admin / 04.08.2018

Маховик

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, гиробусах.

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 в XIX веке 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 при равном аэродинамическом сопротивлении.

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 демпфера крутильных колебаний или муфтой АКПП, затем торовыми резиновыми и вискомуфтами).

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 Ур) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.

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.

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

В 20-30-х годах XX века советский изобретатель А. Г. Уфимцев впервые в мире 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 {\displaystyle \omega } 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 {\displaystyle {\frac {1}{2}}I\omega ^{2}={\frac {V}{4}}S_{max}} , где S m a x {\displaystyle S_{max}} — предел прочности материала маховика на разрыв (сила разрыва на единицу площади), V {\displaystyle V} — объём диска. Для плавленого кварца S m a x = 3 × 10 9 {\displaystyle S_{max}=3\times 10^{9}} Н/м2. Энергоемкость маховика из плавленого кварца объёмом 0 , 1 {\displaystyle 0,1} м3 и весом 200 {\displaystyle 200} кг будет равна энергоемкости 13 {\displaystyle 13} л бензина.

Что такое маховик в автомобиле, зачем он нужен?

Маховик представляет собой деталь двигателя, которая служит для регулировки поступления энергии. Он накапливает энергию, когда ее поступает больше, нежели используется машиной, и отдает, когда ее потребление превышает поступление.

Маховик двигателя в автомобиле – что это

Для чего в машине нужен маховик:

• Запускает двигатель;

• Соединяет двигатель с трансмиссией;

• Передает крутящий момент от двигателя к коробке передач;

• Стабилизирует вращение коленвала двигателя.

По внешним признакам маховик представляет собой большой металлический диск с зубчатым венцом по краю. После поворота ключа зажигания стартер входит в зацеп с венцом маховика, поворачивая его, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал, который приводит в движение сам автомобиль.

Виды маховиков, и где они используются

По своей конструкции маховики бывают трех видов: сплошные, двухмассовые и облегченные.

Сплошной или обычный

Сплошной маховик является самым простым в конструкции и состоит из чугунного диска, покрытого по краю стальным венцом. Его простота говорит о первоначальности использования в автомобилях. Преимущество данного вида маховика – в цене и количестве возможных поломок, что напрямую зависит от простоты конструкции.

Двухмассовый или демпферный маховик имеет более сложную конструкцию и используется в современных автомобилях. Он служит не только для борьбы с вибрацией, но и для гашения крутильных колебаний коленвала.

Облегченный маховик – диск с неоднородным распределением массы, что облегчает его на 1,5 кг. Масса маховика перераспределяется от центра к краям, что дает возможность уменьшить инерцию. Данный маховик используется на дорогих автомобилях с автоматической коробкой переключения передач. Его использование повышает отдачу двигателя примерно на 5%. Облегчение маховика компенсируется весом вращающихся деталей, которые прикреплены к нему.

Устройство и принцип работы маховиков

Устройство обычного маховика очень простое. Это диск диаметром приблизительно 30-40 см с зубчатым краем. С помощью зубьев он входит в зацепление с валом стартера и раскручивает коленвал двигателя при запуске автомобиля. Маховик находится между коленвалом двигателя и корзиной сцепления, к которой он прикреплен болтами.

Что такое маховик и как он работает, рассмотрим на принципе работы игрушечной юлы. Юлу раскручивают рукой, а маховик раскручивается коленчатым валом автомобиля. Раскрутив волчок, мы видим, что без дополнительного вмешательства он вращается еще длительное время – это и есть тот запас энергии. Но если у юлы она растрачивается впустую, то маховик отдает ее обратно и помогает раскручивать коленчатый вал.

Рассмотрим, что такое двухмассовый маховик и каково его назначение. Этот вид маховика состоит из двух дисков, которые соединены с помощью пружинно-демпферной системы. В основу его работы положен ступенчатый принцип. С помощью мягких пружин первой ступени осуществляется запуск и включение двигателя. Благодаря демпфированию крутильных колебаний обеспечивается движение автомобиля. Данный процесс осуществляется с помощью жёстких пружин второй ступени. Дополнительными функциями двухмассового маховика являются поглощение вибраций и шумов, плавное переключение передач, уменьшение износа синхронизаторов, уменьшение нагрузок на трансмиссию, экономия топлива.

Ремонт венца маховика

Во время вращения шестерня бендикса зацепляется с зубьями венца маховика. Поэтому вся нагрузка во время работы накрадывается на шестерни. Со временем они стираются. В результате происходит поломка автомобиля, которая проявляется такими симптомами: автомобиль плохо заводится, стартер щелкает, но не крутится. Такие симптомы не постоянны. Автомобиль то заводится, то снова стартер щелкает или трещит. Это свидетельствует о плохом зацеплении шестерней бендикса и маховика. Если стерты зубья маховика в определенном месте, то стартер крутится и не запускает двигатель до тех пор, пока маховик не прокрутит дефектное место. Через некоторое время шестерни попадают в зацеп, и двигатель запускается.

Необходимо осмотреть венец маховика и шестерню бендикса, и в случае износа произвести замену. Ремонт можно сделать своими руками. Для этого необходимо достать маховик из автомобиля и с помощью молотка и зубила выбить венец. Если новый венец не надевается, его необходимо нагреть с помощью горелки или, даже лучше, электроплитки и, постукивая молотком, равномерно надеть на диск.

Обратите внимание! Венец необходимо разогревать по всей поверхности и не очень сильно. Если разогреть докрасна, то это будет способствовать быстрому износу зубьев в местах разогрева.

Иногда, если зубья не очень износились, венец с маховика снимают и одевают другой стороной. Для этого необходимо пометить несколькими метками диск и венец, чтобы, перевернув его, поставить на то же место. Это максимально сохранит балансировку маховика.

Ремонт двухмассового маховика

Симптомов поломки демпферного маховика может быть много, в зависимости от того, что повреждено. Если при запуске или остановке двигателя вы слышите посторонние звуки, это может быть поломкой демпферного маховика. Особенно это заметно на небольших оборотах двигателя, а при увеличении оборотов посторонние вибрации и звуки пропадают. Разбалансировка маховика сопровождается громким гудением, которое увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Если во время разгона автомобиля чувствуются вибрации, то это говорит об износе демпфера маховика. Аналогичные симптомы могут быть и при других поломках.

Как же проверить демпферный маховик? Для этого необходимо провести несложный тест. На высокой передаче замедлиться до 1300-1500 оборотов в минуту, а затем педаль газа нажать максимально возможно в крайнее положение. Если вы не услышали странных звуков и вибраций, то ваш маховик работает, скорее всего, нормально. Данный тест очень перегружает маховик, поэтому не проводите его часто.

Но если вы уверены в поломке демпферного маховика, то приготовьтесь к большим расходам. Правда, некоторые сервисы предлагают разборку и восстановление двухмассового маховика. Но тут необходимо хорошо подумать. Заводы-производители не предусматривают ремонт демпферного маховика, поэтому не поставляют в продажу необходимые детали. Чтобы демпферный маховик служил долго, рекомендуется:

• Не перегружать автомобиль;

• Не бросать педаль сцепления;

• Не начинать движение с повышенной передачи;

• Не пробуксовывать;

• Не водить автомобиль агрессивно.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Источник: https://auto.today/bok/5034-chto-takoe-mahovik-v-avtomobile-zachem-on-nuzhen.html

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

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.

Вам понравилась статья? Она была полезной? Да Нет

Источник: https://autodont.ru/transmission/cohesion/maxovik

В силу конструкционных особенностей поршни ДВС машины во время работы имеют несколько мертвых точек. Выводит их из этого положения именно массивная деталь – маховик двигателя, набирающий инерцию во время вращения, позволяющую преодолеть мертвую точку в верхней и нижней амплитуде.

Для чего нужен маховик в двигателе?

Необходим маховик двигателя для набора инерции вращения коленчатого вала, которая позволяет поршням преодолеть мертвые точки. Кроме того, эта деталь двигателя внутреннего сгорания передает крутящий момент на стартер и коробку передач. Снижается неравномерность вращения кривошипно-шатунного механизма.

Другими словами – маховик условно является маятником, вращающимся в одну сторону. Без него невозможен запуск ДВС, снизится ресурс практически всех систем мотора.

К каким системам относится?

Несмотря на то, что крепится деталь на коленчатый вал ДВС, относится маховик сразу к нескольким системам двигателя:

  • редуктор системы запуска – на него передается вращение;
  • стартер – работа маховика обеспечивает начальное вращение вала ДВС;
  • коробка передач – на нее передается крутящий момент с диска сцепления;
  • кривошипно-шатунный механизм – сглаживаются импульсы неравномерного вращения.

Рис. 2 Зацепление венца маховика с бендиксом стартера Рис. 3 Жесткая связь маховика 1 с диском сцепления 2

Крупные размеры маховика позволяют при начальном вращении набрать этой детали инерцию. Поскольку она жестко связана с коленвалом, поршни в нижней/верхней точке не задерживаются, а увлекаются дальше по ходу вращения для нового цикла сжатия/воспламенения топлива.

Рис. 4 Преодоление поршнями мертвых точек за счет инерции маховика

Из-за наличия мертвых точек вал вращается неравномерно, вначале набирает угловую скорость, затем теряет ее. Поэтому диаметр маховика подбирается для каждого мотора индивидуально, чтобы сгладить значения этих угловых скоростей в разные отрезки времени. Основными проблемами при этом становятся:

  • расположение вращающегося маховика на одном конце коленвала – резкое увеличение нагрузки на подшипник с этой стороны;
  • повышение общего веса коленвала – нагрузка возрастает на оба подшипника, кривошипы и шатуны.

Рис. 5 Расположение маховика на валу ДВС

Поэтому подшипники усиливаются, чтобы вращаться в экстремальных эксплуатационных условиях весь заявленный ресурс.

Местоположение внутри ДВС

Находится эта деталь всегда у коренного подшипника коленчатого вала, являющегося самым мощным в моторе. Более подробно увидеть местоположение внутри ДВС позволяет чертеж маховика сборочный. К фланцу коленвала он крепится ступицей, обратная сторона приходит в зацепление с главным диском сцепления.

Зубчатый венец на наружном диаметре маховика предназначен для зацепления с бендиксом стартера в момент запуска ДВС.

Поскольку во всех указанных приводах используются зубчатые передачи, метка на маховике показывает его нормальное положение относительно вала и ведущего диска сцепления. Чтобы деталь, в свою очередь, не создавала вибраций на коленвал ДВС, производится балансировка маховика на стенде.

Конструкция маховика

Изначально детали изготавливалась из чугуна цельной, в настоящее время кроме классических модификаций существуют дополнительные виды маховиков демпферный и облегченный. Автомобиль комплектуется этим узлом на заводе, но в некоторых случаях владелец может произвести тюнинг ДВС, заменив его другой модификацией.

Классический сплошной

Традиционный полнотелый маховик отливается в виде диска из серого чугуна. Этот конструкционный материал не пригоден для изготовления зубчатой передачи, зато резко снижает себестоимость детали и повышает эксплуатационный ресурс.

Затем на наружный диаметр заготовки напрессовывают обод маховика с зубьями для периодического зацепления в момент запуска ДВС с бендиксом стартера. Диаметр готового изделия обычно составляет 40 см, число зубьев зависит от конкретной схемы передачи авто.

Рис. 7 Цельнометаллический маховик

С одной стороны поверхность маховика имеет вид фланца для присоединения к аналогичным посадочным отверстиям главного диска сцепления. Для защиты от механических повреждений используется кожух маховика, крепящийся болтами к блоку цилиндров.

При регулярном подключении/отключении стартера возможна поломка зубьев. Поэтому обод (венец) считается расходным элементом детали, продается отдельно. Корпус (тело) ремонту обычно не подлежит, заменяется целиком после выработки ресурса.

Рис. 8 Венец маховика

В современных машинах воспламенением в камерах сгорания заведует датчик ДПКВ или ВМТ. Он отсчитывает проходящие мимо его зубцы наружного венца маховика, определяя положение коленвала в каждый момент времени. Сигнал подается в бортовой компьютер, по положению вала вычисляется, какой цилиндр в это время сжимает топливную смесь, подается искра для воспламенения.

Облегченный

При решении основной задачи при комплектации коленвала маховиком – вывод из мертвых точек поршней ДВС, автоматически возникает другая проблема:

  • тяжелая деталь сильнее нагружает коленчатый вал и увеличивает время разгона машины;
  • угловая скорость маховика не может снизиться мгновенно, при торможении происходит запаздывание.

Рис. 9 Облегченный маховик

Поэтому для улучшения указанных характеристик мотора вес детали снижают на несколько килограммов, изготавливая прорези ближе к центру. Динамика улучшается максимум на 5 – 7%, однако на низких оборотах возникают следующие минусы:

  • затрудненное движение по скользкой и грязной трассе;
  • снижение момента крутящего;
  • при переключении на высшую передачу недостаточный набор оборотов, изнашивается диск сцепления;
  • небольшое увеличение расхода горючего;
  • быстрая потеря крутящего момента, несмотря на практически мгновенный разгон.

Для облегченных деталей из алюминиевого сплава или с прорезями в теле используется стандартный кожух маховика, которым укомплектована машина на заводе.

Двухмассовый

Проблему компенсации вращательных колебаний решает демпферный маховик, конструкция которого схожа с обгонной муфтой генератора. В отличие от бензинового двигателя дизельный мотор по умолчанию низкооборотный. Динамика машины достигается за счет передаточного числа трансмиссии. Кинематическая схема привода здесь сложнее, детали прочнее, а узлы крепче.

Рис. 10 Двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик ДВС имеет сложную конструкцию:

  • один диск (корпус) крепится на коленвал, имеет наружный венец для зацепления со стартером;
  • второй зафиксирован на диске сцепления;
  • между собой диски вращаются относительно друг друга на радиальном и упорном подшипниках;
  • демпфирующие пружины так же находится между дисками в полимерном сепараторе, предотвращающем блокировку.

Рис. 11 Конструкция демпферного маховика

В момент запуска ДВС работает пакет с мягкой пружиной, в нормальном режиме работы двигателя включается в действие жесткая пружина. Для смазки деталей трения используется паста с сульфидом молибдена, закладывающаяся в маховик на весь эксплуатационный ресурс, составляющий около 150 000 км пробега машины.

Причем, смазка не должна попадать на детали сцепления, с торцов дисков маховика она удаляется при ТО и осмотре.

Принцип действия

В момент запуска ДВС вращение маховика обеспечивается стартером, деталь получает начальную скорость, набирает инерцию. Дальше поршень двигателя «зависает» в верхней мертвой точке, вал вращаться не может. Однако за счет инерции маховика коленвал немного прокручивается, что позволяет ему осуществить следующий цикл сжатия, воспламенения топливной смеси, получить энергию для следующего вращения.

Рис. 12 Принцип работы маховика со сцеплением

В это же время датчик контролирует положение вала и поршней на нем, соответственно. Информацию, передаваемую этим прибором, анализирует компьютер, подавая поочередно зажигание в соответствующие камеры сгорания.

В двухмассовом маховике ситуация немного другая:

  • в момент старта одна половинка этого узла получает высокую угловую скорость, вторая остается неподвижной;
  • в это же время первая половинка маховика начинает сжимать пружину, которая обеспечивает плавное вращение жестко связанного с ней диска трансмиссии;
  • затем скорости обеих половинок выравниваются относительно друг друга, работают в едином режиме;
  • в момент сбрасывания оборотов водителем педалью газа вторая половинка начинает обгонять первую;
  • однако жесткого дара по деталям мотора вновь не происходит, так как начинает сжиматься другая пружина в обратном направлении;
  • скорости половинок снова выравниваются, цикл повторяется снова.

Рис. 13 Принцип действия маховика двухмассового

За воспламенение по прежнему отвечает ДПКВ датчик, а кожух маховика защищает узел от внешних воздействий. В узел сцепления встроен аналогичный демпфер, который при эксплуатации двухмассового маховика становится не нужным.

Ремонт маховика

Основные неисправности маховика логично вытекают из его конструкции:

  • изнашиваются и ломаются зубья венца;
  • лопаются пружины, протекает смазка, попадает на диск сцепления (только у демпферных модификаций).

Рис. 14 Выработка зубьев Рис. 15 Поломка пружины демпфера

Внимание: Вышедший из строя ДПВК датчик не относится к поломкам маховика. Но машина точно не заведется, поскольку нарушится последовательность зажигания к камерам сгорания.

Зато во время разрушения пружин или подшипников маховика демпферного части деталей могут повредить стартер, детали сцепления, что резко увеличит стоимость ремонта машины.

Причины неисправности

Кроме агрессивного стиля вождения (быстрый разгон/резкое торможение) причинами неисправности маховика являются:

  1. несоблюдение требований руководства эксплуатации – скорости переключаются на «неправильных» оборотах;
  2. плохой контакт – клеммы стартера и АКБ должны крепится жестко;
  3. износ подшипников коробки передач и коленвала – возникают вибрации;
  4. износ подушек ДВС – вибрации передаются на все элементы двигателя;
  5. нарушена регулировка топливной аппаратуры – двигатель работает неравномерно, с перебоями;
  6. качество солярки – влияет на процесс сгорания, возможны детонации.

Указанные причины способны многократно увеличить амплитуду не системных колебаний в дизеле. Системные колебания производителем учтены, для их компенсации используются технические решения в самой конструкции ДВС.

Диагностика

Поскольку вращается маховик на валу ДВС, диагностировать его неисправности очень сложно. Например, даже для визуального осмотра придется снять крышку и частично разобрать узел сцепления. Посторонние звуки (треск) очень схожи с неисправностями стартера, так как зубья бендикса входят в зацепление с венцом маховика.

Таким образом, при внешнем осмотре после разборки можно выявить дефекты зубчатой передачи и заусенцы со стороны диска сцепления (при шлифовке допускается снимать максимум 0,3 мм).

Источник: https://v-mireauto.ru/dlya-chego-nuzhen-maxovik-v-dvigatele/

android-jzx90 ›
Блог ›
Что такое маховик?

Итак, маховик – это большое вращающееся колесо, накопитель кинетической энергии. Это если по научному. Маховики применяются не только в автомобиле строении, 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 маховик 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 вся функция маховика.

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 о маховике. 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 маховика», 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, что такое маховик.©

Источник: https://www.drive2.ru/b/1807049/

Как коробка передач, так и двигатель внутреннего сгорания оснащаются специальными устройствами, которые называются маховиками. В случае с моторами конструкция работы поршней предусматривает наличие нескольких мёртвых точек, в которые они попадают в процессе функционирования. Чтобы вывести поршни из этих положений, инженерами был предусмотрен специальный массивный элемент. Он называется маховиком двигателя. Этот элемент набирает силу инерции при вращении, что даёт возможность преодолеть мёртвую точку в нижних и верхних амплитудах. Это важный компонент силовой установки, который занимает особое место в конструкции двигателя, имеет несколько разновидностей и выполняет значимые функции в работе всей силовой установки.

Назначение маховика в автомобиле.

Что это

Первым делом нужно разобраться в том, что такое маховики в автомобилях и их двигателях внутреннего сгорания. Это деталь или компонент мотора, необходимый для регулировки поступления энергии. Постепенно маховик накапливает в себе энергию за счёт того, что её поступает больше, нежели необходимо для работы машины. При этом же маховик отдаёт накопленную энергию, если параметры потребления превосходят параметры поступления. Он необходим в конструкции двигателя для:

  • запуска мотора;
  • соединения ДВС и коробки передач (трансмиссии);
  • передачи крутящего момента от мотора на коробку;
  • стабилизации вращения коленвала.

Если говорить о том, как маховик выглядит, то тут можно выделить похожую на металлический диск конструкцию. Если посмотрите внимательно на края, то здесь увидите зубчатый венец. Когда автомобилист поворачивает ключ зажигания в замке, стартер сцепляется с венцом, поворачивает его, а маховик уже начинает вращение коленчатого вала, что и позволяет автомобилю двигаться. Хотя маховик считают неотъемлемым элементом двигателя внутреннего сгорания, на практике он тесно связан сразу с несколькими системами. А именно:

  • С редуктором системы пуска. Именно сюда передаётся вращение;
  • Со стартером. Маховик задаёт начальное вращение вала мотора;
  • С коробкой передач. Сюда маховик передаёт крутящий момент, получая его с диска сцепления;
  • С кривошипно-шатунным механизмом. Тут происходит процесс сглаживания импульсов при неравномерном вращении.

Большие размеры конструкции позволяют маховику при начальных вращениях набирать достаточную инерцию. Учитывая жёсткую связь с коленчатым валом, поршни двигателя при нахождении в верхних и нижних мёртвых точках не задерживаются. Они следуют дальше по ходу своего вращения, создавая новые циклы сжатия или воспламенения топливовоздушной смеси в ДВС. Поскольку имеются мёртвые точки, вращение вала происходит неравномерно, сначала набирается угловая скорость, а затем она теряется. Учитывая этот фактор, диаметры маховиков для каждого двигателя выбирают индивидуально, чтобы удавалось эффективно сглаживать угловые скорости в зависимости от промежутка времени.

Расположение

Автомобилисты справедливо задаются вопросами относительно того, где маховик находится в конструкции двигателя, и каким образом он располагается в силовой установке. Чтобы найти этот маховик, можно заглянуть в руководство по эксплуатации к своему автомобилю. На схеме чётко будет видно, где расположена деталь на конкретном моторе. Но даже если водитель не нашёл техническую документацию, с поиском элемента на практике проблем возникать не должно. На всех двигателях маховик находится возле коренного подшипника установленного коленвала. Это обусловлено тем, что именно этот подшипник самый мощный. А потому он сможет выдержать нагрузку от маховика.

На фланец коленчатого вала маховик фиксируется с помощью ступицы. При этом его обратная сторона зацепляется с главным сцепным диском или диском сцепления. То есть расположение можно охарактеризовать как установку маховика между корзиной сцепления и коленчатым валом силовой установки транспортного средства. Со стороны корзины осуществляется прочная фиксация с помощью болтового соединения. На наружном диаметре маховика предусматривается зубчатый венец. Он нужен для того, чтобы осуществлять зацеп за бендикс автомобильного стартера в тот момент, когда запускается двигатель.

На маховике обязательно присутствует специальная метка. Она предназначена для того, чтобы показывать оптимальное положение устройства относительно сцепного диска и коленчатого вала. То есть при демонтаже или замене маховик устанавливают строго согласно меткам. Каждый маховик предварительно перед установкой на автомобиль проходит процедуру балансировка на специальных стендах. Это необходимо с целью исключения возможного возникновения вибраций, которые могут передаваться на коленчатый вал автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Особенности устройства и принцип работы

Несмотря на достаточно важную роль, который выполняет маховик ДВС в работе всего автомобиля, его конструкция достаточно простая. Устройство представляет собой диск, диаметр которого составляет около 30-40 сантиметров. Размер уже зависит от конкретного мотора и его конструктивных особенностей. Край диска дополнен специальными зубцами. Именно за счёт этих зубцов происходит зацепление маховика с валом автомобильного стартера. Это позволят раскрутить коленчатый вал силовой установки в момент, когда происходит запуск двигателя, и машина начинает движение. Чтобы разобраться в принципе работы автомобильного маховика, установленного на двигателе, достаточно вспомнить обычную игрушечную юлу, которая была практически у каждого в детстве. Юлу раскручивали рукой, а маховик крутится за счёт работы коленвала. Когда юла раскручена, она может некоторое время вращаться самостоятельно, то есть прикладывать дополнительное усилие нет необходимости. В этом и проявляется принцип накопления энергии. Но если юла расходует эту энергию просто так, впустую, то автомобильные маховики передают её обратно, помогая раскручивать уже сам коленвал.

При запуске мотора вращение маховика создаётся стартером, что позволяет получить стартовую скорость и набрать инерцию. Далее поршень как бы зависает в положении верхней мёртвой точки, из-за чего коленвал вращаться уже не может. Но поскольку маховик накопил инерцию, он передаёт её на вал, и тот прокручивается, преодолевая мёртвую точку, а далее следует к новому циклу сжатия и воспламенения. Цикл постоянно повторяется, потому маховик успевает накопить энергию и обеспечить вращение валу. Параллельно с этим специальный датчик постоянно следит за тем, в каком положении находится вал и поршни на нём. Датчик передаёт полученную информацию на электронный блок управления, что позволяет вовремя подавать зажигание в нужные камеры сгорания.

Виды

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания могут оснащаться одним из 3 видов маховиков. А именно:

  • одномассовым (сплошным);
  • двухмассовым;
  • облегчённым.

Каждая конструкция имеет свои особенности, сильные и слабые стороны. Причём приведённый принцип работы относится скорее к одномассовым классическим решениям, в то время как двухмассовые функционируют несколько иначе.

Одномассовый

Это самый распространённый вариант маховика, который часто называют сплошным. Такое название обусловлено его сплошной конструкция. Внешне это диск определённого диаметра в диапазоне от 30 до 40 сантиметров. Наиболее актуальным материалом для производства одномассовых дисков маховиков выступает высококачественный чугун. На внешней стороне диска по всей окружности располагается зубчатое кольцо. Этот венец с зубцами делают из другого материала. Преимущественно используют сталь. Установка осуществляется методом непрессовки, что обусловило прочную фиксацию вента. Для монтажа диска-маховика на коленвал через специальный фланец с одной стороны конструкции предусмотрено наличие ступицы. А вторая плоскость маховика выполняет функции ведущего сцепного диска. Это позволяет говорить о том, что одномассовые маховики по своей конструкции достаточно простые. Из-за этого их так активно используют в составе современных двигателей. При этом важно отметить наличие одного существенного недостатка. Заключается он в недостаточной эффективности гашения колебаний, возникающих при вращении. В этом компоненте куда лучше работают двухмассовые аналоги. Их начали внедрять в конструкцию двигателя ещё в 80-х годах прошлого века.

По своему устройству двухмассовые маховики отличаются от одномассового. При этом возникает много споров относительно того, какой маховик всё же лучше, сравнивая одномассовый и двухмассовый диск. Для этого нужно рассмотреть его конструкцию, принцип работы, а также поговорить о хорошем и плохом. Конструктивно это пара дисков, которые соединяются при помощи пружинно-демпферной системы. Она позволяет исключить так называемые крутильные колебания двигателя, которые воздействуют на трансмиссию. Именно они оказались слабым местом одномассового диска. В итоге, за счёт такого решения, на автомобилях с двухмассовыми маховиками трансмиссия работает равномернее. Благодаря новым решениям, пара дисков, соединённых пружинно-демпферной системой, позволила отказаться от использования демпфера в самом ведущем диске автомобильного сцепления. Это повысило надёжность, и увеличило срок службы. Помимо указанных особенностей, можно выделить ещё несколько преимуществ двухмассовых дисков. Такие маховики:

  • снижают вибрации, которые идут от двигателя на трансмиссию;
  • снижают уровень создаваемого шума;
  • делают процедуру переключения скоростей более удобной;
  • защищают трансмиссию от перегрузок.

Некоторые исследователи утверждают, что при использовании двухмассовой конструкции удаётся снизить количество потребляемого топлива. Но при этом не стоит забывать о существовании определённых недостатков, которыми характеризуются маховики двухмассового типа. Главным минусом считается тот факт, что надёжность двухмассовых дисков заметно уступает этой характеристике у одномассовых. Для многих это предопределяющий фактор при выборе. Сниженная надёжность обусловлена тем, что конструкция включает эту самую пружинно-демпферную систему. На неё воздействуют сильные нагрузки, что приводит к быстрому износу. Это во многом объясняет, почему такие конструкции маховиков пока не так активно используют на автомобилях.

Но инженеры не остановились на достигнутом. Они активно ищут возможности, чтобы улучшить маховик с двумя дисками и повысить его надёжность. Особенно это актуально в связи с появлением большого количества низкооборотных двигателей, а также с мощными моторами с небольшим рабочим объёмом. Подобные силовые установки предъявляют повышенные требования в отношении гашения колебаний. Наиболее актуальной разработкой усовершенствованного двухмассового маховика является конструкция с центробежными маятниками. Что же касается принципа работы двухмассового маховика, то здесь процесс выглядит следующим образом:

  • В момент, когда запускается двигатель, одна часть получает значительную угловую скорость, в то время как вторая остаётся в неподвижном состоянии;
  • Параллельно первая часть маховика сжимает пружину, которая позволяет плавно начать вращать трансмиссионный диск;
  • Постепенно скорости двух частей выравниваются по отношению друг к другу, и начинают работать в одном режиме;
  • Когда водитель снижает обороты с помощью педали газа, вторая часть начинает вращаться быстрее первой;
  • Но и тут никаких жёстких ударов не происходит, поскольку параллельно сжимается другая пружина, но уже в другом направлении;
  • Снова половинки вращаются с одинаковой скоростью;
  • Цикл повторяется.

Подобный маховик имеет лучшие эксплуатационные характеристики, обеспечивает более плавную работу и лучше гасит колебания. Но по надёжности заметно уступает одномассовому аналогу. Выбор во многом следует основывать на том, что является приоритетным для самого двигателя. Если важна надёжность, то тут лучше использовать одномассовые диски. Но при повышенных требованиях к гашениям колебаний лучшим вариантом будет именно двумассовый тип маховика.

Облегчённый

Теперь касательно того, что дают автомобилю облегчённые маховики. Подобные конструкции используются при проведении тюнинга, то есть при технических доработках силовых установок. Стоит упомянуть о плюсах и минусах облегчённых маховиков. Они отличаются тем, что их масса отлично распределяется от центра к краям. За счёт этого вес конструкции снижается. Также снижается и момент инерции. Если автомобиль получает в своей конструкции такой тип маховика, заметно улучшается разгонная динамика. К преимуществам облегчённых конструкций относят:

  • снижение веса;
  • меньше затраты энергии для раскрутки;
  • меньший расход топлива (до 2-3%);
  • снижение механических потерь;
  • лучшая отдача двигателя;
  • более быстрый выход мотора на максимальные обороты;
  • стабильная и эффективная работа двигателя на высоких оборотах.

Но и про недостатки забывать не стоит. Начать следует с того, что подобные маховики крайне требовательны относительно правильной настройки и конфигурации. Любая ошибка приведёт к обратному эффекту и очень быстрой поломке. А ведь облегчённые конструкции и так объективно менее надёжные.

Основными минусами можно назвать:

  • более низкая прочность;
  • при низких и малых оборотах разницу не видно;
  • нужна обязательная балансировка с коленвалом и шкивом генераторного ремня;
  • хуже теплопроводность;
  • зимой трансмиссии нужно больше времени на прогрев;
  • высокая стоимость.

Устанавливать облегчённые маховики на автомобили, которые планируется эксплуатировать на малых и средних скоростях и оборотах, нет никакого смысла. Это лишь увеличивает затраты и приводит к дополнительным сложностям при эксплуатации. Облегчённые версии актуальны для мощных двигателей, которые регулярно работают при оборотах более 4-5 тысяч. Тогда водитель действительно почувствует эффект от использования другой конструкции маховика.

Вопрос взаимозаменяемости

Когда маховик выходит из строя, автомобилистам требуется поменять его на новый. При этом закономерно и часто возникает вопрос относительно того, можно ли одномассовый тип конструкции заменить на двухмассовый. Им интересно, что произойдёт, если поменять детали таким вот образом, и не будет ли это опасно для двигателя. Важно понимать, найдётся ли место двум разным маховикам на одном двигателе внутреннего сгорания, и насколько реальная их взаимозаменяемость. Никто не станет спорить с тем фактом, что одномассовые устройства значительно дешевле двухмассовых или демпферных. Потому владельцы автомобилей, на двигателях которых устанавливаются двухкомпонентные маховики, при их поломке должны выложить солидную сумму на приобретение детали. Чтобы сэкономить, некоторые размышляют относительно возможности поставить на место демпферного (двухмассового) маховика обычный цельнометаллический элемент. В отношении вопроса взаимозаменяемости нужно учитывать несколько очень важных моментов.

  1. Если установить одномассовый цельнометаллический маховик на место двухмассового в двигателе, то снизится показатель комфорта при эксплуатации. Но это не всё. Также будет снижаться ресурс ШРУСов, коробки переключения передач, редуктора, как и всего автомобильного мотора в целом.
  2. Если на место традиционного цельнометаллического маховика поставить облегчённый тип конструкции, то потеря в комфорте будет ощущаться в намного меньшей степени. Но чтобы всё работало хорошо, придётся перенастроить весь двигатель под изменённый эксплуатационный режим работы силовой установки.
  3. При замене традиционного одномассового элемента на демпферный требуется обязательно установить новый комплект автомобильного сцепления, а также специально его отрегулировать. Если этого не сделать, то будет плохо включаться вторая передача и возникнут проблемы с включением задней передачи.

Насколько рационально менять один маховик на другой, вопрос крайне спорный. Замена возможна, то есть детали можно считать взаимозаменяемыми. Но дополнительно приходится проводить ряд мероприятий, менять некоторые компоненты, проводить настройки и жертвовать некоторыми моментами комфорта. Финансово это всё равно не получается дешевле переходить с двухкомпонентного маховика на цельнометаллический, либо наоборот.

Классический одномассовый вариант конструкции отлично подходит двигателям внутреннего сгорания, поскольку он обладает простой конструкцией и большим запасом эксплуатационной надёжности. Двухмассовые пока не так распространены, потому их использовать нужно лишь на тех автомобилях, под которые они были разработаны. Облегчённые элементы являются сугубо прерогативой спортивных автомобилей или машин, которые подвергаются серьёзному техническому тюнингу. Это не такое частое явление, поскольку поменять характеристики мотора можно многими другими методами, достигая высокого уровня отдачи.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Кредит 6,5% / Рассрочка / Trade-in / 98% одобрений / Подарки в салонеМас Моторс

Источник: https://drivertip.ru/osnovy/chto-takoe-mahovik-v-avtomobile-dlya-chego-nuzhen.html

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*