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.
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
Как выглядит маховик на собранном двигателе
В современных двигателях внутреннего сгорания используется три разновидности маховиков:
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
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:
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.
Разновидности маховиков и их назначение.
— Маховик – это элемент нескольких систем силового агрегата, поскольку он используется для выполнения разных задач. Что такое маховик и для чего он нужен в автомобиле? Рекомендуем внимательно изучить эту статью.
➲ Маховик двигателя обеспечивает:
— Уменьшение неравномерности вращения коленвала (маховик представляет собой составляющую конструкции кривошипно-шатунного механизма),
— Передачу крутящего момента от стартера на коленвал (в данном случае маховик выступает ведомой шестерней редуктора системы запуска).
— Передачу тяги от силового агрегата к трансмиссии (маховик используется в качестве ведущего диска сцепления).
— Маховик двигателя может накапливать кинетическую энергию и отдавать её, что необходимо для сглаживания перепадов крутящего момента. Запасание энергии происходит во время рабочего хода поршня, а её расход осуществляется при иных тактах мотора, к примеру, в тот момент, когда поршни выводятся из мертвых точек. Длительность рабочего хода поршня напрямую зависит от количества цилиндров в моторе. Поэтому крутящий момент у двигателей с большим числом цилиндров является более равномерным, а вес маховика двигателя можно снизить.
— Маховик установлен на торцевой части коленвала, неподалеку от коренного заднего подшипника. В большинстве случаев данный подшипник является наиболее мощным в моторе, поскольку он способен выдерживать значительные нагрузки, а также вес самого маховика.
— Сегодня используются такие виды маховиков двигателя:
3: Двухмассовый или демпферный.
— Как правило, в машинах устанавливается сплошной маховик. Речь идет о большом чугунном диске, диаметр которого может составлять около 30-40 см. На его наружной поверхности расположен зубчатый венец из стали, который необходим для проворачивания коленвала во время запуска мотора с использованием стартера. На одной стороне маховика двигателя расположена ступица, позволяющая крепить его к фланцу коленвала, а другая часть используется как ведущий диск сцепления.
— Во время работы силового агрегата на разных оборотах происходит закручивание и раскручивание коленвала. В моторе используются специальные системы, которые гасят колебания, возникающие в результате этого. К примеру, для этого может использоваться двухмассовый маховик, который также называют демпферным маховиком двигателя.
➲ Двухмассовый маховик – устройство и особенности.
— В состав демпферного маховика входит два диска, для соединения которых используется демпферно-пружинная система. Она обеспечивает полную изоляцию коробки передач от крутильных колебаний, а также способствует максимально плавной работе её составляющих. Благодаря использованию двухмассового маховика двигателя, производители смогли отказаться от применения в ведомом диске сцепления отдельных демпфирующих элементов.
— К достоинствам двухмассового маховика относят звукоизоляцию, снижение вибраций, плавность переключения скоростей, защиту коробки передач от чрезмерных нагрузок, увеличение эксплуатационного срока синхронизаторов, а также уменьшение расхода топлива. Однако в это же время интенсивное функционирование демпферного маховика становится причиной более серьезного изнашивания пружинно-демпферной системы, что в некоторых случаях приводит к выходу из строя дуговой пружины. Именно по этой причине многие компании-производители не хотят использовать двухмассовый маховик в моторах.
— Облегченный маховик – это деталь, о которой знают многие любители тюнинга. Поскольку в таком элементе вес перераспределяется ближе к краям, его вес сокращается до 1500 г, что снижает инерционный момент. Установка облегченного маховика приводит к тому, что мотор может гораздо быстрее набирать высокие обороты. Это положительно влияет на динамику разгона и приводит к росту мощности примерно на 3-5%.
С полным ассортиментом товара можете ознакомиться на нашем сайте!
Что такое маховик в автомобиле — назначение, устройство и принцип работы
Маховик – неотъемлемая часть современных бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на свою простоту, эта деталь играет очень важную роль в работе мотора – его нормальное функционирование без нее невозможно. Поговорим более подробно, зачем она нужна, как устроена и какие у нее могут возникнуть неисправности.
Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен
Маховик, по сути, представляет собой инерционный аккумулятор. Он накапливает в себе кинетическую энергию, которую порождает двигатель машины, а затем передает крутящий момент другим деталям и узлам транспортного средства чтобы те, в свою очередь, передали ее на колеса. По-научному эта деталь так и называется: маховичный накопитель энергии.
Маховик необходим в силу того, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают неравномерно. Невооруженным глазом это невозможно заметить, но между каждым тактом есть небольшой промежуток. Он составляет всего несколько миллисекунд. Если бы энергия передавалась от мотора к колесам напрямую, без участия маховика, подобные интервалы отразились бы на передвижении машины – она начала бы ехать с небольшими рывками. Маховик предотвращает возникновение подобной ситуации.
Еще одно назначение детали – стабилизация работы мотора. Во время воспламенения топливной смеси в цилиндрах могут происходить легкие рывки, неравномерно двигаться поршни. Если такое случилось хотя бы в одном из цилиндров, скажется и на остальных. Маховик за счет своего веса нейтрализует подобные отклонения. В результате вся цилиндровая группа работает более стабильно.
Следует отметить, что маховик применяют не только в автомобилях или других транспортных средств. Эта деталь необходима везде, где требуется стабилизация вращения. Так, ее издревле используют в самых различных механизмах (ярчайший пример – гончарный круг). Ей нашли применение даже на космических кораблях.
Устройство маховика в автомобиле
Простейший маховик состоит из двух частей:
Диск представляет собой круглую пластину из прочного стального сплава. Венец – это кольцо с зубьями, которое надето на эту пластину. К диску с одной стороны подсоединен коленчатый вал, а с другой – корзина сцепления. Зубья венца соединены с шестерней, надетой на вал стартера.
Похожие статьи
Таким образом, деталь находится между силовым агрегатом и трансмиссией.
Принцип работы маховика
Принцип работы маховика так же прост, как и его устройство. Он накапливает в себе кинетическую энергию вращения, а затем передает ее на трансмиссию. Однако высвобождение этой энергии происходит равномерно. Таким образом, на входном валу коробки передач (который, в конечном счете, крутит именно маховик) вращение получается равномерным и стабильным, без рывков и остановок на доли секунды. В результате транспортное средство передвигается и его колеса крутятся с постоянной скоростью.
Виды автомобильных маховиков
Наибольшее распространение получили следующие виды маховиков:
Рассмотрим каждый из них более подробно.
Сплошной
Второе название – одномассовый. Простейший вариант. Описание его конструкции и принципа действия приведены выше. Представляет собой сплошной металлический диск с надетым на него зубчатым венцом. Венец монтируют с использованием технологии напрессовки. Это обеспечивает очень прочную состыковку. Сам диск изготавливают из особого стального сплава, который способен выдержать очень большие нагрузки. Обычно сторона сплошного маховика, противоположная двигателю, выполняет роль ведущего диска сцепления, являясь одной из его составных частей.
Такой тип конструкции – наиболее распространенный. Это объясняется его несложным устройством, простотой изготовления и невысокой ценой.
Облегчённый
Очень напоминает сплошной. Чем же он отличается? Разница заключается в том, что масса перераспределена к краям. Обычно этого добиваются путем фрезерования участков диска, расположенных в близи центра. В некоторых случаях в них и вовсе вырезают отверстия. Иногда деталь перерабатывают по обратному принципу – ближе к центру оставляют больше массы, а края облегчают. Это несколько ухудшает разгон, зато гарантирует более стабильную работу двигателя и лучшую стабилизацию вращения во время передвижения.
Облегченные варианты очень редко ставят на автомобили на заводе. Чаще всего маховик облегчают самостоятельно в ходе тюнинга.
Облегченная деталь имеет лучшие инерционные показатели, а значит, и лучший разгонный потенциал.
Главный недостаток этого типа маховиков – меньшая надежность и менее продолжительный срок службы. Стали в нем меньше, а нагрузки остаются прежними. Результат – более быстрое появление дефектов.
Двухмассовый
Следующая разновидность – двухмассовый. Имеет более сложное устройство. Конструкция включает в себя не один, а два диска. Между собой они соединены системой пружин, зубцов и подшипников (их называют демпферами).
Необходимость во втором диске возникает из-за того, что деталь, представляющая собой монолитный круг из стали, не может обеспечить абсолютно стабильное вращение. Во время работы в ней возникают так называемые крутильные колебания. Они генерируются не цилиндровой группой и коленвалом, а самим маховиком. Если включить в конструкцию второй диск, большая часть этих колебаний гасятся.
Двухмассовые устройства имеют целый ряд преимуществ перед сплошными. Вот основные:
Однако устройство имеет один существенный недостаток, который обусловлен сложностью его конструкции. Им является меньшая по сравнению со сплошной деталью надежность. Система, соединяющая между собой диски, испытывает очень высокие нагрузки, в результате чего довольно быстро изнашивается. Итог – возникновение неисправностей.
Кроме того, двухмассовые конструкции дороже сплошных. Это тоже обусловлено сложностью их конструкции.
Двухмассовые детали можно установить и на автомобили, на которых изначально был сплошной маховик. Многие компании изготавливают эти узлы для различных марок машин (в качестве примера можно назвать фирму Валео).
Следует упомянуть, что существуют и другие типы маховиков (например, разработанный в 1960-х в СССР супермаховик). Но они так и не получили широкого распространения в автомобилестроении.
Возможные неисправности
Ниже представлены наиболее распространенные неисправности детали.
Все перечисленные поломки возникают у одномассовых или облегченных устройств. У двухмассовых также может возникнуть неисправность демпферов. Она чаще всего выражается в их износе. В результате этого часть конструкции, соединенная с коленвалом, передает не всю энергию на часть, которая является диском сцепления. Понять о том, что возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:
Ремонт маховика
Ремонту поддаются далеко не все неисправности. Устранить можно:
Первая неисправность устраняется путем установки нового венца с цельными зубьями. Вторая – посредством центровки маховика. Для этого разбирают трансмиссию.
Если речь идет об износе диска сцепления или места крепления коленвала, то они «лечению» не поддаются. Единственный вариант в этом случае – установка новой детали.
Что касается поломки демпферов, то они вполне поддаются ремонту. Он возможен и в домашних условиях, в гараже. Но стоит оговориться, что такой ремонт под силу только опытному автомобилисту. Поэтому лучше доверить его сотрудникам автосервиса.
Подведем итог
Маховик – деталь автомобиля, которая отвечает за передачу крутящего момента с коленвала на сцепление. Он предназначен для его стабилизации. Кроме того, деталь стабилизирует работу двигателя. Конструкция устройства очень проста – оно представляет собой стальной диск с зубчатым венцом. Существуют и более сложные двухмассовые варианты. О поломке детали может говорить трудный запуск двигателя, «биение», стук, плохое сцепление.
Что такое автомобильный маховик, зачем он нужен и какой бывает
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:
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:
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.
Автомобильные двигатели внутреннего сгорания могут оснащаться одним из 3 видов маховиков. А именно:
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.
Двухмассовый
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:
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:
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:
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:
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.
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.