Маховик двс: под тяжестью центробежных сил

Что это

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

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

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

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

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

Расположение

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

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

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

Что такое двухмассовый маховик

В середине 80-х годов применение пружин для гашения крутильных колебаний в корзине сцепления себя полностью исчерпало. Пружина уже не могла гарантировать полного отсутствия колебаний вследствие того, что масса поршней, шатунов, всех вращающихся и движущихся деталей двигателя в суммарном объеме превышала возможности демпфирования пружин. Рост крутящего момента на выходном фланце коленвала также требовал более эффективного противодействия вибрации.

Вибрации сами по себе не слишком приятны, но кроме того, они разрушают подшипники, валы и шестерни КПП, расшатывают крепления, уменьшают ресурс узлов и агрегатов. Поэтому и спроектировали двухмассовый маховик, который при помощи торсионно-пружинной рычажной системы смог поглотить колебания практически целиком. В целом, применение двухмассовых маховиков дало трансмиссии и машине в целом ряд преимуществ:

более комфортное переключение передач;
снижение момента инерции при переключении;
увеличение ресурса КПП и сцепления;
существенная экономия пространства в картере сцепления, что немаловажно для современного автомобиля, где каждый миллиметр на вес золота.

Разновидности маховиков

Существует несколько видов элемента. Различают маховики сплошного типа, облегченные и 2-массовые. Каждый из них отличается собственными характеристиками, интересен для рассмотрения.

Сплошной или классический

Сплошной обычный маховик

Является стандартным маховиком, устанавливаемым на автомобили. Невероятно прост в конструкции, состоит лишь из колеса-чугуна и стального обода. Простота конструкции свидетельствует о первоначальности применения этого вида маховика в автомобильной промышленности.

Преимущество сплошного маховика заключено также в его простоте – минимум возможных поломок, ну и конечно, в стоимости, которая сравнительно ниже.

Облегченный

Эта разновидность представляет собой колесо с неодинаковым распределением массы. Таким образом, уменьшается инерция, ведь масса элемента перераспределяется от середины к краям.

Облегченный маховик часто применяется на дорогих иномарках, оснащенных АКПП. Благодаря использованию облегченного маховика удается повысить отдачу ДВС аж на целых пять процентов.

2-массовый или демпферный

Двухмассовый маховик фирмы Саш

Наверное, лучший из маховиков, однако и самый сложный. Используется он тоже, как и облегченный, в современных авто, предназначен для противодействия не только колебаниям, но и для подавления ККК (коленвальных вибраций).

2-массовый маховик оснащается помимо всего прочего еще и пружинами. Правда, они гораздо усложняют конструкцию, влияют на стоимость конечного изделия, часто становятся причиной для ремонта.

Взаимозаменяемость маховиков обычных, двухмассовых и облегченных

Поскольку новый двухмассовый маховик стоит очень дорого, для большинства владельцев авто, укомплектованных этими модификациями, актуален вопрос взаимозаменяемости этого узла сцепления и ДВС. Основными нюансами являются:

• после установки цельнометаллического маховика вместо демпферного снизится, как комфортность эксплуатации, так и ресурс ШРУСов, редуктора, КПП, сцепления в целом;
• при замене традиционного маховика на облегченный дискомфорта значительно меньше, но в идеале требуется перестройка всего двигателя под новый эксплуатационный режим.

Рис. 19 Замена обычного маховика облегченным

Таким образом, классический цельнометаллический маховик больше подходит для бензиновых авто, имеет простейшую конструкцию, обладает высоким эксплуатационным ресурсом. Облегченный маховик применяется для тюнинга ДВС ограниченным числом водителей, двухмассовые модификации по умолчанию устанавливают на дизельные машины еще на заводе.

Одномассовый маховик

Изначально маховики были одномассовыми. Чугунный диск с зубчатым венцом на торце. Крепится к коленвалу. Диаметр 30 – 40 см.

Когда двигатель набирает большие обороты (2000 – 5000 оборот/минуту) маховик, имеющий значительную массу набирает большую кинетическую энергию вращения. Эта энергия отдается в трансмиссию при торможении автомобиля. При разгоне наоборот маховик препятствует набору скорости. Он мешает любому изменению скорости коленвала. Как в плюс, так и в минус. Сглаживает колебания.

Зубчатый венец служит для запуска двигателя стартером. На валу стартера сидит бендикс, который вращает маховик в момент запуска двигателя. Кода двигатель начинает самостоятельно вращаться, бендикс втягивается и выходит из зацепления.

К маховику присоединяется корзина сцепления. В ней находится диск сцепления, который прижимается к поверхности маховика нажимным диском. Корзина и оба диска: нажимной и ведомый (диск сцепления) вращаются вместе с маховиком. В момент переключения скоростей, когда водитель давит на педаль сцепления, ведомый диск отжимается от маховика, и вал двигателя вращается в холостую.

Как устроен двухмассовый маховик

Следует отметить, что деталь, которая у нас называется ДММ (двухмассовый маховик), и европейские ZMS и DMF представляют собой одну и туже деталь, устанавливаемую между КПП и мотором. Она состоит из 2-х дисков, которые подвижно соединены между собой на одной оси. Эти диски включают подшипники и основание – специальный механизм, обеспечивающий демпфирование вибраций.

В первых — гашение вибраций обеспечивалось передним шкивом-демпфером. При включении передачи колебания сглаживались пружинами диска сцепления, который терся о простой одномассовый маховик. В его конструкции было всего 4-6 пружин, расположенных друг от друга на небольшом расстоянии.

Автопроизводители постоянно работают над внедрением технических новшеств, способствующих улучшению эксплуатационных характеристик машин. Для увеличения крутящего момента был увеличен вес маховика, что, в свою очередь, требовало увеличения толщины пружин. Такие конструкционные изменения были лишь временной мерой. Задачу увеличения мощности призваны решить турбированные моторы, инжекторные системы и т.д.

Чтобы обеспечить эффективное гашение вибраций мощного ДВС, в конструкцию маховика были внедрены десятки пружин, расположенных на определенном расстоянии от центра. Увеличение плеча способствовало повышению эффективности гашения вибраций. Между пружинами были расположены особые сепараторы, обеспечивающие рассеивание колебаний и их трансформацию в энергию трения.

ДММ состоит из двух дисков (первичный с зубчатым венцом и вторичный), фланца, дуговых пружин и подшипника коронной шестерни и дуговых пружин с крышкой.

Такой маховик комплектуется пружинами разной жесткости. При малых нагрузках и небольших крутящих моментах работают мягкие пружины, а при повышении мощности задействуются жесткие пружины.

Таким образом обеспечивается мягкость хода и снижение вибраций в разных режимах работы мотора. В результате неустойчивый крутящий момент, который передается от мотора, маховик эффективно смягчает и передает на сцепление усилие со сглаженной амплитудой. Сцепление имеет ведомый диск, который также оснащен демпфирующим устройством, поэтому на коробку передается плавный вращательный момент. Его гораздо легче обрабатывать электронике блока управления (в случае с роботизированной КПП). В автомобилях с механической коробкой передач такая система обеспечивает максимально мягкое включение трансмиссии.

Если в конце 90-х годов прошлого столетия автопроизводители выпускали только 10% авто, оборудованных механической трансмиссией и двухдисковым маховиком, то уже к 2011 году процент машин с такой комплектацией превысил 70%. Такая статистика указывает на перспективность данного конструкторского решения.

Преимущества двухдискового маховика:

• Такая конструкция позволяет эффективно гасить колебания и вибрации вращения, возникающие во время работы коленвала. Двухмассовый маховик снижает шумность работы двигателя и увеличивает срок службы синхронизаторов.
• ДММ обеспечивает защиту трансмиссии автомобиля от перегрузок. У машин с такой конструкцией гораздо легче переключаются передачи. В тоже время, у таких маховиков в результате повышенных нагрузок быстрее изнашиваются пружины демпфирующего механизма. Особенно быстро может потребоваться замена основной детали – дуговой пружины.

Не все маховики одинаковы

Развитие технологий и прогресс инженерной мысли не обошли стороной и классический маховик.

Конструкторы, в попытках найти эффективные методы гашения паразитных колебаний двигателя, создали более сложную интерпретацию этого узла, которая начала попадать под капоты серийных авто в конце 80-х годов ХХ столетия.

Итак, на сегодняшний день можно встретить такие разновидности данного элемента:

• сплошной (классический диск, наиболее широко используемый в автомобилестроении, именно о нём шла речь на протяжении всего нашего рассказа);
• двухмассовый (демпферный);
• облегчённый.

Сплошной маховик

О первой, самой распространённой конструкции мы уже говорили, поэтому перейдём сразу ко второй – наиболее интересной с точки зрении инженерии.

Двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик – это, грубо говоря, два металлических диска, соединённые между собой специальной пружинной системой.

На такое ухищрение конструкторы пошли ради того, чтобы обезопасить трансмиссию от резких перегрузок, максимально избавится от вибраций коленвала и двигателя, повысить удобство при переключении передач и прочих приятностей.

Но, как всегда, есть и обратная сторона медали – двухмассовая схема сама по себе подвержена повышенному износу, а особенно её пружинная система.

Облегченный маховик

Облегченные варианты маховика уменьшают, естественно, механические потери, двигатель быстрее набирает максимальные обороты. Тратится меньше энергии для раскручивания, что дает небольшую экономию топлива, примерно 2 — 3 %!, не более.

При этих плюсах, все же теряется прочность маховика. Ему требуется дополнительна, совместная с коленвалом и передним шкивом, балансировка. Так же, стоимость заводских облегченных маховиков выше.

Ну вот, дорогие наши читатели, и подошёл к концу очередной рассказ о деталях и узлах, составляющих основу наших автомобилей.

Следите за дальнейшими публикациями.

Тэги

двигатель

Как производится замена маховика

Замена маховика предполагает демонтаж детали. Выполняется этот этап по следующей схеме:

1. Снимаем КПП.
2. Демонтируем кожух маховика вместе ведомым и нажимным дисками.
3. Фиксируем деталь с помощью отвертки, чтобы она не прокручивалась при отвинчивании болтов.
4. Откручиваем шесть болтов, которыми крепится маховик (отворачивать болты следует в порядке крест-накрест, чтобы упростить выполнение работы).
5. Снимаем маховик и опорную шайбу. Нужно запомнить, как расположен маховик относительно смотровой метки.

Основные этапы установки нового маховика:

Устанавливая новую запчасть, следует обеспечить ее положение аналогичное тому, в котором находилась снятая деталь.
Сборка всех сопряженных элементов выполняется в порядке, обратном разборке

Важно проследить за правильностью расположения кожуха маховика и соблюдать рекомендуемые автопроизводителем моменты затяжки болтов крепления (примерно 100 Н*м).

Затягивают крепежные болты на маховике крест-накрест. Кроме того, следует проверить, чтобы сама деталь стояла без перекосов.

После того, как маховик будет снят, нужно обеспечить стабильное положение коленвала, так как если он провернется, то это существенно усложнит сборку. Если же коленвал провернулся, вначале следует установить поршень 4-го цилиндра в верхнюю мертвую точку, а установку маховика выполнить в соответствии с меткой.

При соблюдении технологии замены маховика можно обеспечить длительную и бесперебойную эксплуатацию узла.

Ремонт маховика

Основные неисправности маховика логично вытекают из его конструкции:

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

Это интересно: Технические характеристики УМЗ 421 2,9 л/98 – 125 л. с.

Рис. 14 Выработка зубьев

Рис. 15 Поломка пружины демпфера

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

Причины неисправности

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

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

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

Диагностика

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

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

Замена венца

Поскольку зубья обода изготавливаются фрезерованием на высокоточных станках, наварить и обточить их для обеспечения заводской конфигурации невозможно в принципе. Поэтому венец заменяют, срезая УШМ с абразивной оснасткой, запрессовывая новый расходный элемент вместо него на тело из чугуна.

Рис. 16 Замена венца по метке

Основными нюансами ремонта являются:

• масса маховика – должна соответствовать характеристикам ДВС;
• передаточное число – количество зубьев должно остаться прежним для корректной работы ДПКВ датчика;
• метка – взаимное расположение корпуса и венца отмечено чертой для правильной балансировки узла ДВС.

Рис. 17 Датчик положения коленвала

Специалисты СТО имеют чертеж мотора, не допускают ошибок, работают на профессиональном оборудовании. В домашних условиях сложно демонтировать обод без повреждения корпуса и надеть на него новый венец.

Ремонт демпферного маховика

Все без исключения производители двухмассовых маховиков рекомендуют менять этот узел сложной конструкции целиком после пробега авто с МКПП 150 тысяч километров. Однако некоторые сервисные мастерские обладают оборудованием и высококвалифицированным персоналом для ремонта этого узла.

Основными проблемами являются:

• полное отсутствие на рынке расходных деталей, даже подшипники имеют редкую маркировку;
• подбор синтетической смазки с содержанием сульфида молибдена;
• сложная разборка неразъемный соединений (заклепки);
• не менее сложная сборка заклепками или сваркой с последующей обработкой стыков;
• сохранение кольца, без которого датчик ДПКВ работает некорректно, и балансировочных грузиков;
• сложная обработка посадочных мест.

Рис. 18 Ремонт двухмассового маховика

Обходится ремонт дешевле замены маховика демпферной новой деталью, но ненамного.

Как работает маховик двигателя менее чем за 5 минут

с маховиком или гибкий диск в зависимости от того, какой будет определяться типом передачи, т. е. в автоматических коробках передач используется flexplate в то время как стандартная коробка передач использует маховик. Оба делают по существу то же самое, единственное отличающееся, являющееся маховиком, будет иметь сцепление в сборе крепится к нему, в то время как к гибкой пластине прикреплен гидротрансформатор.Оба прикреплены к коленчатому валу двигателя и помогают сбалансировать двигатель для бесперебойная работа, а также оба имеют зубчатый венец для работы стартера. Двойная масса маховики имеют дополнительный слой, который находится между поверхностью диска сцепления и корпус маховика, который может слегка двигаться, что помогает для более плавного сдвигая, входной вал трансмиссии встраивается в этот слой.

Что идет не так?

Маховик, как правило, имеет только две проблемы, во-первых, это зубчатое колесо в который стартер использует для вращения двигателя, может изнашиваться, мешая стартеру операция.Вторая проблема касается сцепления, которое может вызвать маховик становятся рифлеными или проверенными на тепло, что затрудняет переключение коробки передач или скольжение сцепления. В любом случае маховик должны быть заменены или выровнены при возникновении таких ситуаций.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Сколько стоит?

Каждый раз, когда вам нужно заменить маховик, трансмиссия должна быть удален. Стоимость будет варьироваться в зависимости от опций трансмиссии, но обычно обвинения будут варьироваться от 800 долларов.От 00 до 1200,00 долларов США плюс стоимость маховика, который может работать в большинстве случаев от 140,00 до 230,00 долларов США.

Маховик

• Помогает сбалансировать двигатель
• Особенности зубчатого венца для стартера
• держит сцепление в сборе
• Болты крепления коленвала к двигателю

Как это работает?

Маховик закреплен болтами и вращается непосредственно, а коленчатый вал выступает в качестве сплошной муфты для соединения с выходной мощностью двигатель и перенести его на входной вал коробки передач.Маховик также действует как агент, помогающий запустить двигатель через пусковой двигатель. Маховик «привязан» к коленвалу и может быть только сбежал в одну сторону. Это достигается за счет смещения болтового рисунка, помогающего сохранить баланс двигателя при работе. когда замена крепления маховика болты должны быть затянуты в соответствии со спецификациями производителя, чтобы сохранить целостность маховика.

Посмотрим!

1. Вот крепежный фланец маховика на блоке вырезов.в Центром коленчатого вала является направляющая опора, используемая для поддержки входного вала передачи.
2. это какой клатч выглядит как при креплении к маховику
3. Двухмассовый маховик сделал переключение передач более комфортным.

Вопросы?

Наш сертифицированный механик готов ответить на ваши вопрос бесплатно.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 2018-11-17