Для чего нужен маховик в коробке

Устройство маховика

Все автолюбители знают, что сцепление является одной из ключевых систем любого автомобиля. Основной задачей сцепления является передача крутящего момента на коробку передач. В системе сцепления одной из самых важных деталей является маховик, располагающийся между трансмиссией и двигателем. Какое устройство маховика, какие существуют разновидности данной системы и для чего необходим ведущий диск? Мы с Вами разберём все вопросы в этой статье.

Что представляет собой маховик и зачем он нужен?

При рассмотрении конкретных функций маховика выделяются следующие характеристики:

Другими словами, маховик необходим для выполнения трех важных функций: запуска двигателя со стартера, передаче момента на КПП и обеспечение равномерной работы коленвала.

Сам принцип функционирования объяснить достаточно просто: представьте для наглядности обычный игрушечный волчок. Если волчок начинает раскручиваться от руки, то маховик — от вращательных движений коленвала. Волчок будет крутиться до тех пор, пока не закончится приложенная энергия. Ведущий диск способен передавать полученную энергию обратно, тем самым заставляя работать коленвал. В результате мы имеем замкнутую систему, при которой обеспечивается работа маховика.

Как устроен маховик?

Он представляет собой обычный диск диаметром 30-40 см. На торце располагаются зубья, благодаря которым достигается сцепление ведущего диска с валом стартера и последующее раскручивание коленвала при запуске двигателя. Маховик расположен на выходной части коленвала двигателя, а с другой стороны к нему фиксируется болтами корзина сцепления или гидротрансформатор. Отметим, что устройство маховика напрямую зависит от его принадлежности к определенной группе.

На сегодняшний день выделяются три вида маховиков:

Ввиду преимуществ демпферного маховика, он является предпочтительной и перспективной моделью в наше время. Именно поэтому мы предлагаем нашим читателям подробней ознакомиться с его устройством, ведь он всё чаще встречается на автомобилях.

Особенности устройства двухмассового маховика

Конструктивные особенности детали заключаются в наличии двух корпусов, один из которых устанавливается на коленвал с последующим соединением с коленвалом, а второй соприкасается рабочей поверхностью с диском сцепления. Соединение между корпусами обеспечивается за счет двух подшипников (осевого и радиального), которые могут свободно скользить вне зависимости от работы друг друга. Также в середине детали установлена демпфирующая система, состоящая из пружин. Все механизмы обработаны специальной консистентной смазкой, она обеспечивает надежную работу пружин и сепараторов между ними.

В двухмассовом маховике располагается два пакета пружин. Мягкий пружинный пакет обеспечивает мягкость запуска и остановки, а с помощью жесткого пакета обеспечивается демпфирование колебаний в рабочих диапазонах оборотов двигателя.

Принцип работы

Принцип действия эффективный и простой одновременно. Из-за повышения инерционного момента масс на входном валу КПП резонансное количество оборотов становится меньше, чем диапазон оборотов ДВС. Благодаря этому обеспечивается гашение колебательных движений, генерируемых силовым агрегатом. Гашение колебаний достигается за счет демпферно-пружинной системы, которая не допускает соударений частей КПП. В результате достигается уменьшение нагрузки на рабочие элементы.

Какие преимущества и недостатки?

На практике водителю важны не столько технические показатели и конструктивные особенности механизма, сколько удобство и комфорт вождения. Установка в автомобиль двухмассового маховика дает на практике следующие преимущества:

Несмотря на многочисленные преимущества, у него имеются и недостатки. Во-первых, стоимость достаточно высокая. Во-вторых, срок эксплуатации значительно ниже, чем у дисков сцепления других разновидностей. Такой недостаток обусловлен конструкцией и внутренней смазкой, которая в течение эксплуатации разрушается. Это единственные существенные недостатки, которые имеются у двухмассовых маховиков.

Несмотря на то, что ресурс эксплуатации детали не является неограниченным, при правильной езде ресурс оценивается в 350-400 тысяч километров.

Для этого следует придерживаться следующих рекомендаций эксплуатации:

По итогам можно сделать следующие выводы: ведущий диск является неотъемлемой частью системы управления автомобилем. В наше время наиболее перспективной считается двухмассовая система маховика, которая имеет весомые преимущества перед остальными видами. А при правильной эксплуатации автомобиля Вы не будете бояться поломок достаточно продолжительное время.

Источник

Маховик

Маховик — это часть кривошипно-шатунного механизма, системы сцепления и системы запуска двигателя, в виде диска большой массы с зубчатым венцом. Некоторые модификации маховиков имеют свои аббревиатуры – о них читайте в разделе “виды маховиков”.

Зачем нужен и где находится маховик в современном автомобиле

Маховик в автомобилях с ДВС выполняет следующие функции:

Маховик крепят к торцу коленвала. По отношению к двигателю маховик находится снаружи, между мотором и коробкой передач.

Виды маховиков и особенности конструкции

Устройство двухмассового маховика: 1 — ступица; 2 — радиальный подшипник; 3 — первичный диск; 4 — дуговая пружина; 5 — фланец; 6 — зубчатый венец; 7 — вторичный диск; 8 — вентиляционное отверстие; 9 — уплотнительная мембрана; 10 — кольцевая камера, заполненная смазкой.

Одномассовый маховик

Он устроен проще всего, поэтому надежен и наиболее распространен. В центре диска из чугуна или стали, диаметр которого составляет 300-400 мм, находится посадочное место для установки на хвостовик коленвала. Оно представляет собой расширение (ступицу). В центре — большое отверстие, а 4-12 отверстий под болты помещены на окружности для фиксации.

Противоположной стороне отводится роль ведущего диска сцепления. Наружную поверхность оснастили местом под установку сцепления и кольцевой контактной площадкой — под ведомый диск сцепления. По окружности внешней стороны напрессовали зубчатый венец из стали.

Простота конструкции, относительная дешевизна производства обусловили массовое распространение такого вида маховиков Существенный недочет конструкции — она не способна в достаточной степени погасить крутильные колебания, возникающие в современных более мощных, но при этом менее объемных моторах. Поэтому на таких автомобилях зачастую устанавливают двухмассовые маховики.

Двухмассовый (демпферный) маховик

Между двумя дисками конструкции (ведущим и ведомым), которые соединены подшипником, расположена особая пружинно-демпферная система. Ее применение позволило отказаться от использования в ведомом диске сцепления демпфирующего устройства. Ведущий диск двухмассового маховика непосредственно соединен с фланцем коленвала. Крутящий момент передается на ведомый диск, но благодаря пружинно-демпферной системе внутри это происходит с задержкой и с гашением вибраций и крутильных колебаний.

Двухмассовые маховики имеют ряд преимуществ:

Но есть и недостатки:

Двухмассовые маховики имеют ряд названий, которые по сути являются аббревиатурами: DMF (Dual-Mass Flywheel на английском) или ZMS (ZweiMassenSchwungrad на немецком).

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Эта новая разновидность двухмассового маховика. Пружинно-демпферная система получила дополнение – центробежный маятник в виде грузов по окружности махового колеса. Низкие обороты двигателя вызывают раскачивание грузов ввиду незначительной центробежной силы. Вызванные колебания находятся в противофазе с теми, что частично сгладили пружины, что позволяет окончательно их погасить. При возросших оборотах амплитуда центробежного маятника уменьшается, как и значение в демпфировании.

Главное достоинство конструкции — помощь в устранении неравномерности вращения коленвала на низких оборотах. Его распространение связано с доминирующими в автомобилестроении тенденциями:

Неисправности и их признаки

Ввиду немалых нагрузок со временем маховик деформируется и разрушается.

В одномассовом маховике проблемным местом может быть зубчатый венец, который может разрушаться со временем. Его демонтируют механическим способом. При установке нового – приходится прибегать к нагреву и заменять болты. Также возможно появление трещин и поломок диска. Решается только заменой детали целиком.

Повреждение зубьев венца

Замена венца на одномассовом маховике

Чтобы своевременно выявить неисправности одномассового маховика, обращайте внимание на:

Что касается двухмассового маховика, то его более сложная конструкция подразумевает возникновение неисправностей, которые устранить труднее. В нем могут:

Поломка пружин в двухмассовом маховике

Признаки проблем с двухмассовым маховиком следующие:

В теории двухмассовый маховик можно перебрать, но на практике его только меняют.

Подбор и покупка деталей

Одномассовый маховик меняется только на деталь такой же конструкции. Для тюнинга автомобилей применяют облегченные маховики, но его нельзя просто установить — нужно менять или компоненты двигателя, или хотя бы настройки его работы.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Источник

Маховик в автомобиле

Есть в конструкции каждого современного автомобиля деталь, которая, несмотря на кажущуюся простоту, играет критически важную роль в работе силовой установки и всего ТС в целом.

Речь идет о маховике, внешне похожем на обычный диск, обладающий, правда, внушительным весом. Что такое маховик, каково его предназначение, а также каковы признаки неисправности этого элемента конструкции – об этом пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.

Назначение и принцип работы маховика

Маховик двигателя – это литой, отлично сбалансированный тяжелый диск, выполненный из чугуна и имеющий на кромке стальные зубья, которые предназначены для сцепления со стартером. Называются они венцом маховика или зубчатым венцом.

Деталь, ставшая темой этой статьи, служит для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. В том случае, если КПП механическая, на маховике находится корзина сцепления, а если речь идет об авто с «автоматом», на нем крепится гидротрансформатор.

Как уже говорилось выше, маховик – деталь крупная, непосредственное влияние на ее точный вес оказывает мощность движка и число цилиндров. Данный элемент конструкции призван накоплять энергию, поступающую от коленвала, и создавать при этом требуемую инерцию.

Из 4-хтактов двигателя внутреннего сгорания полезное действие, то есть рабочий ход, выполняет лишь один. Все остальные такты выполняются по инерции, а для этого как раз необходим маховик, который крепится на конце коленчатого вала.

Опишем роль маховика конкретнее:

Принцип работы этой детали предельно прост. Создаваемый коленвалом крутящий момент поступает на первичный диск, а он приводит к отклонению находящейся внутри пружины.

Когда сжатие достигло требуемого показателя, крутящий момент поступает на второй диск. Продуманная конструкция подавляет значительные колебания от силового агрегата и тем самым заметно снижает нагрузку на трансмиссию.

Разновидности маховиков

Сейчас используется 3 вида комплектующих:

Согласно другой классификации, детали подразделяют на два вида – одно- и двухмассовые. Поговорим о них более подробно.

Одномассовые

Одномассовый маховик представляет собой цельнолитое изделие, характеризующееся простотой конструкции. Оно получило наиболее широкое распространение благодаря высокой надежности и доступности с финансовой точки зрения.

Центральную часть детали занимает диск размером около 30-40 см, посередине находится отверстие – посадочное место для монтажа. Это посадочное место выполнено в виде ступицы с крупным отверстием по центру и более мелкими по всей окружности для максимально надежной фиксации с помощью болтов.

На наружной стороне предусмотрено место для монтажа сцепления и т.н. контактная кольцевая площадка. Внешняя сторона окружности – это множество стальных зубцов, полученных методом прессования.

Именно одномассовые маховики используются в автомобилях чаще всего по причине их дешевизны, однако значительным недостатком этих моделей является неспособность в должной мере погасить крутильные колебания.

Двухмассовые

Этот вид маховиков используется в автомобилях, оснащенных мощными моторами. С конструкционной точки зрения они представляют собой два диска, расположенных в одном корпусе и приходящих в зацепление посредством демпфирующей системы.

Двухмассовый маховик еще называют демпферным, т.к. между дисками, соединенными подшипником, находится пружинная система, наличие которой исключило необходимость привлечения демпфирующего устройства на том диске сцепления, который является ведомым. Передача крутящего момента происходит с небольшой задержкой, что позволяет минимизировать толчки и вибрации.

По сравнению с одномассовыми у двухмассовых маховиков есть целый ряд плюсов:

Что касается недостатков двухмассовых маховиков, то они сводятся к более высокой цене и определенным сложностям в процессе обслуживания. Также эти детали не любят езды на низких оборотах двигателя и боятся перегрева.

Облегченные

Как правило, такие варианты устанавливают во время проведения тюнинга авто. Они отличаются небольшим весом, который способствует повышению производительности мотора и снижению инерции.

Машина становится динамичнее, чутко отзывается на педаль акселератора, но важно помнить о том, что использование такого маховика возможно лишь с учетом показателей мотора, а ставить его следует в комплексе с другими работами по совершенствованию технических показателей силовой установки.

В числе неоспоримых достоинств подобной конструкции следует упомянуть устранение проблемы неравномерного вращения коленвала на минимальных оборотах, способность сделать силовую установку меньшей в плане объема и легче без малейшего ущерба ее мощности.

Неполадки и способы их устранения

Деталь, которой посвящен наш сегодняшний разговор, испытывает серьезные нагрузки, поэтому со временем она приходит в негодность и деформируется. В одномассовых моделях чаще всего из строя выходит венец, который в процессе продолжительной эксплуатации попросту разрушается.

Отвечая на вопрос о том, как снять маховик, отметим, что делается это механическим способом, а вот когда нужно установить новую деталь, ее нагревают, заменив при этом не только комплектующую, но и болты-фиксаторы.

В том случае, если на поверхности появились трещины, или же разломался сам диск, выполнить ремонт маховика невозможно – его придется полностью заменить.

Наиболее распространенными признаками неисправности одномассового диска являются:

Двухмассовые модели характеризуются поломками, устранить которые будет куда сложнее. Речь идет о выходе из строя либо полном разрушении пружин, об износе подшипников и прочих деталей, часто подвергаемых трению.

О том, что этот элемент конструкции пришел в негодность, свидетельствуют вибрации в момент запуска двигателя (появляются толчки, которые передаются на КПП и отчетливо ощущаются, если положить ладонь на рычаг).

Когда мотор работает на холостых, появляется стук, при разгоне ощущаются вибрации, а при переключении скоростей – толчки. Теоретически двухмассовый маховик поддается ремонту, но в реальности его чаще всего меняют.

Заключение

Как следует из всего, изложенного выше, можно сделать вывод о том, что маховик – это важнейшая деталь силовой установки и трансмиссии, от которой напрямую зависит работоспособность транспортного средства, а также комфорт и безопасность езды.

Двухмассовый маховик двигателя

Источник

Маховик двигателя: его назначение и устройство

Маховик двигателя считается одним из важнейших элементов без которого невозможна полноценная работа силовой установки и транспортного средства в целом. Представляет собой маховик литой и хорошо сбалансированный чугунный диск с напрессованными стальными зубьями для зацепления со стартером мотора. Передает маховик крутящий момент от двигателя на коробку передач автомобиля. Если на авто механическая коробка передач, то на маховике крепится корзина сцепления, а при автоматике гидротрансформатор. Представляет собой маховик довольно массивную деталь. Его масса в основном зависит от мощности мотора и количества цилиндров в нем. Основное назначение маховика лежит в аккумулировании кинетической энергии от коленвала и в создании полезной инерции. Исходя из всего сказано можно обобщить, что основные функции маховика входит обеспечение плавной работы мотора, передача крутящего момента от двигателя на КПП и обеспечение работы сцепления, а также передачу крутящего момента от стартера на венец маховика для запуска мотора.

Какие бывают маховики?

Сегодня существует три вида таких устройств. Первый тип сплошной — считается наиболее простой и распространенной конструкцией. По виду представляет собой литой чугунный диск. Для АКПП гораздо легче обычного, потому как рассчитан на совместное использование с гидротрансформатором. Второй вид — это облегченный маховик. Устанавливают такой вариант преимущественно при тюнинге авто, трансмиссии или мотора. За счет своего небольшого веса такой маховик уменьшает инерцию и повышает производительность мотора на 5%. На педаль газа авто откликается быстрее и авто становится с ним более динамичным. при этом такой облегченный вариант можно делать только в комплексе с другими работами, направленными на улучшение характеристик трансмиссии и мотора. Третий вариат маховиков — это двухмассовые маховики. Они имеют более сложную конструкцию и устанавливаются в основном на современные автомобили. Применяется такое устройство и на АПКК и на МКПП без гидротрансформатора. Такие маховики прекрасно подавляют вибрации, шум и защищают трансмиссию и синхронизаторы.

Как работает двухмассовый маховик и почему стоит выбрать его?

Принцип работы двухмассового маховика достаточно прост. От коленчатого вала передается крутящий момент первичному диску. Он отклоняет пружинную конструкцию внутри и достигнув определенного уровня сжатия, крутящий момент начинает передаваться на второй диск. Система гасит высокие колебания мотора и за счет значительно снижается нагрузка на КПП. среди наиболее очевидных плюсов двухмассового маховика моно выделить то, что он обеспечивает мягкую и плавную работу двигателя и коробки передач. Также он позволяет добиться низкого уровня шума и вибрации.

Подробнее о маховике силовой установки будет рассказано в этом интересном видеоматериале:

Источник

Маховик в машине: назначение, виды, как работает, из чего состоит, где находится

Маховик или маховое колесо – это функциональная деталь современных дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Внешне конструктивный элемент очень прост, но он выполняет важнейшие функции – без него невозможна полноценная работа мотора.

По сути маховик – это обыкновенное колесо, призванное снижать неравномерность вращения коленчатого вала, передавать крутящий момент к коробке передач от двигателя (ДВС) и стартера.

Деталь по форме диска и схеме бывает одномассовой, двухмассовой и облегченной. От этого зависит работа сложного устройства – мотора и чувствительность сцепления. Простой диск связывает коленчатый вал и другие детали под капотом автомобиля. В случае поломки придётся заплатить полную стоимость маховика, потому что часто показана полная замена в сборе, качественный ремонт часто невозможен.

Как выглядит маховик

В статье подробно расскажу, что такое маховик, для чего он нужен, виды, как работает, из чего состоит, где находится, какие бывают неисправности и как выбрать эту деталь на замену. Обещаю, будет интересно!

Маховик: что это такое

Устройство маховика очень простое. Он представлен в виде тяжёлого диска или колеса с зубчатым краем (зубчатым венцом). Чаще всего его изготавливают из чугуна, его диаметр 35-40 см. Он закреплён на задней части коленчатого вала. Элемент обеспечивает соединение двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией автомобиля.

Как по-другому называется маховик? Это – маховое колесо, но такой термин используется реже.

По-научному он называется так – накопитель кинетической энергии, которую он передаёт в виде энергии крутящего момента. Маховики используют не только в машиностроении, но и в других видах производства. А давным-давно эффект маховика применяли в гончарном круге и колесе ветряной мельницы. Затем маховики уже ставили в паровых машинах и ветроэлектростанциях.

Работа маховика основана на передаче энергии

Основная функция элемента – смягчение и плавная передача крутящего момента. Для достижения этого условия на механизм устанавливается специальная корзина сцепления. Она фиксирует диск и обеспечивает прочное соединение с элементами механизма. Этот компонент необходим для передачи крутящего момента от мотора на другие детали, благодаря которым колёса приводятся в движение.

Если в моторе немало цилиндров, то он имеет более равномерный крутящий момент. Поэтому в многоцилиндровых двигателях можно применять небольшие маховики, чем в тех, которые имеют мало цилиндров.

Определенные условия

Под определенными условиями нужно понимать все то, что вызывает резонансные колебания. Резонанс можно охарактеризовать тем, что когда он образуется, растет амплитуда колебаний. Из школьного курса физики известно, что резонанс роты солдат, шагающей в ногу, может разрушить крепкий мост.

Легко представить, что может случиться с двигателем, если в нем начнут происходить подобные процессы. Если воздействия от тактов сгорания топлива вместе с кинематическими силами совпадут с частотой колебаний вала, то резонанс просто сломает коленчатый вал так же легко, как пальцами ломается спичка. При этом, чтобы обеспечить удовлетворительную работу мотора в широких пределах оборотов, необходим маховик.

Его задача – снизить обороты в режиме холостого хода и при начале движения авто. Чем больше инерционный момент элемента, тем меньше обороты. Однако маховик большой и тяжелый, а это увеличивает риск резонанса. Поэтому, чтобы устранить эти риски, инженеры применяют демпферы крутильных колебаний. Колебания преобразуются в тепловую энергию.

Где находится маховик в машине

Само по себе устройство маховика довольно простое. Это цельнолитой диск, достигающий 30-40 см в диаметре. Но, внешняя простота не предопределяет его незначимость. Что делает маховик в двигателе, знают не все автомобилисты, хоть эта информация и помогает избежать его поломок и преждевременного износа.

Но для начала стоит разобраться, где находится и как крепится маховик на коленчатом валу. Он располагается под капотом автомобиля, но обнаружить его с первого взгляда – невозможно. Элемент находится в глубине двигателя, закрыт от посторонних глаз с помощью специальных кожухов.

Точное положение конструктивного элемента — на одном из концов коленвала, раскручиваемого с помощью работы поршней двигателя. Между деталями обеспечивается надёжное крепление. Это важное условие, поскольку этому узлу со сниженной прочностью приходится получать существенные нагрузки. Маховик является своеобразным посредником между мотором и коробкой передач.

Примерное расположение маховика в автомобиле

Из чего изготавливают вращающийся элемент механизма? Чаще всего это чугун, потому что именно за счёт массы (чугун – тяжёлый металл) достигается нужный коэффициент накапливания энергии, помогающий удерживать вращательный момент при помощи сил инерции.

Маховик в машине является своеобразным посредником и вакуумным усилителем сцепления, связующим КПП и ДВС. Мощность и крутящий момент, передаваемый к колёсам, обеспечивается именно при помощи такого диска.

Не все знают и ещё об одной функции, простого, но важного компонента ДВС. С его помощью проворачивается ключ в замке зажигания и происходит зацеп шестерни стартера с шестернёй маховика. За счёт этого происходит толчок, запускающий первичное вращение коленвала, процесс сгорания горючего в цилиндрах. Так начинается работа всей системы.

Для чего нужен маховик в двигателе

Маховик находится на коленчатом валу двигателя рядом с коренным подшипником. В зависимости от типа конструкции устройство компенсирует вибрации, возникающие при вращении кривошипно-шатунного механизма. Многие современные элементы оснащаются пружинными блоками, обеспечивающими функцию демпфера при рывках мотора.

Для чего служит и за что отвечает маховик? Он гасит колебания мотора, которые перешли бы на кузов авто. Мотор работает ровно, без детонаций. А на некоторых автомобилях мотор работает очень тихо, а увидеть его работу можно только по стрелке тахометра. Это указывает на отличный баланс мотора, где маховик тоже играет свою немаловажную роль.

В момент, когда ДВС не работает, маховик применяется для проворачивания коленвала. В таком случае он работает как ручной стартер (использовался на старых автомашинах). Рычаг такого плана проходит в сквозное отверстие на моторе, обеспечивая простоту управления. За счёт физических усилий водителю удавалось провернуть коленвал и завести двигатель.

Без маховика автомобиль не сможет начать движение

Какие функции выполняет маховик?

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.

Из чего состоит маховик ДВС

Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен мы внимательно изучили. Но чтобы лучше понять, для чего нужен этот диск и как он работает, стоит рассмотреть его схему.

Одномассовый маховик состоит из 2 частей:

Диск выглядит в форме круга, выполненного из очень прочного чугунного или стального сплава. Венец – это кольцо с зубьями, который надет на металлический круг. К маховику с одной из сторон подцеплен коленвал, а с другой – корзина сцепления. Зубчатый венец соединяется с шестернёй, которая надета на вал стартера.

Ещё одна хорошая статья: Коленвал: что это такое, где находится, устройство, назначение, как работает, фото

Схема двухмассового маховика

В качестве основных конструктивных элементов в двухмассовых маховиках используются следующие детали:

Маховик расположен между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией.

Мягкие пружины смягчают работу мотора при пуске на низких оборотах, его запуске и остановке. Жёсткие пружины гасят колебания при быстром вращении, внутри них находится специальная смазка.

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 двухмассовом маховике ситуация немного другая:

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.

Виды маховиков

В старых автомобилях использовался упрощенный вариант маховиков, представленный в форме литого чугунного диска, на торце которого присутствовал напрессованный зубчатый венец. По мере развития автомобильной промышленности и становления мощностных характеристик силового агрегата, возникли новые разновидности. Они отличаются друг от друга по строению, но являются схожими в функциональном плане. Каждый из существующих видов имеет свои преимущества и недостатки.

Следует разобраться, какими бывают маховики на машинах, чтобы понять их плюсы и минусы. Их главное преимущество – защита двигателя, смягчение вибрации от его оборотов и уменьшение износа.

Эталонными считают двухмассовые виды, но и они имеют свои недостатки. В сравнении с обычными одномассовыми и облегчёнными вариантами, их износ происходит быстрее.

Супермаховик

Существует так называемый супермаховик, который был разработан в 1960-х гг. в СССР, но он не приобрёл популярности в современном автомобилестроении.

Самые распространённые виды маховиков: одномассовый (сплошной), облегчённый и двухмассовый (демпферный). Подробнее рассмотрим каждый из них.

Одномассовый или сплошной маховик

Это самый простейший маховик, представленный в виде сплошного чугунного диска, на периферии которого напрессован зубчатый венец.

Чаще всего двигатели внутреннего сгорания дешёвых машин оснащаются маховиками именно такого типа. Изделия производят из высокопрочной стали или чугуна. Материал не влияет на исходное качество, потому что каждый из сплавов наделен высоким запасом прочности. Диаметр маховика составляет 30-40 см.

В месте крепления коленвала и его хвостика расположено большое отверстие, а на его корпусе высечено от 4 до 12 небольших отверстий, обеспечивающих крепёж с помощью монтажных болтов. За счет подобной конструкции обеспечивается возможность прочной фиксации элемента на фланце возле коренного подшипника.

Как выглядит одномассовый маховик

На внешней стороне одномассового маховика располагается площадка для контакта ведущего колеса сцепления. Эту поверхность называют фрикционной. Зубчатый венец, находящийся у края детали, принимает функциональное участие в процессе только при старте двигателя.

Зубчатое кольцо устанавливается по всей поверхности маховика. Фиксируется венец очень прочно – за счёт напрессовки. Маховик крепится на коленвале при помощи ступицы. А противоположная плоскость маховика работает в качестве ведущего диска сцепления.

При производстве на заводе диски проходят абсолютную балансировку. Подобная процедура нужна для устранения дополнительных вибраций при работе механизма. Необходимый баланс достигается при обработке поверхности металла, некоторая его часть удаляется методом сверловки.

Несмотря на простоту конструкции даже в настоящее время большое распространение имеют маховики сплошных конструкций. Их часто ставят на российские автомобили или иномарки эконом-класса. Но у него есть минус – он плохо гасит крутильные колебания. С этим лучше всего справляются двухмассовые маховики, которые начали часто применять в 1980-х гг. на объёмных моторах.

Двухмассовый или демпферный маховик

Демпферный или двухмассовый маховик имеет более сложное строение. Этот узел состоит из 2-х дисков (ведущий и ведомый). То есть к классическому маховику добавили новый корпус, который соединён с коробкой передач.

Такой тип маховика имеет следующие названия: на английском языке — DMF (Dual-Mass Flywheel), а на немецком — ZMS (ZweiMassenSchwungrad).

Между дисками располагается гаситель крутильных колебаний. Этот гаситель выглядит в виде пакетов пружин, разделённых пластмассовыми сепараторами. Мягкие пружины обеспечивают более мягкий запуск мотора и его остановку. Жёсткие прямые нажимные пружины, находящиеся у центра детали, гасят колебания при увеличении оборотов.

Как выглядит двухмассовый маховик

Почти всё пространство между дисками заполнено консистентной смазкой. В каждом пакете имеются до 3-х пружин с разной жёсткостью. Сепараторы не дают пружинам во время работы блокироваться и помогают им двигаться по контуру внутри маховика.

В более сложных конструкциях между дисками могут располагаться несколько шестерён, которые обеспечивают планетарную передачу, а число пружин может быть больше десяти. Крепится двухмассовый маховик, так же как и сплошной – к хвостовику коленвала.

Крутящий момент от ведущего диска на ведомый идёт через упругие пружины, которые очень хорошо поглощают вибрации и толчки. Поэтому такой тип диска по-другому называют демпферным. В результате ведомый диск, трансмиссия и сцепление работают равномерно, без колебаний.

В некоторых видах двухмассовых маховиков применяется регулировочный фрикционный диск, который установлен с углом зазора. Эта запчасть дополнительно гасит колебания при пуске мотора или сильном изменении нагрузки.

Производители всегда стараются улучшить конструкцию и привести ее к совершенству для достижения эталонных показателей эффективности. Ввиду постоянных работ в данном направлении, устройство моделей способно отличаться.

Маховики такого плана и устройства редко устанавливаются производителями на автомобили бюджетной категории. В сравнении с одномассовыми вариантами они более чётко выполняют свои функции и обеспечивают максимальную плавность работы трансмиссии. Это условие крайне важно, поскольку позволяет предотвратить ранний износ ДВС в результате колебаний во время движения машины.

Плюсы двухмассовых маховиков:

Несмотря на обширный перечень преимуществ, признать конструкцию совершенной нельзя. Она имеет несколько недостатков и основным является сниженная надежность, то есть совершенный модуль быстрее выходит из строя. Также двухмассовые маховики стоят дороже одномассовых.

Как выглядит двухмассовый маховик в разобранном виде

Демпферный маховик можно установить на автомобиль, на которых изначально стоял одномассовый. Поэтому автопроизводители специально выпускают эти детали для разных марок автомобилей.

Двухмассовый маховик «не любит» езды на низких оборотах, перегревов и сильных колебаний. Используемая демпферная система под нагрузкой быстро изнашивается. Слесари по ремонту автомобилей утверждают, что износ происходит крайне быстро. Восстановить маховик нельзя, потому его приходится часто менять, а это – дополнительные расходы и неудобства.

Ещё одна хорошая статья: Генератор автомобильный: характеристики, схема подключения, устройство, принцип работы

Сейчас инженеры используют свои наработки, направленные на совершенствование узла. Такая необходимость возникла из-за появления двигателей, функционирующих на сниженных оборотах и моторов с высокой мощностью и малым объёмом ДВС. Таким двигателям необходима слаженная маховика, обеспечивающая высокую степень гашения колебаний. Достойные варианты уже разработаны и внедрены. Ими стали двухмассовые маховики с центробежными гасителями.

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Это новый вид двухмассового маховика, в состав которой входит новая деталь – центробежный маятник в форме грузов по периферии маховика. Если мотор работает на небольших оборотах, то грузы раскачиваются под воздействием центробежной силы. Колебания гасятся в противофазе с теми, которые сгладили пружины. В результате удаётся полностью погасить все вибрации на малых оборотах. Коленвал вращается равномерно даже на самых минимальных оборотах мотора.

Как выглядит двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Двухмассовый маховик с гасителями центробежного типа увеличивает демпфирующие свойства при низких оборотах двигателя. Такие условия достигаются за счёт использования маятникового гасителя, работа которого не требует дополнительного пространства. Особые условия позволяют новому мотору достигать максимальной производительности при сниженном расходе топлива. Это помогает сохранить комфорт поездок на высоком уровне.

Необходимость двухмассового маховика с маятниковым гасителем вызвана тем, что моторы становятся меньше в размерах, но с такими же показателями мощности. Также увеличивается диапазон крутящего момента за счёт использования невысоких оборотов.

Как выглядит двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний в разрезе
Конструкция такого плана имеет особенные преимущества при рассмотрении вопроса экономичного использования монтажного пространства. Маховик заменяет собой внутренний демпфер. Это условие делает установку возможной на двигатели любого типа. При монтаже следует учитывать, что модуль может двигаться и вращаться внутри агрегата. Следовательно, шумы не сигнализируют о неисправности. Существенным минусом является то, что обнаружить поломку модуля «по звуку» не получиться.

Около 80% новых автомобилей оснащаются двухмассовыми маховиками. Их устанавливают на двигатели с механическими коробками передач, «автоматами» и вариаторами.

Облегченный маховик

Облегчённое маховое колесо представляет собой модернизированную разновидность одномассового маховика. Устройства отличаются по строению и по форме. Для уменьшения веса при изготовлении детали снимается часть металла, находящаяся вблизи центра диска, либо из неё вырезаются отверстия. Массу маховика перераспределяют к краям, при этом ДВС может нестабильно работать в переходных режимах. Либо, наоборот, в маховике облегчают края. В этом случае разгон ухудшается, но зато мотор работает стабильнее.

Часто узлы подобного строения используются при тюнинге машины. За счет снижения общей массы мотору проще сделать переход на максимальные обороты – автомобиль разгоняется быстрее, а также увеличивается КПД двигателя на 5%. Модернизация такого плана невозможна самостоятельно, заменять надо всё в сборе. Решить проблему за счёт замены одного маховика – невозможно, для максимальных оборотов нужно перенастраивать мотор и трансмиссию.

Как выглядит облегчённый маховик

В обычных условиях элементы такого плана не устанавливаются. Они могут работать негативно, обеспечивая дестабилизацию двигателя. При повышении вращений оборотов это условие будет незаметным, серьезные проблемы и неудобства возникают только при снижении числа оборотов.

Недостаток облегчённых маховиков – это низкая надёжность и небольшой срок службы.

Распространённость облегчённых маховиков заметно снизилась после появления двухмассовых с маятниковым гасителем. Последний вариант имеет повышенные показатели продуктивности и является адаптированным под многие варианты моторов.

Выбор материала

Маховики изготавливаются из самых разных материалов; приложение определяет выбор материала. Маленькие маховики из свинца встречаются в детских игрушках.[нужна цитата

] Чугунные маховики используются в старых паровых двигателях. Маховики, используемые в автомобильных двигателях, изготавливаются из чугуна или чугуна с шаровидным графитом, стали или алюминия. Маховики, изготовленные из высокопрочной стали или композитов, были предложены для использования в системах аккумулирования энергии и тормозах транспортных средств.

Эффективность маховика определяется максимальным количеством энергии, которое он может хранить на единицу веса. Когда частота вращения или угловая скорость маховика увеличивается, запасенная энергия увеличивается; однако напряжения также увеличиваются. Если кольцевое напряжение превышает предел прочности материала, маховик развалится. Таким образом, предел прочности на разрыв ограничивает количество энергии, которое может хранить маховик.

В этом контексте использование свинца в качестве маховика в детской игрушке неэффективно; однако скорость маховика никогда не приближается к своей взрывной скорости, потому что предел в этом случае — тяговое усилие ребенка. В других приложениях, таких как автомобиль, маховик работает с заданной угловой скоростью и ограничен пространством, в котором он должен поместиться, поэтому цель состоит в том, чтобы максимизировать запасенную энергию на единицу объема. Поэтому выбор материала зависит от области применения.

В таблице ниже приведены расчетные значения материалов и комментарии по их применимости для маховиков. CFRP означает полимер, армированный углеродным волокном, а GFRP означает полимер, армированный стекловолокном.

В приведенной ниже таблице показаны расчетные значения массы, радиуса и угловой скорости для хранения 250 Дж. Маховик из углеродного волокна на сегодняшний день является наиболее эффективным; однако он также имеет самый большой радиус. В приложениях (например, в автомобиле), где объем ограничен, маховик из углеродного волокна может быть не лучшим вариантом.

Как работает маховик

Подробно изучим, что делает маховик в автомобиле и какой его принцип работы. Ранее использовались только одномассовые разновидности. Их функциональных возможностей было вполне достаточно для работы с механической коробкой передач.

После появления автоматической КПП этот модуль стал использоваться гораздо реже. Для роботизированной АКПП присуща резкая и быстрая смена положений, с которой под силу справиться только двухмассовым разновидностям. На спорткары и внедорожники рекомендуют устанавливать усовершенствованные модели, оснащенные маятниковыми гасителями.

Принцип работы маховика очень простой. Маховик накапливает в себе кинетическую энергию вращения, которая передаётся на трансмиссию. Высвобождение энергии протекает плавно, поэтому на входном валу КПП вращение происходит ровно и без остановок. В результате колёса автомобиля крутятся с постоянной скоростью.

Если говорить простыми словами, то представьте себе игрушку-волчок. Так же, как вы раскручиваете волчок рукой, маховик приводится в движение благодаря вращению коленчатого вала. Если волчок крутится продолжительное время, то это значит, что у него есть запас энергии. Но волчок энергию тратит просто так, пока не упадёт, а маховик эту энергию передаёт обратно, помогая коленчатому валу вращаться.

Принцип работы маховика

Как маховик влияет на работу сцепления? Он делает его мягче и податливее. Именно поэтому даже в МКПП со временем стали применять двухмассовые варианты.

Неисправности и их признаки

При работе вращающееся колесо сталкивается с сильными перегрузками и определённый момент маховик выходит из строя. Поломка заявляет о себе характерными признаками, на которые нужно обязательно надо обратить внимание:

Эти признаки схожи с классическим троением двигателя, но проблема исчезает после переключения на высокие передачи. Проще всего выявить проблему именно по щелчкам на старте и разгоне.

Маховик, подверженный перегрузкам

Торопиться и сразу покупать новое маховое колесо – не следует. Схожие признаки появляются при нарушении положения опор ДВС, проблемах с КПП, навесным оборудованием и даже выхлопной системой.

Проблема устанавливается точнее только после полного осмотра детали. Надо учитывать, что добраться до неё не так просто. Она находится под коробкой переключения передач, которую предварительно придется демонтировать. Проведение такой работы потребует специальных навыков. Не имея опыта, лезть в работу дорогостоящих элементов не следует.

Есть несколько распространённых неисправностей маховика:

Ещё одна хорошая статья: Датчик детонации: что это такое, где находится, назначение, принцип работы, признаки неисправности

Перечисленные проблемы характерны для одномассовых и облегчённых вариантов. У двухмассовых дополнительно появляются разрушение пружин и подшипников, износ которых диагностируется на станции техобслуживании опытными механиками. Двухмассовый маховик теоретически перебрать можно, но чаще всего его меняют полностью.

Как предотвратить износ маховика

Несмотря на то, что в маховик заложен огромный ресурс, неправильное обращение с автомобилем может значительно сократить срок его службы. Вот что не надо делать, чтобы сохранить ресурс маховика:

Ремонт маховика

Устранить можно далеко не все неисправности. Убрать проблему реально при появлении износа венца и нарушения центровки. В первом случае для устранения необходим новый венец с целыми зубьями. Для проведения работ придется разобрать коробку передач. Мастера не дают хорошие отзывы о результатах, рекомендуют проводить полную замену маховика с венцом.

Демонтаж венца проводят при помощи ударов молотка или похожего инструмента. Новый зубчатый венец устанавливают при помощи нагрева, после которого он хорошо фиксируется на маховике. Если возможно исправить поломку экономно, то старый венец просто переворачивают и закрепляют обратной стороной.

Таким образом устранить можно только износ венца и нарушение центровки. Если изношен диск сцепления или место крепежа коленвала, то придётся менять деталь целиком.

В двухмассовых маховиках неисправностей возникает больше, поэтому его практически всегда меняют в сборе. Демпфера починить можно, но с этим могут справиться далеко не все специалисты.

Проверка угла кручения двухмассового маховика

Диагностика детали проводится как на моторе и при его снятии. Чаще всего проверяют угол отклонения ведомого маховика и зазор. Если угол большой или маховик заклинило, то деталь подлежит замене. Для доступа к маховику придётся демонтировать коробку передач и сцепление, поэтому на это уйдёт больше сил и денег.

Любой ремонт, в случае повреждения частей махового колеса, лучше проводить в сервисном центре. Специалисты подскажут, какое маховое колесо подойдёт, и помогут с установкой. Лучше всего менять маховое колесо и сцепление одновременно, чтобы в будущем сэкономить на процедуре замены.

Поскольку замена двухмассового маховика стоит недёшево: установка и снятие от 10000 руб. + цена детали от 25 000 руб., то на СТО предлагают восстановить маховик, что позволит сэкономить до 10 000 руб. Если заменить двухмассовый маховик на сплошной, то можно сэкономить 20% денег, а в будущем придётся менять только диски сцепления. Одномассовые маховики часто ставят на автомобили с большими пробегами.

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:

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

Как проверить двухмассовый маховик

Для проверки следует на самой высокой передаче замедлить автомобиль до 1300 оборотов/мин. Потом педаль газа выжать максимально сильно. Если не слышится посторонних шумов и вибраций, то маховик в порядке. Такой тест не рекомендуется часто делать, поскольку он сильно нагружает маховое колесо.

Разрушать маховик могут следующие причины:

Источник