Маховик для чего нужен
Перейти к содержимому

Маховик для чего нужен

  • автор:

Маховик: устройство, функции, признаки поломки

Маховик или маховичный накопитель энергии — деталь двигателей внутреннего сгорания. Маховик получает энергию от двигателя, накапливает ее и передает транспортным узлам, например, коленвалу или к механизму сцепления. При помощи маховика происходит равномерное высвобождение энергии — так сглаживаются задержки между тактами в работе ДВС.

Виды автомобильных маховиков

Сплошной (одномассовый) Самый простой по конструкции маховик. Представляет собой круглую пластину из особого сплава с зубчатым кольцом — венцом. Зубцы обеспечивают сцепление с валом стартера и дальнейшее раскручивание коленвала. Это наиболее распространенный вид, несложный в изготовлении и самый доступный по цене. Двухмассовый маховик Нередко водители меняют заводской маховик на двухмассовый. Он состоит из двух одинаковых пластин. Так же в строение добавляется еще один комплект пружин. В демпферном маховике находятся пружины разной жесткости. С помощью такой детали гасятся колебания, которые производит сам маховик. Двухмассовый маховик имеет ряд преимуществ: например, обеспечивает более ровную работу двигателя, усиливает защиту трансмиссии от перегрузок. В то же время из-за особенностей строения такая деталь не так надежна и стоит дороже. Облегченный Такой маховик редко устанавливают на заводе, чаще всего он используется для тюнинга — облегченная деталь ускоряет разгон. Снижение массы достигается за счет уменьшения стали в составе, поэтому изнашиваться маховик будет быстрее.

Неисправности маховика и их признаки

В большинстве случаев проблема решается заменой маховика, но оставлять без внимания другие узлы не следует. Нередко бывает, что неисправность маховика – результат неправильной работы связанных с ним систем. Изнашивание и/или повреждение зубчатого венца В основном венец выходит из строя из-за естественного износа или попадания в картер посторонних предметов. Иногда это происходит из-за неправильного монтажа запчастей – самого маховика или стартера. Если стартер «буксует» или при запуске отмечается стук – это повод обратиться на СТО. Биение маховика Биение маховика – это нормальный процесс, но только если величина биения не выходит за пределы, установленные производителем. Эта неисправность связана с работой сцепления: не до конца выжатое сцепление, пробуксовка или поломки приводят к повышенному износу рабочей поверхности маховика. Одна из самых простых причин – неправильный момент затяжки крепежных болтов, поэтому в первую очередь проверяем их. Такая мелочь как плохо затянутые болты может привести и к повреждениям посадочного места под фланец коленвала. Выработка на рабочей поверхности маховика Из-за естественного износа в месте, где ведомый диск сцепления контактирует с рабочей поверхностью маховика, возникает выработка. Этот процесс проходит годами, но водитель неосознанно может его ускорить: например, часто трогаться с пробуксовкой. При обнаружении выработки, а так же при наличии трещин следует заменить деталь. У двухмассового маховика нередко нарушается целостность или изнашиваются пружины. Иногда производят замену пружин, но подобрать их очень сложно. Слишком мягкие или жесткие пружины уменьшают эффективность запчасти. Неочевидные признаки, когда нужно обратить внимание на маховик: — увеличение вибрации; — трудности при запуске двигателя; — рывки при переключении скоростей; — усиление шумов на холостом ходе. Преимущества маховиков TRIALLI: — Снижают неравномерное вращение коленвала. — Уменьшают пульсацию крутящего момента. — Решают проблему колебания двигателя внутреннего сгорания при переключении передач. — Удобно монтировать на любой двигатель. Будьте в курсе — подписывайтесь на нас в социальных сетях: YouTube VK Одноклассники Telegram

Маховик: равномерность и надежность работы двигателя

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания можно найти массивную деталь кривошипно-шатунного механизма и других смежных систем — маховик. Все о маховиках, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе, ремонте и замене данных деталей — читайте в представленной статье.

Роль и место маховика в двигателе

Маховик (маховое колесо) — узел кривошипно-шатунного механизма (КШМ), сцепления и системы запуска поршневого ДВС; расположенный на хвостовике коленчатого вала металлический диск большой массы с зубчатым венцом, обеспечивающий стабильное функционирование мотора за счет накопления и последующей отдачи кинетической энергии.

Работа поршневых ДВС неравномерна — в каждом из его цилиндров за два оборота вала совершается четыре такта, и в каждом такте скорость движения поршня различна. Для устранения неравномерности вращения коленвала одинаковые такты в разных цилиндрах разнесены во времени, также в состав КШМ вводится дополнительный узел — маховик, выполненный в виде массивного металлического колеса, зафиксированного на задней части коленвала.

Маховик решает несколько ключевых задач:

  • Обеспечение равномерности угловой скорости коленчатого вала;
  • Обеспечение вывода поршней из мертвых точек;
  • Передача крутящего момента от коленчатого вала на механизм сцепления и далее на КП;
  • Передача крутящего момента от шестерни стартера на коленвал при пуске силового агрегата;
  • Некоторые типы деталей — гашение крутильных колебаний и вибраций, развязка КШМ и трансмиссии транспортного средства.

Маховик в сборе с коленчатым валом двигателя

Маховик в сборе с коленчатым валом двигателя

Данная деталь за счет значительной массы накапливает кинетическую энергию, получаемую во время рабочего хода, и отдает ее коленвалу на остальных трех тактах — этим обеспечивается как выравнивание и обеспечение стабильности угловой скорости коленвала, так и вывод поршней из ВМТ и НМТ (за счет возникающих сил инерции). Также именно через маховик осуществляется связь двигателя с трансмиссией автомобиля и передача крутящего момента от шестерни электростартера на коленвал при пуске мотора. Маховик критически важен для нормальной эксплуатации транспортного средства, поэтому при его неисправности необходимо как можно скорее выполнить ремонт или полную замену. Но прежде, чем начинать ремонтные работы, следует разобраться в существующих типах, конструкции и особенностях работы маховиков современных ДВС.

Типы и устройство маховых колес

На современных моторах используются различные по конструкции маховики, но самое широкое распространение получило три типа этих деталей:

  • Сплошной;
  • Облегченный;
  • Демпферный (или двухмассовый).

Наиболее простое устройство имеют сплошные маховики, которые находят применение на большинстве поршневых ДВС — от малолитражных, до самых мощных промышленных, тепловозных и судовых. Основу конструкции составляет чугунный или стальной диск диаметром 30-40 см и более, в центре которого выполнено посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала, а на периферии запрессован венец. Посадочное место для коленвала обычно выполнено в виде расширения (ступицы), в центре которого имеется отверстие большого диаметра, а по окружности располагается 4-12 или больше отверстий для болтов, посредством которых маховик фиксируется на фланце хвостовика вала. На наружной поверхности маховика выполнено место для установки сцепления и отформирована кольцевая контактная площадка для ведомого диска сцепления. На периферии маховика запрессовывается стальной зубчатый венец, посредством которого в момент пуска передается крутящий момент от шестерни стартера на коленвал.

Обычно при изготовлении маховик балансируется для предотвращения биений во время работы двигателя. При балансировке в различных местах маховика удаляются излишки металла (сверловкой), также с целью балансировки в определенном положении устанавливается сцепление и другие детали (если они предусмотрены). В дальнейшем ориентация маховика и сцепления не должна изменяться, в противном случае возникнет опасный для коленчатого вала и всего двигателя дисбаланс.

Облегеченный маховик

Облегеченный маховик

Аналогичную конструкцию имеют и облегченные маховики, однако в них для снижения массы выполнены окна различной формы и размеров. Выборка металла маховика с целью снижения его массы обычно выполняется в целях тюнинга и форсирования двигателя. Установка такого маховика несколько снижает стабильность работы силового агрегата на переходных режимах, но обеспечивает быстрый набор максимальных оборотов и в целом позитивно сказывается на мощностных характеристиках. Однако установка облегченного маховика может производиться только параллельно с выполнением других работ по тюнингу/форсированию двигателя.

Двухмассовые маховики имеют гораздо более сложную конструкцию — в их состав входят различные по устройству и принципу действия гасители крутильных колебаний и демпферы. В простейшем случае этот узел состоит из двух дисков (ведомого и ведущего), между которыми располагается гаситель крутильных колебаний — одна или несколько дуговых (свернутых в кольцо или изогнутых дугой) витых пружин. В более сложных конструкциях между дисками располагается ряд шестерен, которые выполняют роль планетарной передачи, а количество пружин может достигать десятка и более. Двухмассовый маховик, как и обычный, монтируется на хвостовик коленчатого вала и удерживает на себе сцепление.

Конструкция двухмассового маховика

Конструкция двухмассового маховика

Работает демпферный маховик довольно просто. Ведущий диск соединен непосредственно с фланцем коленчатого вала, получая от него крутящий момент, а также все колебания, вибрации и возникающие на переходных режимах толчки. Крутящий момент от ведущего диска на ведомый передается через пружины, однако они за счет своей упругости поглощают значительную часть вибраций, толчков и колебаний, то есть — выполняют функции демпфера. В результате такой развязки ведомый диск, а также соединенное с ним сцепление и трансмиссия, вращаются более равномерно, без колебаний и вибраций.

В настоящее время двухмассовые маховики, несмотря на их сложную конструкцию и относительно высокую стоимость, все чаще устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей. Рост популярности этих деталей обусловлен их лучшим качеством работы и защитой трансмиссии от негативных воздействий со стороны силового агрегата. Однако маховики сплошной конструкции благодаря своей цене, надежности и простоте очень широко используются на бюджетных авто, большинстве тракторов, грузовиков и иной технике.

Вопросы выбора, замены и обслуживания маховика

В процессе эксплуатации двигателя маховик подвергается значительным механическим нагрузкам, поэтому со временем в нем возникают разного рода неисправности — трещины, износ поверхности контакта с ведомым диском сцепления, износ и выломы зубцов венца, деформации и даже полное разрушение (этому подвержены чугунные детали). Неисправности маховика проявляются повышением уровня вибраций и шумов во время работы двигателя, ухудшением работы сцепления, ухудшением или невозможностью запуска мотора стартером (вследствие износа зубчатого венца) и т.д. При появлении этих признаков маховик необходимо осмотреть, при необходимости демонтировать и подвергнуть дефектации, а в случае обнаружения неисправностей — выполнить замену детали в сборе.

Наиболее часто в маховиках сплошной конструкции причиной проблемы становится зубчатый венец, а также трещины и поломки самого диска. При нормальном состоянии маховика венец можно заменить, на замену следует брать деталь того же типа и модели, что стояла ранее. В случае необходимости можно использовать венец с иным числом зубов, однако такая замена не всегда возможна. Демонтаж строго венца обычно выполняется механически — ударами молотка через зубило или иной инструмент. Установка нового венца производится с его нагревом — вследствие температурного расширения деталь легко встанет на свое место, а после остывания надежно зафиксируется на маховике.

В демпферных маховиках зачастую возникают более сложные неисправности — поломка или полное разрушение дуговых пружин, износ подшипников, износ трущихся деталей дисков и т.д. В большинстве случаев двухмассовый маховик не подлежит ремонту, а заменяется в сборе. В отдельных ситуациях возможна замена венца и подшипников, но эти работы лучше доверять специалистам. Диагностика демпферного маховика проводится как на двигателе, так и на снятой детали. В первую очередь проверяется угол отклонения ведомого маховика и люфт, если угол слишком большой или, напротив, маховик заклинил, то деталь должна быть заменена.

Все диагностические работы и замена маховика должны выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Для доступа к детали в большинстве случаев приходится демонтировать коробку передач и сцепление, что связано с дополнительными затратами времени и сил. При монтаже нового маховика необходимо соблюдать ориентацию сцепления, а также использовать определенных тип крепежа и, если это нужно — типы смазочных материалов. Если маховик подобран и заменен правильно, то двигатель и трансмиссия будут надежно работать, уверенно выполняя свои функции.

Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен

Современные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) состоят из множества деталей и узлов, причем каждый из элементов играет отведенную для него роль. Имеется такая роль и у маховиков, которые являются хотя и достаточно простыми по своей конструкции, но важными по назначению компонентами силовых агрегатов.

Устанавливаются маховики на торцевых частях коленчатых валов, неподалеку от коренных задних подшипников. У многих владельцев транспортных средств, не очень хорошо разбирающихся в нюансах конструкции двигателей, нередко возникает вопрос: что такое маховик в автомобиле и зачем он вообще нужен? Попробуем ответить на этот вопрос.

Маховик: что это и для чего он нужен

Схематичное изображение маховика на коленчатом валу: 1 — коленчатый вал; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная шейка; 5 — противовес

Маховик — это похожее на диск устройство, которое крепится к задней части коленчатого вала.

Маховик имеет достаточно значительную массу и, соответственно, способен, согласно законам физики, накапливать и отдавать кинетическую энергию. Именно благодаря такому свойству эти узлы используются в современных двигателях внутреннего сгорания в качестве конструкций, позволяющих сглаживать неравномерность вращения коленчатого вала. В периоды рабочего хода поршня маховики накапливают энергию крутящего момента, а когда поршни находятся в так называемых «мертвых точках», выводят эти детали из них, отдавая энергию.

Необходимо отметить, что чем большим количеством цилиндров оснащен ДВС, тем более равномерным крутящим моментом он обладает. Следовательно, в таких двигателях внутреннего сгорания можно использовать маховики меньшего веса, чем в тех моторах, которые имеют небольшое количество цилиндров.

Еще одной важной функцией маховиков двигателей внутреннего сгорания является трансляция крутящего момента на коленчатый вал от стартера. На внешней окружности этого узла монтируется зубчатый стальной обод, который называют венцом. Он находится в зацеплении с валом, идущим от стартера и имеющим зубчатое колесо. Когда водитель включает зажигание, стартер проворачивает этот вал, а он, в свою очередь — маховик, который приводит в движение коленчатый вал. Именно благодаря этому и производится запуск двигателя.

Кроме того, маховики играют немаловажную роль в трансмиссии современных автомобилей, играя в них роль ведущих дисков сцепления. Таким образом, именно благодаря им вращательный момент коленчатого вала ДВС передается на коробку переключения передач, а уже от них транслируется на ведущие колеса.

Разновидности маховиков

маховик на двигателе

Как выглядит маховик на собранном двигателе

В современных двигателях внутреннего сгорания используется три разновидности маховиков:

  • Одномассовые (сплошные);
  • Двухмассовые;
  • Облегченные.

Каждая из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

Одномассовые маховики

Эта разновидность является наиболее распространенной. Одномассовый маховик двигателя внутреннего сгорания имеет сплошную конструкцию и представляет собой довольно массивный диск, имеющий диаметр от 300 до 400 миллиметров. Чаще всего для его изготовления используется высококачественный чугун.

На внешнюю сторону одномассового маховика, по всей окружности устанавливается венец — зубчатое кольцо, изготовленное из стали. Его монтаж производится по технологии напрессовки, и поэтому оно фиксируется очень прочно. Для того чтобы закрепить одномассовый маховик на коленчатом валу (а точнее — к установленному на нем специальному фланцу), с одной стороны этой детали выполняется ступица. При этом другая, противоположная плоскость одномассового маховика, играет роль ведущего диска сцепления.

Таким образом, одномасовый маховик достаточно прост по своей конструкции, недорог в производстве, чем и обусловлено его широкое применение в современных двигателях внутреннего сгорания. Есть у него и один достаточно серьезный минус, который состоит в том, что он недостаточно хорошо гасит крутильные колебания. Гораздо лучше с этой задачей справляются двухмассовые маховики. В конструкции двигателей внутреннего сгорания они активно применяются со средины 80-х годов прошлого века.

Читайте также: Признаки неисправности датчика положения коленвала.

Двухмассовые маховики

двухмассовый маховик

Пример внутреннего устройства двухмассового маховика

Конструктивно они состоят из двух дисков, которые соединены между собой специальной пружинно-демпферной системой. Она предназначена для того, чтобы избавить трансмиссию автомобиля от постоянно возникающих крутильных колебаний силового агрегата и сделать ее функционирование равномерным. Использование двухмассового маховика вместо одномассового дает возможность отказаться от использования в ведущем диске сцепления демпфирующего устройства, повысить, таким образом, его надежность и долговечность.

Кроме того, применение таких маховиков позволяет:

  • Существенно снизить вибрации, передающиеся от двигателя к трансмиссии;
  • Снизить уровень ее шума;
  • Сделать более удобным переключение передач;
  • Обеспечить защиту трансмиссии от перегрузок.

Согласно некоторым исследованиям, применение двухмассовых маховиков даже способствует снижению потребления двигателем топлива.

Необходимо, однако, признать, что эти узлы имеют и некоторые недостатки. Главным из них является то, что они не столь надежны, как одномассовые. Дело в том, что входящая в их конструкцию пружинно-демпферная система испытывает на себе немалые нагрузки и поэтому довольно быстро изнашивается. Во многом именно по этой причине двухмассовые маховики пока используются не очень широко.

Следует заметить, что сейчас ведутся активные разработки по улучшению конструкции этих узлов. Они связаны, прежде всего, с тем, что появляется все большее количество двигателей, работающих на низких оборотах, а также моторов, имеющих достаточно большую мощность при относительно скромном рабочем объеме. Такие ДВС требуют от маховиков высокой степени гашения колебаний, и конструкторы пытаются решить эту проблему. Уже сконструированы и успешно прошли испытания двухмассовые маховики, в которых используются центробежные маятники. Они создают колебания в противофазе основным и, таким образом, гасят их.

Облегченные маховики

Такие маховики используются при тюнинге силовых агрегатов. Они характеризуются тем, что их масса перераспределена от центра к краям. Это позволяет уменьшить вес конструкций, а также момент инерции. Автомобили с установленными на них облегченными маховиками имеют улучшенную разгонную динамику.

Читайте также: Оппозитный двигатель — что это такое.

Видео на тему

Теория ДВС: Маховик

  • Теория ДВС: Маховик

    Как ВЫ убиваете Двухмассовый МАХОВИК вашего АВТО!!

  • Как ВЫ убиваете Двухмассовый МАХОВИК вашего АВТО!!

    Теория ДВС: Облегчённый маховик ВАЗ-21083 3.3 кг

  • Теория ДВС: Облегчённый маховик ВАЗ-21083 3.3 кг

    Маховик Матиз: что это?

  • Маховик Матиз: что это?

    Маховик

    Маховиком называется металлический диск большой массы, совмещающий функции элемента КШМ, систем сцепления и запуска двигателя (с помощью своего зубчатого венца передает крутящий момент от стартера).

    Функции маховика в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания:

    • Снижение неравномерности вращения до приемлемого уровня за счет накопления кинетической энергии в течение такта рабочего хода. Энергия накапливается благодаря большой массе маховика и в течение трех остальных тактов передается коленчатому валу, что позволяет выравнять и поддерживать стабильную угловую скорость. Большое количество цилиндров двигателя позволяет массу маховика уменьшить, при этом повышается продолжительность рабочего хода поршня и достигается равномерность крутящего момента.
    • Передача крутящего момента от двигателя к сцеплению и далее к трансмиссии и ведущим колесам.
    • Передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал при запуске двигателя.
    • Вывод поршней за счет силы инерции из ВМТ и НМТ.
    • Демпфирование вибрации и крутильных колебаний.

    Маховик устанавливается между двигателем и коробкой передач, крепится к торцу коленвала.

    Виды и особенности конструкции маховиков

    Маховик одномассовый

    Отличается простотой конструкции и значительной надежностью, благодаря чему получил большое распространение. Диск диаметром 300-400 мм изготавливают из стали или чугуна. В центре предусмотрено посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала. Посадочное место представляет собой ступицу (расширение) с большим отверстием в центре. Фиксируется 4-12 болтами, отверстия под которые размещены на окружности.

    В данной конструкции функцию ведущего вала сцепления выполняет противоположная сторона детали. На наружной поверхности предусмотрено место под установку сцепления и кольцевой контактной площадкой для ведомого диска сцепления. Стальной зубчатый венец напрессован по окружности внешней стороны.

    Популярности и массовому распространению данной разновидности маховика способствуют относительно простая конструкция и небольшая стоимость производства. К недостаткам относится неспособность в необходимом объеме погасить крутильные колебания, характерные для современных более мощных, но при этом менее объемных двигателях. Это послужило причиной выбора двухмассовых маховиков для установки на новых двигателях.

    Маховик двухмассовый демпферный

    Применение в конструкции двухмассового маховика пружинно-демпферной системы, расположенной между ведущим и ведомым дисками детали с соединением с помощью подшипника, дало возможность не устанавливать в ведомом диске сцепления демпфирующее устройство. Передача крутящего момента на ведомый диск происходит с задержкой из-за пружинно-демпферной системы внутри, что позволяет в значительной степени гасить крутильные колебания и вибрации.

    Примечание: в конструкции двухмассового маховика предусмотрено соединение ведущего диска непосредственно с фланцем коленчатого вала.

    Преимущества маховиков данного вида:

    • защита трансмиссии;
    • уменьшение износа синхронизаторов;
    • более удобное переключение передач;
    • гашение вибраций, колебаний, толчков.
    • стоимость производства, обслуживания и замены выше;
    • выше и требования к условиям эксплуатации (нужно избегать езды на низких оборотах, сильных вибраций, не допускать перегрева мотора).

    В специализированной литературе на английском или немецком языках используют несколько названий двухмассовых маховиков. Это соответствующие аббревиатуры: DMF (Dual-Mass Flywheel, английский вариант) и ZMS (ZweiMassenSchwungrad, немецкий вариант).

    Маховик двухмассовый с маятниковым гасителем колебаний

    Особенность этого маховика заключается в усовершенствованной пружинно-демпферной системе, получившей дополнение в виде центробежного маятника (грузы по окружности махового колеса). При низких оборотах двигателя незначительная центробежная сила вызывает раскачивание грузов. Раскачивание грузов вызывает колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями, частично погашенными пружиной. Такая конструкция позволяет полностью погасить колебания. Увеличение числа оборотов приводит к уменьшению амплитуды центробежного маятника и значений в демпфировании.

    Преимущество данной конструкции заключается в оказании помощи в устранении неравномерности вращения коленчатого вала на низких оборотах. Это позволяет соответствовать главным трендам в современном автомобилестроении:

    • уменьшить вес и объем двигателя при сохранении мощности;
    • увеличить диапазон крутящего момента с включением в него низких оборотов.
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *