Для чего нужен на двигатели маховики

Типы и устройство маховых колес

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

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

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

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

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

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

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

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

Available e-tron® vehicles

Маховик двигателя

Маховик относится сразу к нескольким системам двигателя и выполняет в них следующие функции:

• снижение неравномерности вращения коленчатого вала (маховик – конструктивный элемент кривошипно-шатунного механизма);
• передача крутящего момента от двигателя к коробке передач (маховик – ведущий диск сцепления);
• передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя (маховик – ведомая шестерня редуктора системы запуска).

Сглаживание пульсаций крутящего момента производится за счет периодического накопления и отдачи маховиком кинетической энергии. Энергия запасается во время рабочего хода поршня и расходуется при других тактах двигателя, в т.ч. на выведение поршней из мертвых точек. Чем больше цилиндров в двигателе, тем рабочий ход поршня в каждом из них занимает больше времени, следовательно, крутящий момент такого двигателя более равномерный, а масса маховика может быть уменьшена.

Маховик крепиться в торце коленчатого вала возле заднего коренного подшипника. Это, как правило, самый мощный подшипник в двигателе, так как он должен выдерживать вес маховика и нагрузки, связанные с его работой.

Различают следующие разновидности конструкции маховика:

• сплошной;
• двухмассовый;
• облегченный.

Наибольшее распространение на автомобилях нашел маховик сплошной конструкции. Это массивный чугунный диск диаметром от 30 до 40 сантиметров. На внешнюю поверхность диска напрессован стальной зубчатый венец, обеспечивающий проворачивание коленчатого вала при запуске двигателя с помощью стартера. С одной стороны маховика выполнена ступица для крепления к фланцу коленчатого вала, другая сторона играет роль ведущего диска сцепления.

При работе двигателя на разных оборотах коленчатый вал постоянно закручивается и раскручивается, т.е. подвергается крутильным колебаниям. В двигателе применяются гасители крутильных колебаний различной конструкции. Одним из таких устройств является двухмассовый маховик (другое название – демпферный маховик), который применяется на автомобильных двигателях с 1985 года.

Маховик включает два диска, соединенные с помощью пружинно-демпферной системы, которая позволяет полностью изолировать трансмиссию от крутильных колебаний и обеспечить равномерную работу ее элементов. С применением двухмассового маховика отпадает необходимость демпфирующего устройства в ведомом диске сцепления.

Преимуществами двухмассового маховика являются гашение колебаний, снижение вибраций, изоляция шумов, удобство переключения передач, снижение износа синхронизаторов, защита трансмиссии от перегрузки и даже экономия топлива. С другой стороны интенсивная работа двухмассового маховика приводит к усиленному износу пружинно-демпферной системы и даже поломке ее основного элемента – дуговой пружины. Все это сдерживает массовое применение демпферного маховика на двигателях.

Современные тенденции развития автомобильных двигателей, такие как даунсайзинг (уменьшение объема и массы двигателя с сохранением мощности) и даунспидинг (расширение диапазона крутящего момента двигателя с возможностью работы на низких оборотах), потребовали нового уровня гашения колебаний. С 2008 года на двигателях применяется двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний.

Для устранения неравномерностей вращения коленчатого вала в диапазоне низких оборотов на маховике вместе с дуговой пружиной устанавливается центробежный маятник. Он создает собственные колебания , которые в противофазенакладываются на сглаженные колебания после дуговой пружины и полностью их гасит.

Центробежный маятник выполнен в виде грузов, расположенных по окружности маховика. При низких оборотах двигателя грузы маятника раскачиваются сильнее, т.к. действующие на них центробежные силы малые. При увеличении оборотов амплитуда колебаний грузов уменьшается и их роль в гашении колебаний снижается.

Облегченный маховик используется при тюнинге двигателя. Перераспределение массы маховика к краям диска позволяет уменьшить его массу до 1,5 кг и в свою очередь уменьшить момент инерции. С применением облегченного маховика двигатель быстрее достигает максимальных оборотов, соответственно имеет лучшую разгонную динамику, а также наблюдается увеличение мощности до 5%.

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.

Источник

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, начали создавать более сложные конструкции этого узла. Под капотами серийных автомобилей в конце 80-х годов прошлого столетия начали появляться разные маховики.

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. Чтобы максимально избавится от вибраций коленвала и двигателя, повысить удобство при переключении передач и прочих неприятностей.

Но есть и обратная сторона медали. Двухмассовая схема 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.

Можно ли починить маховик?

Маховик с одной массой трудно отремонтировать, поэтому, когда он изнашивается, его необходимо заменить на новый. (Единственное, что можно заменить на него, это зубная коронка, если один из зубов изношен или сломан).

Двухмассовые маховики начали перерабатываться в последние годы.

Что значит ремонт маховика?Вообще говоря, утилизация разделяет два диска маховика и хорошо очищает их. Затем подшипники, пружины и все остальные элементы заменяются новыми, и оба диска снова склепываются. Наконец, производится регулировка, и если все в порядке, маховик устанавливается на место в автомобиле.

Этот метод восстановления двухмассовых маховиков, как уже упоминалось, довольно популярен, но не всегда дает хорошие результаты. Иногда, когда диски открываются для повторного использования, это оказывается невозможным.

Кроме того, хотя почти все ремонтные мастерские предоставляют гарантию после утилизации, никто не может гарантировать, что все элементы действительно были заменены новыми.

Комплектации BMW 3-Series (E46) универсал

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.

https://youtube.com/watch?v=RxFASeJ7Xn4

https://youtube.com/watch?v=RxFASeJ7Xn4

Устройство

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:

• в момент старта одна половинка этого узла получает высокую угловую скорость, вторая остается неподвижной;
• в это же время первая половинка маховика начинает сжимать пружину, которая обеспечивает плавное вращение жестко связанного с ней диска трансмиссии;
• затем скорости обеих половинок выравниваются относительно друг друга, работают в едином режиме;
• в момент сбрасывания оборотов водителем педалью газа вторая половинка начинает обгонять первую;
• однако жесткого дара по деталям мотора вновь не происходит, так как начинает сжиматься другая пружина в обратном направлении;
• скорости половинок снова выравниваются, цикл повторяется снова.

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.

Основные неисправности

Маховик подвержен мощным нагрузкам, потому рано или поздно он перестает работать. Признаком его неисправности может быть скрип, посторонние шумы во время запуска и остановки двигателя.

Ощущение мощной вибрации тоже может означать неисправность маховика. Многие считают, что это из-за «троения» мотора. Если переключиться на бОльшую передачу, то вибрации обычно пропадают. Щелчки во время старта и разгона тоже могут обозначать нарушения в работе. Однако не нужно сразу спешить с заменой маховика, так как данные признаки могут обозначать и иные неполадки. К примеру, с опорами мотора, КПП, навесным оснащением, выхлопной системой и прочим.

Наиболее точно определить причину поломки поможет непосредственный осмотр детали. Однако чтобы до нее добраться, надо будет разобрать КПП, а на это нужны специальные навыки и приспособления.

Восстановление работоспособности двухмассового маховика

Из-за высокой цены «оригинала» практически все водители задумываются о возможности восстановления маховика. Стоит тут же отметить, что изготовители не подразумевают восстановление данного элемента. Он считается неразборным, поэтому лучше установить новый.

Однако все-таки существуют специалисты, которые могут взяться за работу. Все это зависит от степени неисправности. В случае если вышли из строя пружины, то в сервисе их могут заменить. Они первыми подвергаются изнашиванию. Однако если развалился корпус либо один подшипник, то правильным решением будет купить новый. В каждом случае мало кто сможет гарантировать долговременную работу мотора, а также трансмиссии после проведения ремонтных работ.

Замена на одномассовый

Чисто теоретически это можно сделать. Квалифицированный специалист в сервисе сможет выполнить это легко. Однако имеет ли смысл это делать? Никто не сумеет предсказать, какой период времени после этого продержится коробка передач и двигатель, потому с своей стороны мы не советуем это делать!

В случае если у вас мощный двигатель, а также механическая коробка передач, то не избежать значительных вибраций и тряски во время запуска и остановки. Ездить вы сможите, но со значительным дискомфортом. Роботизированная коробка не сможет выдержать тандема с литым маховиком, поэтому довольно бысто перестанет работать. При этом совместно с коробкой восстановление обойдется уже намного дороже.

Ремонт двухмассового маховика

РЕМОНТ возможен или нет? Многие кстати пишут — что мастера на СТО рекомендуют купить новый, чем ремонтировать старый.

А вообще почему многие хотят восстановить, а не купить новый?  Да все потому что стоимость оригинальной запчасти иногда просто зашкаливает, например на Volkswagen оригинал стоит около 50000 — 80000 рублей (все зависит от марки), а восстановление – от 15 до 20 000. Конечно можно купить аналоги (20-30000), главное выбрать качественный иначе будете менять через малый пробег.

И все же ремонт возможен, главное найти правильных специалистов (которых реально мало).

Процесс реставрации предполагает не только переборку (замена внутренностей). НО и другие мероприятия которые просто необходимы.

• Замена испорченных, сломанных деталей. Меняется все даже крепление (болты которые были установлены по новой не применяются)
• Проточка выработок (бывает от пружин изнутри)
• Балансировка после переборки, это обязательно
• Замена смазки

Процесс выглядит так – изначально происходит процесс разборки, далее выкидывают все сломанные элементы, переберают, выполняется проточка (в основном для устранения внешних дефектов и выравнивания поверхности соприкосновения) – последнее балансировка (которая выполняется мастерами высокого класса, на специальных стендах).

Стоит отметить, что экономить на запчастях не стоит, ведь переборка процесс не дешевый и если поставить не качественные детали (скажем пружины), проживет он не долго!

Еще один вопрос – сколько может ходить после ремонта? Если качественно выполненная работа, то может ходить как оригинальный минимум 150000 км (250000 как максимум).

Сейчас видео версия смотрим.

В заключении хочется сказать, что некоторые водители (в том числе немецких автомобилей) уверены что автомат (АКПП) в ремонте дороже и капризнее! Друзья АКПП если правильно менять в ней масло (фильтр) и не гробить ее собственными руками (например — долго буксовать на ней) может ходить по 250 – 350 000 км без ремонта. А вот на механике вы в 150 000 в любом случае будете менять диск сцепления, и в 80% случаев вам мастер предложит поменять вам двухмассовый маховик – А ЭТО ОЧЕНЬ ДОРОГО зачастую сопоставимо с ремонтом АКПП.

НА этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

Разновидности маховиков

На текущий момент можно выделить три разновидности маховиков:

Сплошной

Наиболее распространенная и простая конструкция. Представляет собой чугунный литой диск, устройство которого было описано выше. Маховик для АКПП гораздо легче обычного, поскольку рассчитан на использование совместно с гидротрансформатором.

Облегченный

При тюнинге автомобиля, трансмиссии и двигателя часто устанавливают облегченный маховик. Его небольшой вес уменьшает инерцию и повышает производительность двигателя на 4-5%. Автомобиль быстрее откликается на педаль газа, становится более динамичным. Однако, установку облегченного маховика нужно делать только в комплексе с другими работами по улучшению характеристик двигателя и трансмиссии.

Двухмассовый

Двухмассовый или демпферный маховик более сложен по конструкции и устанавливается на современные модели автомобилей. Он может применяться на автомобилях с механической и автоматической трансмиссиях без гидротрансформатора. В случае с МКПП используется ведомый диск сцепления без демпфера крутильных колебаний.

Двухмассовые маховики получили широкое распространение благодаря улучшенным характеристикам подавления вибраций, шума, защите трансмиссии и синхронизаторов. Именно этот вид стоит рассмотреть более подробно.

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.