момента, который доступен с самих низких оборотов, на современном авто вы можете даже не почувствовать возросшую нагрузку. Но детали КШМ и DMF при разгоне в натяг переживают сильнейшие нагрузки.

Не прибавят маховику ресурса и резкие старты с места, постоянное бросание педали сцепления и значительная форсировка двигателя. Износ подушек крепления КПП, двигателя, неисправность в системе зажигания или питания, при которой двигатель работает неровно, также значительно уменьшают срок службы демпферного маховика.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Установка подогревателя охлаждающей жидкости
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector