Деталь маховик: равномерность и надежность работы двигателя

равномерность и надежность работы двигателя

08.08.2018
#Маховик

Маховик: равномерность и надежность работы двигателя

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания можно найти массивную деталь кривошипно-шатунного механизма и других смежных систем — маховик. Все о маховиках, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе, ремонте и замене данных деталей — читайте в представленной статье.

Роль и место маховика в двигателе

Маховик (маховое колесо) — узел кривошипно-шатунного механизма (КШМ), сцепления и системы запуска поршневого ДВС; расположенный на хвостовике коленчатого вала металлический диск большой массы с зубчатым венцом, обеспечивающий стабильное функционирование мотора за счет накопления и последующей отдачи кинетической энергии.

Работа поршневых ДВС неравномерна — в каждом из его цилиндров за два оборота вала совершается четыре такта, и в каждом такте скорость движения поршня различна. Для устранения неравномерности вращения коленвала одинаковые такты в разных цилиндрах разнесены во времени, также в состав КШМ вводится дополнительный узел — маховик, выполненный в виде массивного металлического колеса, зафиксированного на задней части коленвала.

Маховик решает несколько ключевых задач:

  • Обеспечение равномерности угловой скорости коленчатого вала;

  • Обеспечение вывода поршней из мертвых точек;

  • Передача крутящего момента от коленчатого вала на механизм сцепления и далее на КП;

  • Передача крутящего момента от шестерни стартера на коленвал при пуске силового агрегата;

  • Некоторые типы деталей — гашение крутильных колебаний и вибраций, развязка КШМ и трансмиссии транспортного средства.

Маховик в сборе с коленчатым валом двигателя

Данная деталь за счет значительной массы накапливает кинетическую энергию, получаемую во время рабочего хода, и отдает ее коленвалу на остальных трех тактах — этим обеспечивается как выравнивание и обеспечение стабильности угловой скорости коленвала, так и вывод поршней из ВМТ и НМТ (за счет возникающих сил инерции). Также именно через маховик осуществляется связь двигателя с трансмиссией автомобиля и передача крутящего момента от шестерни электростартера на коленвал при пуске мотора. Маховик критически важен для нормальной эксплуатации транспортного средства, поэтому при его неисправности необходимо как можно скорее выполнить ремонт или полную замену. Но прежде, чем начинать ремонтные работы, следует разобраться в существующих типах, конструкции и особенностях работы маховиков современных ДВС.

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.

Облегеченный маховик

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.

Конструкция двухмассового маховика

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.

Вопросы выбора, замены и обслуживания маховика

В процессе эксплуатации двигателя маховик подвергается значительным механическим нагрузкам, поэтому со временем в нем возникают разного рода неисправности — трещины, износ поверхности контакта с ведомым диском сцепления, износ и выломы зубцов венца, деформации и даже полное разрушение (этому подвержены чугунные детали). Неисправности маховика проявляются повышением уровня вибраций и шумов во время работы двигателя, ухудшением работы сцепления, ухудшением или невозможностью запуска мотора стартером (вследствие износа зубчатого венца) и т.д. При появлении этих признаков маховик необходимо осмотреть, при необходимости демонтировать и подвергнуть дефектации, а в случае обнаружения неисправностей — выполнить замену детали в сборе.

Наиболее часто в маховиках сплошной конструкции причиной проблемы становится зубчатый венец, а также трещины и поломки самого диска. При нормальном состоянии маховика венец можно заменить, на замену следует брать деталь того же типа и модели, что стояла ранее. В случае необходимости можно использовать венец с иным числом зубов, однако такая замена не всегда возможна. Демонтаж строго венца обычно выполняется механически — ударами молотка через зубило или иной инструмент. Установка нового венца производится с его нагревом — вследствие температурного расширения деталь легко встанет на свое место, а после остывания надежно зафиксируется на маховике.

В демпферных маховиках зачастую возникают более сложные неисправности — поломка или полное разрушение дуговых пружин, износ подшипников, износ трущихся деталей дисков и т.д. В большинстве случаев двухмассовый маховик не подлежит ремонту, а заменяется в сборе. В отдельных ситуациях возможна замена венца и подшипников, но эти работы лучше доверять специалистам. Диагностика демпферного маховика проводится как на двигателе, так и на снятой детали. В первую очередь проверяется угол отклонения ведомого маховика и люфт, если угол слишком большой или, напротив, маховик заклинил, то деталь должна быть заменена.

Все диагностические работы и замена маховика должны выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Для доступа к детали в большинстве случаев приходится демонтировать коробку передач и сцепление, что связано с дополнительными затратами времени и сил. При монтаже нового маховика необходимо соблюдать ориентацию сцепления, а также использовать определенных тип крепежа и, если это нужно — типы смазочных материалов. Если маховик подобран и заменен правильно, то двигатель и трансмиссия будут надежно работать, уверенно выполняя свои функции.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14. 09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Маховик: устройство, функции, признаки поломки


Маховик или маховичный накопитель энергии — деталь двигателей внутреннего сгорания. 


Маховик получает энергию от двигателя, накапливает ее и передает транспортным узлам, например, коленвалу или к механизму сцепления. При помощи маховика происходит равномерное высвобождение энергии — так сглаживаются задержки между тактами в работе ДВС.

Виды автомобильных маховиков


Сплошной (одномассовый) 


Самый простой по конструкции маховик. Представляет собой круглую пластину из особого сплава с зубчатым кольцом — венцом. Зубцы обеспечивают сцепление с валом стартера и дальнейшее раскручивание коленвала. 


Это наиболее распространенный вид, несложный в изготовлении и самый доступный по цене. 


Двухмассовый маховик


Нередко водители меняют заводской маховик на двухмассовый. Он состоит из двух одинаковых пластин. Так же в строение добавляется еще один комплект пружин. В демпферном маховике находятся пружины разной жесткости. С помощью такой детали гасятся колебания, которые производит сам маховик. 


Двухмассовый маховик имеет ряд преимуществ: например, обеспечивает более ровную работу двигателя, усиливает защиту трансмиссии от перегрузок. В то же время из-за особенностей строения такая деталь не так надежна и стоит дороже.  


Облегченный


Такой маховик редко устанавливают на заводе, чаще всего он используется для тюнинга — облегченная деталь ускоряет разгон. Снижение массы достигается за счет уменьшения стали в составе, поэтому изнашиваться маховик будет быстрее. 

Неисправности маховика и их признаки


В большинстве случаев проблема решается заменой маховика, но оставлять без внимания другие узлы не следует. Нередко бывает, что неисправность маховика – результат неправильной работы связанных с ним систем.


Изнашивание и/или повреждение зубчатого венца


В основном венец выходит из строя из-за естественного износа или попадания в картер посторонних предметов. Иногда это происходит из-за неправильного монтажа запчастей – самого маховика или стартера. Если стартер «буксует» или при запуске отмечается стук – это повод обратиться на СТО.


Биение маховика


Биение маховика – это нормальный процесс, но только если величина биения не выходит за пределы, установленные производителем. Эта неисправность связана с работой сцепления: не до конца выжатое сцепление, пробуксовка или поломки приводят к повышенному износу рабочей поверхности маховика. Одна из самых простых причин – неправильный момент затяжки крепежных болтов, поэтому в первую очередь проверяем их. Такая мелочь как плохо затянутые болты может привести и к повреждениям посадочного места под фланец коленвала.


Выработка на рабочей поверхности маховика


Из-за естественного износа в месте, где ведомый диск сцепления контактирует с рабочей поверхностью маховика, возникает выработка. Этот процесс проходит годами, но водитель неосознанно может его ускорить: например, часто трогаться с пробуксовкой. При обнаружении выработки, а так же при наличии трещин следует заменить деталь. 


У двухмассового маховика нередко нарушается целостность или изнашиваются пружины. Иногда производят замену пружин, но подобрать их очень сложно. Слишком мягкие или жесткие пружины уменьшают эффективность запчасти.  


Неочевидные признаки, когда нужно обратить внимание на маховик:


 — увеличение вибрации;


 — трудности при запуске двигателя;


 — рывки при переключении скоростей;


 — усиление шумов на холостом ходе.


Преимущества маховиков TRIALLI:


 — Снижают неравномерное вращение коленвала.


 — Уменьшают пульсацию крутящего момента.


 — Решают проблему колебания двигателя внутреннего сгорания при переключении передач.


 — Удобно монтировать на любой двигатель.


Будьте в курсе — подписывайтесь на нас в социальных сетях:


YouTube


VK


Одноклассники


Telegram

Маховик | компонент машины | Британика

  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Этот день в истории
  • Викторины
  • Подкасты
  • Словарь
  • Биографии
  • Резюме
  • Популярные вопросы
  • Обзор недели
  • Инфографика
  • Демистификация
  • Списки
  • #WTFact
  • Товарищи
  • Галереи изображений
  • Прожектор
  • Форум
  • Один хороший факт
  • Развлечения и поп-культура
  • География и путешествия
  • Здоровье и медицина
  • Образ жизни и социальные вопросы
  • Литература
  • Философия и религия
  • Политика, право и правительство
  • Наука
  • Спорт и отдых
  • Технология
  • Изобразительное искусство
  • Всемирная история
  • Britannica объясняет
    В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
  • Britannica Classics
    Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
  • #WTFact Видео
    В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
  • На этот раз в истории
    В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
  • Demystified Videos
    В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
  • Студенческий портал
    Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
  • Портал COVID-19
    Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
  • 100 женщин
    Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
  • Britannica Beyond
    Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
  • Спасение Земли
    Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
  • SpaceNext50
    Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

  • Введение

Краткие факты

  • Связанный контент

Маховик: определение, функции, принцип работы, проблемы

Маховик – один из важнейших узлов автомобильного двигателя. Это механическое устройство, специально разработанное для хранения энергии вращения (кинетической энергии). Она пропорциональна квадрату его скорости вращения и массы.

Как устранить неполадки с электровелосипедом…

Please enable JavaScript

How To Troubleshoot An Electric Bike’s Common Problems —

Contents

What is a flywheel?

Маховик как увесистое колесо требует достаточно сил для вращения вокруг своей оси. Он сопротивляется изменению скорости вращения своим моментом инерции. Изменяя запасенную энергию на маховике, скорость его вращения должна увеличиваться или уменьшаться. То есть он продолжает вращаться до тех пор, пока не будет приложено большое усилие.

При вращении маховика сохраняется большое количество кинетической энергии. Эта энергия позже используется для питания автомобиля при запуске двигателя или превышении скорости.

Сегодня мы рассмотрим определение, конструкцию, функции, принцип работы и симптомы неисправного автомобильного маховика.

Конструкция маховика

Из-за требований к ударной вязкости маховик обычно изготавливается из стали, которая вращается на обычных подшипниках. Маховики с высокой плотностью энергии изготовлены из композитов углеродного волокна и используют магнитные подшипники. Такой маховик вращается со скоростью до 60 000 об/мин (1 кГц).

Функции маховика

Маховики можно найти почти во всех типах автомобилей, поскольку они служат для различных целей, которые будут обсуждаться здесь. Ниже приведены функции маховика в автомобильном двигателе:

Балансировка двигателя: потому что поршни смещены от центра коленчатого вала и возникает вибрация. Это также связано с тем, что каждый поршень срабатывает под разным углом.

Функция маховика в этой ситуации состоит в подавлении бокового движения. Это достигается за счет большого веса маховика. Маховики снижают вибрацию двигателя в целом, так как двигатель стабилизируется и балансируется на опорах.

Запуск двигателя: маховик играет другую роль при запуске двигателя. Зубья шестерни на маховике прикреплены к стартеру. Этот стартер управляется автомобильным ключом, поэтому, когда автомобиль заводится, стартер вращает маховик.

Сразу же двигатель начинает вращаться, эффект сгорания продолжает вращать двигатель. Шестерня Bendix в запущенном двигателе убирается, чтобы маховик мог свободно вращаться.

Снижение нагрузки на трансмиссию: — еще одна функция маховика, достигаемая за счет стабилизации движения двигателя. Это также сглаживает обороты двигателя и снижает износ компонентов трансмиссии.

Маховик также ограничивает износ между валом коробки передач и карданным валом. Эти два соединены универсальным шарниром.

Регулировка частоты вращения коленчатого вала: Коленчатый вал преобразует движение поршня во вращательное движение, которое является скачкообразным при выработке мощности. скорость вращения коленчатого вала постоянна и двигатель работает ровно. Это связано с тем, что масса маховика создает инерцию, которая поддерживает вращение коленчатого вала двигателя между каждым запуском поршня.

Управление весом: Вес маховика определяет мощность двигателя. Вес рассчитан на основе производительности транспортных средств.

Более тяжелые маховики позволяют двигателю работать под нагрузкой, которая может привести к заклиниванию двигателя. Для больших грузовиков или прицепов подходят более тяжелые маховики, в то время как для спортивных автомобилей и некоторых коммерческих автомобилей хорошо подходят более легкие маховики.

Читать: Компоненты автомобильного двигателя

Принцип работы

Принцип работы маховика довольно прост и интересен, так как он накапливает энергию для использования автомобиля. Точно так же, как механическая батарея хранит энергию в химической форме, маховики сохраняют энергию в виде кинетической энергии.

Больше энергии вырабатывается, если маховик вращается с большей скоростью. это более высокий момент инерции означает более громоздкий. Лучше крутиться быстрее, чем увеличивать свою массу. Это связано с тем, что более легкие маховики производят в два раза больше энергии, чем маховики, которые весят больше или вдвое. То есть, чем легче маховик, тем больше хранится энергии.

Рекомендуется использовать более легкие высокоскоростные колеса, а не тяжелые. Но для более тяжелых транспортных средств, таких как прицепы, грузовики, фургоны и т. д., подойдет более тяжелый. Это потому, что они несут дополнительную нагрузку и не важны для работы на более высоких скоростях.

Таким образом, зная, как работает маховик, можно сказать, что чем выше скорость, тем выше накопленная энергия. Однако, если скорость продолжает увеличиваться, материал колеса может не справиться с этой силой. Это может привести к расставанию.

В видео ниже объясняется, как работает маховик:

Присоединяйтесь к нашей рассылке новостей

Симптомы неисправности маховика

Ниже приведены симптомы неисправности маховика: Проблема возникает при переключении передач во время движения. Шестерня может проскальзывать. Это происходит, когда мощность не передается на колеса, что приводит к износу сцепления.

Проскальзывающее сцепление со временем изнашивает и маховик. Нажимной диск может неожиданно начать издавать скрежещущие звуки, а другие части маховика в узле сцепления могут перегреться. Это приведет к деформации и даже к трещинам.

Пробуксовка сцепления: эта дилемма маховика аналогична пробуксовке сцепления. В этой ситуации сцепление не будет полностью отпущено. Это вызовет различную степень шлифования шестерен при переключении передач.

Фактически это может привести к полному отказу включения первой передачи автомобиля при трогании с места. Эта проблема связана не непосредственно с маховиком, а с подшипником или втулкой маховика или коленчатого вала в сборе.

Горящий запах л: При неправильной работе сцепления возникает запах гари. Это вызвано плохим маховиком или неопытностью водителя.

Облицовка муфт изготовлена ​​из материалов, предназначенных для снижения уровня шума, создаваемого муфтой во время работы.

Эта облицовка выделяет много тепла из-за трения, если она не используется должным образом. Таким образом, возникает едкий запах, который весьма ощутим.

Читайте: Работа и эффективность карданного вала

Вибрация педали сцепления : вы заметили вибрации, исходящие от педали сцепления или пола автомобиля, когда маховик неисправен. Это происходит из-за того, что опоры пружины маховика вышли из строя.

Это сделано для того, чтобы вы знали, что пружинный механизм обычно снижает вибрации, возникающие при использовании сцепления.

Вибрация сцепления: эта проблема возникает, когда трудно включить сцепление. Он скачет вместе с маховиком, поскольку сцепление многократно захватывает и отпускает маховик. Это похоже на заикание или вибрацию при отпускании.

Визг сцепления часто возникает на любой передаче, в основном при трогании с места. Иногда причиной может быть деформированный маховик.

Эту проблему трудно диагностировать, так как неисправны диск сцепления, нажимной диск или выжимной подшипник.