Маховик для чего нужен

Маховик двигателя: принцип работы и возможные неисправности

Эта простая деталь играет существенную роль в работоспособности двигателя. Маховик представляет собой обычный металлический диск со значительным весом. За счет этого ему и удается накапливать инерционный момент.

Принцип работы и назначение маховика

Маховик — деталь, позволяющая передавать крутящий момент от коленвала двигателя внутреннего сгорания трансмиссии. Представляет собой литой тяжеловесный диск с зубчатой кромкой, необходимой для сцепления со стартером. Отличается хорошей балансировкой. У автомобилей с механической коробкой передач на нем крепится корзина системы сцепления, на автоматических КПП на этой детали размещен гидротрансформатор.

Размер и масса маховика зависят от мощности ДВС и количества цилиндров. Именно за счет большого веса удается накопить необходимую энергию и инерционный момент. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работу двигателя. Практически на всех автомобилях стоят моторы четырехтактного типа. Принцип действия таких установок основан на том, что рабочий ход поршня под воздействием расширяющихся продуктов сгорания топлива приходится только на один такт. Остальные 75% времени коленвал вращается вхолостую именно за счет маховика.

Отметим следующие основные функции маховика:

• Запуск двигателя в работу, для чего на эту деталь передается крутящий момент от стартера.
• Передача момента от коленчатого вала через сцепление к трансмиссии.
• Обеспечение плавной работы силового агрегата.

Работает маховик по следующему принципу: при передаче момента от коленвала происходит сжатие расположенной внутри детали пружины. При достижении определенного усилия энергия передается на вторую часть маховика и обеспечивает вращение трансмиссии. Такая конструкция позволяет снизить нагрузку на нее и обеспечивает гашение колебаний коленвала.

Классификация маховиков

Конструкторы определяют следующую классификацию маховиков:

• Двух- и одномассовые.
• Облегченные.
• Сплошные.

Одномассовый — цельнолитая деталь, обладающая самой простой конструкцией. Благодаря этому, обладает хорошей надежностью, стоит недорого. Представляет собой диск диаметром 30–40 сантиметром с посадочным монтажным отверстием, сделанным по принципу ступицы. На наружной части предусмотрена кольцевая контактная площадка и место для крепления сцепления.

Для автомобилей с двигателями, отличающимися высокой мощностью, используют двухмассовые маховики. Представляют собой пару дисков, размещенных в едином корпусе. Сцепление между ними обеспечивается за счет пружинной демпфирующей системы. Среди преимуществ такой конструкции отмечают:

• Возможность плавного переключения передач.
• Снижение износа трансмиссии, увеличение эксплуатационного ресурса синхронизаторов.
• Предотвращение толчков и ненужных колебаний.

Двигатели с маховиками такого типа считаются более экономичными.

Если требуется сделать автомобиль более динамичным, повысить чувствительность к нажатию на педаль газа, в ходе тюнинга устанавливают маховики облегченного типа. Благодаря снижению веса, удается уменьшить инерционный момент, увеличить производительность ДВС. Стоит отметить, что установка таких деталей возможна не на все силовые агрегаты.

Преимуществами конструкции такого класса считают возможность уменьшить габариты двигателя без потери мощности. За счет этого удается обеспечить стабильную работу ДВС даже на минимальных оборотах.

Неисправности и схема возможного ремонта

Эта деталь постоянно работает под высокой нагрузкой. По этой причине наблюдается значительный износ и деформация. Если говорить об одномассовых модификациях, то слабым местом признан зубчатый венец маховика, который подвержен серьезному износу и разрушению.

Стоит отметить, что при разрушении диска или появлении трещин отремонтировать маховик не представляется возможным. Помогает только замена. С демонтажем обычно проблем не возникает. А вот при установке приходится помучаться. Для монтажа деталь придется нагреть, потребуется менять и болты-фиксаторы.

Определить, что одномассовый маховик вышел из строя можно по следующим характерным признакам:

• Появилась значительная вибрация, посторонние шумы, звуки.
• Становится сложно запустить двигатель внутреннего сгорания, сделать это с первой попытки не удается.
• Появились проблемы с работоспособностью сцепления.

Отремонтировать двухмассовые маховики еще сложнее. В большинстве случаев выходят из строя подшипники, разрушаются пружины и другие детали, на которые постоянно воздействуют силы трения. Один из основных признаков неисправности — ощутимая вибрация при пуске двигателя. Она будет чувствоваться, если положить ладонь на ручку коробки передач.

Дополнительно появляются толчки при переключении скоростей, при работе в режиме холостого хода становятся слышными посторонние шумы. Специалисты считают, что такой маховик можно починить, но это трудоемкий процесс, поэтому в большинстве случаев все-таки выбирают замену.

Маховик — одна из наиболее важных деталей, обеспечивающей сцепление двигателя и трансмиссии. По этой причине обращайте внимание на его состояние. Если упустить неисправность, это станет причиной более серьезных поломок и потребуется дорогостоящий ремонт ДВС и других систем автомобиля.

"А ведь Кулибин был автоконструктором. " История и перспектива маховика. ⁠ ⁠

Использовать в качестве двигателя раскрученный диск человечество пытается практически со времен изобретения колеса! И одно из первых транспортных средств, в котором был применен этот принцип, принадлежит уму знаменитого российского изобретателя из Нижнего Новгорода Ивана Петровича Кулибина,

имя которого давно стало нарицательным, когда речь заходит о техническом креативе.

В 1791 году Кулибин выкатил на питерские улицы свою трехколесную повозку, названную «самокаткой». Два пассажира сидели в кресле, а позади них работал «мотор» — человек, наступающий попеременно на две педали – как в современном тренажере-степпере. С инженерной точки зрения «самокатка» представляла, по сути, подвид велосипеда, но кроме прямого привода от педалей к колесам, она имела еще и маховик, который запасал энергию при езде по ровной дороге и под горку, благодаря чему позволял без усилий со стороны «человеко-мотора» преодолевать подъемы.

Не так давно мждународный консорциум из трех компаний (Optare, Ricardo и Torotrak) представил прототип необычного гибрида – автобуса под названием Flybus. Интересен он в первую очередь тем, что использует для накопления энергии не аккумулятор и электричество, а вращающийся маховик.

Общая схема автобуса традиционна – дизельный мотор —> коробка передач —> привод на заднюю ось. Необычно другое — в коробку «Флайбаса» установили специальный узел отбора/отдачи мощности, который соединен с массивным маховиком. И кинетическая энергия торможения, которая раньше просто рассеивалась в виде тепла на тормозных колодках, теперь раскручивает маховик, накапливая в нем мощность. При разгоне же автоматическая система подключает вращающийся диск к коробке передач, отдавая дополнительную тягу на колеса!

Эффект от маховика нешуточный – такой принцип экономит 20% топлива и на ту же величину снижает выбросы CO, что по меркам современного автоинжиниринга весьма и весьма немало. При этом система достаточно проста и дешева, в отличие от общепринятой гибридной схемы в виде тандема двигателя внутреннего сгорания и электромотора, и ей не нужен дорогостоящий аккумулятор – важнейший элемент любого современного гибрида!

Но возникает вопрос – если маховиковые накопители энергии известны столь давно, а использование их началось еще в 18 веке – почему же они почти нигде не применяются сегодня? Где машины с маховиками вместо моторов? Почему предприимчивые китайцы не наклепали еще велосипедов по кулибинской схеме, которые сами едут в горку без бензина и электричества? Быть может, не так уж хороша такая система?

Хороша-то она хороша, но дело вот в чем. Чтобы маховик можно было использовать не только для демонстрации опытов по физике, а для реальной полезной работы, чтоб он мог сколь либо заметно участвовать в движении тяжелого автомобиля и т.д, вращающийся диск должен уметь запасать в себе достаточное количество энергии. Легкий или медленно вращающийся маховик пригоден только для движения детских игрушек, а для увеличения мощности нужно либо увеличивать его массу, либо поднимать скорость вращения. А еще лучше — и то, и другое сразу.

Все просто? Да, но такое развитие порождает две проблемы – тяжелый маховик непригоден для применения на транспорте, а увеличение скорости вращения просто. разрывает его центробежной силой на части! В промышленности известны многотонные инерционные накопители энергии, которые разрывало от высоких оборотов – осколки вращающихся дисков пробивали бетонные стены метровой толщины!

НАЗАД В ПРОШЛОЕ?

Но почему же тогда инженеры решили вернуться к использованию столь странной системы на автомобилях? Пусть бы эти маховики использовались в каких-то стационарных агрегатах, на заводах и фабриках – а автотранспорт неплохо развивается и в электрическом направлении, без всяких «волчков»!

Да, со времен Кулибина и практически до начала 21 века использование маховика было ограничено весом и оборотами. Наращивание массы делало маховики непригодными для использования в автомобилях – там, где они в первую очередь интересны. А идти по пути снижения веса и увеличения оборотов было невозможно из-за отсутствия прочных материалов, которые бы выдержали чудовищные центробежные нагрузки.

Однако замкнутый круг был разорван (не самый лучший каламбур, когда речь идет о маховиковых накопителях энергии!) появлением в начале 2000-х годов высокопрочных углеродных волокон, которые позволили сделать маховики, вращающиеся на огромных скоростях. У сверхпрочных маховиков удалось резко поднять скорость вращения и снизить вес — например, маховик того же Flybus весит всего лишь несколько десятков килограммов, но за счет скорости около 60 тысяч оборотов в минуту он с успехом участвует в приведении в движение многотонной махины автобуса!

Ученые считают, что у так называемых «супермаховиков» огромные перспективы. Современные материалы достигли такой прочности, что из них можно делать маховики, вращающиеся со скоростью. ДО ДВУХ МИЛЛИОНОВ ОБОРОТОВ В МИНУТУ! Разумеется, это будет сложнейшая конструкция – бесконтактный подвес вращающегося диска в магнитном поле (обычные подшипники столь высоких оборотов никогда не выдержат!), вакуум в корпусе маховика (чтобы снизить потери на трение о воздух) и т.д. Сложно и дорого – да! Но и возможности – ого-го! Например, такой маховик, весом всего лишь несколько десятков килограмм, сможет непрерывно крутить генератор электромобиля в течение нескольких лет без внешней подпитки энергией, будучи один раз раскрученным на заводе при изготовлении машины!

Маховик для чего нужен

Маховик двигателя – это неотъемлемая часть, как бензинового, так и дизельного двигателя внутреннего сгорания. Это узел кривошипно – шатунного механизма, системы сцепления и системы запуска поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Если говорить просто, то маховик двигателя – это тяжелый металлический диск с зубчатым венцом. Располагается маховик на торцевой стороне коленчатого вала, рядом с задними подшипниками.

Конструктивно простейший маховик двигателя состоит из следующих элементов:

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, наполненная смазкой.

КАКУЮ РОЛЬ ИСПОЛНЯЕТ МАХОВИК В ДВИГАТЕЛЕ?

Маховик двигателя отвечает за решение сразу нескольких ключевых задач:

1. Передача крутящего момента от коленчатого вала на механизм сцепления, далее – на КП.
2. Обеспечение равномерности угловой скорости коленчатого вала.
3. Обеспечение вывода поршней из мертвых точек.
4. Передача крутящего момента от шестерни стартера на коленвал при пуске силового агрегата.
5. На некоторых типах деталей – гашение крутильных колебаний и вибраций, развязка кривошипно-шатунного механизма и трансмиссии автомобиля.

Принцип же работы маховика довольно прост: маховик накапливает в себе кинетическую энергию вращения, после – передает ее на трансмиссию, равномерно. За счет этого колеса авто начинают крутиться с постоянной скоростью и автомобиль двигается.

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ МАХОВИКА ДВИГАТЕЛЯ

• «Проскальзывание» передач, то есть – неспособность коробки передач перейти на следующую передачу.
• Жгучий запах, очень похожий на запах сильно сгоревшего хлеба.
• Вибрация системы сцепления. Обычно, исходят вибрации с пола авто. Возникают из-за отказа механизма пружинного маховика.
• Скрип в момент запуска и выключения двигателя.
• Стук на холостых оборотах двигателя.
• Сохранение нехарактерной вибрации после выключения двигателя.
• Ощущение некой пульсации в педали тормоза.
• Неожиданное повышение или же, наоборот, снижение оборотов двигателя.

Помимо вышеперечисленных признаков неисправности маховика двигателя, существуют и косвенные признаки. Так, например – скрежет шестерней, который может привести к проблемам с включением первой передачи.

ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ МАХОВИКА

Перечислим основные из них:

• Постоянный перегрев двигателя.
• Разная компрессия.
• Частые запуски силового агрегата.
• Низкая частота вращения коленчатого вала во время движения.
• Некорректная работа систем подачи топлива и зажигания.
• Нарушения работы системы трансмиссии автомобиля.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МАХОВИКА

1. Износ зубцов венца, что приводит к тому, что стартер крутит в холостую.
   
2. Поворот венца относительно маховика, который сопровождается резким скрипом и скрежетом.
   
3. Значительная выработка рабочей поверхности маховика при длительной эксплуатации автомобиля в месте контакта рабочей поверхности маховика с ведомым диском сцепления.
   
4. Замасливание рабочей поверхности маховика в следствии протечки заднего сальника коленвала.
   
5. Исчезновение установочной метки на маховике.
   

ПОДБИРАЕМ МАХОВИК ПРАВИЛЬНО

Для того, чтобы правильно произвести подбор маховика для собственного грузовика или легкового авто, в первую очередь необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации транспортного средства. Далее – изучить информацию о производителях запчастей, в том числе – маховиков. Но если вы хотите сэкономить свое время и приобрести маховик двигателя у надежного поставщика, обращайтесь в Автотягу. Специалисты по подбору сети магазинов «Автотяга» безошибочно произведут подбор маховика двигателя для вашего грузовика, проконсультируют вас по производителям и предложат хороший ценник на запчасти.

ЗАМЕНА МАХОВИКА: ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕДУРЫ

Замена маховика может потребоваться в результате эксплуатационного износа детали, по показателям пробега авто, после частой смены компонентов системы сцепления, выхода из строя маховика.

Замена, прежде всего, начинается с демонтажа вышедшего из строя маховика. Порядок действий в этом случаи следующий:

1. Необходимо снять коробку передач.
2. Снять кожух маховика одновременно с ведомым и нажимным диском.
3. Далее – нужно зафиксировать элемент отверткой и начать откручивать болты крепления.
4. После – снимаем элемент.

|Важно! Перед снятием маховика обязательно запомните его положение относительно смотровой метки.

Установку нового маховика двигателя следует проводить в обратном порядке.

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ

Маховик двигателя – деталь транспортного средства, отвечающая за передачу крутящего момента от коленчатого вала к сцеплению. В случаи выявления признаков выхода из строя маховика, мы рекомендуем произвести диагностику и, при необходимости, замену маховика на новый.

Маховик и все,что нужно о нем знать.

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.

Кто он и где находится маховик

Сам по себе классический маховик довольно прост – это массивный металлический диск, имеющий диаметр порядка 30-40 сантиметров. Изготавливают его, как правило, из чугуна.

По внешней окружности этого круга располагается стальной обод с зубцами, именуемый венцом маховика. Зубчатая передача в данном узле отыгрывают очень важную роль, но об этом мы поговорим немного позже.

Где находится маховик? Найти маховик под капотом автомобиля с первого взгляда не получится. Расположена эта деталь в глубине двигателя и закрыта от посторонних глаз кожухами.

Если точнее, то место этого металлического диска на одном из концов коленчатого вала, который, как вы уже знаете, раскручивается при помощи поршней двигателя.

Крепится маховик к коленвалу очень прочно, так как ему приходится выдерживать сильнейшие нагрузки и быть посредником между мотором и коробкой передач.

О том, как выглядит маховик и где его место в автомобиле мы уже поговорили, теперь необходимо выяснить самое главное — так ли он нужен. Несмотря на внешнюю простоту и отсутствие сложных форм, без этой детали машина не начнёт движение, да и вообще не заведётся. Маховик выполняет следующие функции:

• гашение паразитных колебаний коленвала;
• передачу крутящего момента двигателя на трансмиссию;
• обеспечение связи стартера с коленвалом.

Рассмотрим детальнее вышеперечисленные пункты. Одна из ключевых ролей маховика заключается в гарантировании плавной работы двигателя и гашении разного рода механических колебаний и вибраций.

Именно для этого диск изготавливают из тяжёлого чугуна – главное здесь его масса, благодаря которой обеспечивается накапливание энергии и поддержание вращательного момента коленвала при помощи инерции.

Следующая роль не менее важная – маховик выступает как посредник между двигателем и коробкой передач, а также, по сути, является частью механизма сцепления. Вся мощность мотора и крутящий момент, коими так любят хвастаться автолюбители, проходят через этот скромный, но тяжёлый диск и устремляются далее, через трансмиссию к колёсам.

И, наконец, последняя функция маховика. Немного ранее, описывая строение этой детали, мы упомянули о зубцах, располагаемых по внешней окружности диска, так называемом венце.

При помощи них в момент, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, происходит зацеп шестерни стартера с вышеупомянутыми зубьями, благодаря чему создаётся первичное вращение коленвала и запускается процесс сгорания топлива в цилиндрах. Другими словами – двигатель начинает работу.

На сегодняшний день выделяются три вида маховиков:

1. Сплошной. Представляет собой простой чугунный диск с зубьями на торце. Такие модели распространены как на отечественных автомобилях, так и на иномарках, особенно эконом-класса.
2. Облегченный. Как правило, облегченная версия ведущего диска устанавливается или на авто с автоматической КПП, или на тюнингованные модели. Главная особенность такого диска — уменьшенная масса, вследствие которой достигается уменьшение инерции и увеличение КПД двигателя до 5%. Облегченный маховик является конструктивно упрощенной разновидностью сплошного типа. Основным его назначением является выполнение роли шестерни, которая вращается при запуске стартера.
3. Двухмассовый или демпферный. В настоящее время приобрел широкую распространенность вследствие своих преимуществ — гашения вибрации, устранения крутильных колебаний коленвала, повышения износостойкости синхронизаторов, защиты трансмиссии от перегрузок и понижения шума. Конструктивно усложненная модель маховика по сравнению с предыдущими видами.

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.

Ремонт маховика

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

Через некоторое время шестерни попадают в зацеп, и двигатель запускается. Необходимо осмотреть венец маховика и шестерню бендикса, и в случае износа произвести замену. Ремонт можно сделать своими руками. Для этого необходимо достать маховик из автомобиля и с помощью молотка и зубила выбить венец. Если новый венец не надевается, его необходимо нагреть с помощью горелки или, даже лучше, электроплитки и, постукивая молотком, равномерно надеть на диск. Обратите внимание! Венец необходимо разогревать по всей поверхности и не очень сильно. Если разогреть докрасна, то это будет способствовать быстрому износу зубьев в местах разогрева. Иногда, если зубья не очень износились, венец с маховика снимают и одевают другой стороной. Для этого необходимо пометить несколькими метками диск и венец, чтобы, перевернув его, поставить на то же место. Это максимально сохранит балансировку маховика.

Ремонт двухмассового маховика

Симптомов поломки демпферного маховика может быть много, в зависимости от того, что повреждено. Если при запуске или остановке двигателя вы слышите посторонние звуки, это может быть поломкой демпферного маховика. Особенно это заметно на небольших оборотах двигателя, а при увеличении оборотов посторонние вибрации и звуки пропадают. Разбалансировка маховика сопровождается громким гудением, которое увеличивается с увеличением оборотов двигателя.

Если во время разгона автомобиля чувствуются вибрации, то это говорит об износе демпфера маховика. Аналогичные симптомы могут быть и при других поломках. Как же проверить демпферный маховик? Для этого необходимо провести несложный тест. На высокой передаче замедлиться до 1300-1500 оборотов в минуту, а затем педаль газа нажать максимально возможно в крайнее положение. Если вы не услышали странных звуков и вибраций, то ваш маховик работает, скорее всего, нормально. Данный тест очень перегружает маховик, поэтому не проводите его часто.

Но если вы уверены в поломке демпферного маховика, то приготовьтесь к большим расходам. Правда, некоторые сервисы предлагают разборку и восстановление двухмассового маховика. Но тут необходимо хорошо подумать. Заводы-производители не предусматривают ремонт демпферного маховика, поэтому не поставляют в продажу необходимые детали. Чтобы демпферный маховик служил долго, рекомендуется: • Не перегружать автомобиль; • Не бросать педаль сцепления; • Не начинать движение с повышенной передачи; • Не пробуксовывать; • Не водить автомобиль агрессивно.

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:

• Переключение передач становится более удобным и мягким.
• Инерционный момент при переключении уменьшается.
• Увеличивается ресурс ДВС и КПП.
• В картере сцепления достигается экономия пространства, что является важным преимуществом для компактных транспортных средств.

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.