Для чего нужен маховик в двигателе
Что такое маховик в автомобиле
Маховик – неотъемлемая часть современных бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на свою простоту, эта деталь играет очень важную роль в работе мотора – его нормальное функционирование без нее невозможно. Поговорим более подробно, зачем она нужна, как устроена и какие у нее могут возникнуть неисправности.
Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен
Маховик, по сути, представляет собой инерционный аккумулятор. Он накапливает в себе кинетическую энергию, которую порождает двигатель машины, а затем передает крутящий момент другим деталям и узлам транспортного средства чтобы те, в свою очередь, передали ее на колеса. По-научному эта деталь так и называется: маховичный накопитель энергии.
Маховик необходим в силу того, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают неравномерно. Невооруженным глазом это невозможно заметить, но между каждым тактом есть небольшой промежуток. Он составляет всего несколько миллисекунд. Если бы энергия передавалась от мотора к колесам напрямую, без участия маховика, подобные интервалы отразились бы на передвижении машины – она начала бы ехать с небольшими рывками. Маховик предотвращает возникновение подобной ситуации.
Еще одно назначение детали – стабилизация работы мотора. Во время воспламенения топливной смеси в цилиндрах могут происходить легкие рывки, неравномерно двигаться поршни. Если такое случилось хотя бы в одном из цилиндров, скажется и на остальных. Маховик за счет своего веса нейтрализует подобные отклонения. В результате вся цилиндровая группа работает более стабильно.
Следует отметить, что маховик применяют не только в автомобилях или других транспортных средств. Эта деталь необходима везде, где требуется стабилизация вращения. Так, ее издревле используют в самых различных механизмах (ярчайший пример – гончарный круг). Ей нашли применение даже на космических кораблях.
маховик автомобильный
Устройство маховика в автомобиле
Простейший маховик состоит из двух частей:
- металлический диск;
- венец.
Диск представляет собой круглую пластину из прочного стального сплава. Венец – это кольцо с зубьями, которое надето на эту пластину. К диску с одной стороны подсоединен коленчатый вал, а с другой – корзина сцепления. Зубья венца соединены с шестерней, надетой на вал стартера.
Похожие статьи
Таким образом, деталь находится между силовым агрегатом и трансмиссией.
Принцип работы маховика
Принцип работы маховика так же прост, как и его устройство. Он накапливает в себе кинетическую энергию вращения, а затем передает ее на трансмиссию. Однако высвобождение этой энергии происходит равномерно. Таким образом, на входном валу коробки передач (который, в конечном счете, крутит именно маховик) вращение получается равномерным и стабильным, без рывков и остановок на доли секунды. В результате транспортное средство передвигается и его колеса крутятся с постоянной скоростью.
Виды автомобильных маховиков
Наибольшее распространение получили следующие виды маховиков:
- сплошной;
- облегченный;
- двухмассовый.
Рассмотрим каждый из них более подробно.
Сплошной
Второе название – одномассовый. Простейший вариант. Описание его конструкции и принципа действия приведены выше. Представляет собой сплошной металлический диск с надетым на него зубчатым венцом. Венец монтируют с использованием технологии напрессовки. Это обеспечивает очень прочную состыковку. Сам диск изготавливают из особого стального сплава, который способен выдержать очень большие нагрузки. Обычно сторона сплошного маховика, противоположная двигателю, выполняет роль ведущего диска сцепления, являясь одной из его составных частей.
Такой тип конструкции – наиболее распространенный. Это объясняется его несложным устройством, простотой изготовления и невысокой ценой.
маховик одномассовый
Облегчённый
Очень напоминает сплошной. Чем же он отличается? Разница заключается в том, что масса перераспределена к краям. Обычно этого добиваются путем фрезерования участков диска, расположенных в близи центра. В некоторых случаях в них и вовсе вырезают отверстия. Иногда деталь перерабатывают по обратному принципу – ближе к центру оставляют больше массы, а края облегчают. Это несколько ухудшает разгон, зато гарантирует более стабильную работу двигателя и лучшую стабилизацию вращения во время передвижения.
Облегченные варианты очень редко ставят на автомобили на заводе. Чаще всего маховик облегчают самостоятельно в ходе тюнинга.
Облегченная деталь имеет лучшие инерционные показатели, а значит, и лучший разгонный потенциал.
Главный недостаток этого типа маховиков – меньшая надежность и менее продолжительный срок службы. Стали в нем меньше, а нагрузки остаются прежними. Результат – более быстрое появление дефектов.
Облегчённый маховик
Двухмассовый
Следующая разновидность – двухмассовый. Имеет более сложное устройство. Конструкция включает в себя не один, а два диска. Между собой они соединены системой пружин, зубцов и подшипников (их называют демпферами).
Необходимость во втором диске возникает из-за того, что деталь, представляющая собой монолитный круг из стали, не может обеспечить абсолютно стабильное вращение. Во время работы в ней возникают так называемые крутильные колебания. Они генерируются не цилиндровой группой и коленвалом, а самим маховиком. Если включить в конструкцию второй диск, большая часть этих колебаний гасятся.
Двухмассовые устройства имеют целый ряд преимуществ перед сплошными. Вот основные:
- более стабильная работа двигателя, как следствие – более ровная езда;
- меньшее количество вибраций в области трансмиссии;
- более надежная защита трансмиссии от перегрузки;
- более мягкое переключение передач.
Однако устройство имеет один существенный недостаток, который обусловлен сложностью его конструкции. Им является меньшая по сравнению со сплошной деталью надежность. Система, соединяющая между собой диски, испытывает очень высокие нагрузки, в результате чего довольно быстро изнашивается. Итог – возникновение неисправностей.
Кроме того, двухмассовые конструкции дороже сплошных. Это тоже обусловлено сложностью их конструкции.
Двухмассовые детали можно установить и на автомобили, на которых изначально был сплошной маховик. Многие компании изготавливают эти узлы для различных марок машин (в качестве примера можно назвать фирму Валео).
Следует упомянуть, что существуют и другие типы маховиков (например, разработанный в 1960-х в СССР супермаховик). Но они так и не получили широкого распространения в автомобилестроении.
Двухмассовый
Возможные неисправности
Ниже представлены наиболее распространенные неисправности детали.
- Износ венца. Со временем зубцы на венце могут истереться, благодаря чему при запуске мотора стартер будет на них пробуксовывать. Завести авто будет проблематично – это получится не с первого раза.
- Нарушение центровки. Маховик должен быть установлен соосно кардану и диску сцепления. В противном случае при передвижении на транспортном средстве будет слышаться так называемое «биение».
- Износ диска. Часть детали, которая выполняет функции диска сцепления, подвержена наиболее серьезным нагрузкам. В результате этого она может истираться, на ее поверхности могут появляться заусенцы, углубления. Результат всего этого – сокращение размеров площади соприкосновения дисков трансмиссии и, как следствие, плохое сцепление. Еще один признак поломки – шум при передвижении автомобиля.
- Износ крепежа коленвала. Место, куда крепится коленчатый вал, со временем тоже изнашивается. В результате появляется люфт. Он приводит к появлению шума во время движения транспортного средства.
Все перечисленные поломки возникают у одномассовых или облегченных устройств. У двухмассовых также может возникнуть неисправность демпферов. Она чаще всего выражается в их износе. В результате этого часть конструкции, соединенная с коленвалом, передает не всю энергию на часть, которая является диском сцепления. Понять о том, что возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:
- шум, стук;
- появление так называемых плавающих оборотов;
- самопроизвольные «подтрагивания», возникающие на холостом ходу;
- повышение уровня вибрации при езде;
- рывки при переключении скоростей.
Ремонт маховика
Ремонту поддаются далеко не все неисправности. Устранить можно:
- износ венца;
- нарушение центровки.
Первая неисправность устраняется путем установки нового венца с цельными зубьями. Вторая – посредством центровки маховика. Для этого разбирают трансмиссию.
Если речь идет об износе диска сцепления или места крепления коленвала, то они «лечению» не поддаются. Единственный вариант в этом случае – установка новой детали.
Что касается поломки демпферов, то они вполне поддаются ремонту. Он возможен и в домашних условиях, в гараже. Но стоит оговориться, что такой ремонт под силу только опытному автомобилисту. Поэтому лучше доверить его сотрудникам автосервиса.
Подведем итог
Маховик – деталь автомобиля, которая отвечает за передачу крутящего момента с коленвала на сцепление. Он предназначен для его стабилизации. Кроме того, деталь стабилизирует работу двигателя. Конструкция устройства очень проста – оно представляет собой стальной диск с зубчатым венцом. Существуют и более сложные двухмассовые варианты. О поломке детали может говорить трудный запуск двигателя, «биение», стук, плохое сцепление.
Вконтакте
Одноклассники
Маховик - это машина, которая резервирует энергию вращения, сопротивляясь изменениям скорости вращения. Накопленная энергия пропорциональна квадрату скорости вращения. Вы можете изменить сохраненную мощность машины, применяя крутящий момент для увеличения или уменьшения скорости вращения. Машина или транспортное средство теряет импульс каждый раз, когда замедляется или останавливается. Маховик восполняет этот потерянный импульс, питаясь зарезервированной мощностью.В этом кратком руководстве мы обсудим , как работает маховик и что он делает.
Что такое маховик на автомобиле?
Маховик - это тяжелое колесо, для вращения которого требуется большое усилие. Когда колесо движется с высокой скоростью, оно будет вращаться, пока вы не остановите его, приложив много силы. Когда он вращается, он сохраняет большое количество кинетической энергии, которую он позже использует для запуска транспортного средства или машины во время запуска двигателя или ускорения.
Что такое маховик на автомобиле? С технической точки зрения, маховик (если ручной) или гибкая пластина (если автоматическая коробка передач) определяется как диск, который крепится болтами к коленчатому валу в задней части двигателя. Он служит многим целям:
- На автомобиле с механической коробкой передач он дает одну из поверхностей трения сцепления. Нажимной диск сцепления прикручен к нему, и диск сцепления зажат между ними.
- На автомобиле с автоматической коробкой передач он фактически известен как гибкий диск и гидротрансформатор болтов коробки передач к нему.
На его внешнем крае имеется зубчатое кольцо, которое стартер поворачивает для запуска двигателя. Из-за большого диска (относительно коленчатого вала) это позволяет стартеру иметь больше рычагов против двигателя.
Он также служит для выполнения определенных задач работы двигателя. Хотя более массивные маховики требуют большего количества энергии для вращения, после вращения они набирают больше оборотов и помогают двигателю работать плавнее и плавнее переключаться на более высоких оборотах.
Как работает маховик?
Как маховик работает для накопления энергии? Ну, вы можете сравнить это с механизмом механической батареи.В то время как батарея хранит энергию в химической форме, маховик сохраняет мощность в форме движения или кинетической энергии, чтобы быть точным.
Маховик сможет накапливать больше энергии, если он вращается с более высокой скоростью или имеет более высокий момент инерции, что означает его большую массу. Тем не менее, он всегда работает лучше, когда вы вращаете его быстрее, чем увеличиваете его массу. Например, колесо будет производить вдвое больше энергии, чем то, которое весит половину его, учитывая, что оба вращаются с одинаковой скоростью.С другой стороны, вращение колеса зажигалки в два раза быстрее приведет к увеличению количества накопленной энергии в четыре раза.
.
Маховик | компонент машины | Britannica
Маховик , тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, чтобы сгладить передачу мощности от двигателя к машине. Инерция маховика противодействует и сдерживает колебания скорости двигателя и сохраняет избыточную энергию для прерывистого использования. Чтобы эффективно противостоять колебаниям скорости, маховик имеет высокую инерцию вращения; , т. Е. большей части своего веса находится далеко от оси. Колесо с тяжелым ободом, соединенным с центральной втулкой спицами или перемычкой (колесо А на рисунке), имеет высокую инерцию вращения.Многие маховики, используемые на поршневых двигателях для сглаживания потока мощности, выполнены таким образом. Однако энергия, запасенная в маховике, зависит как от распределения веса, так и от скорости вращения; если скорость удваивается, кинетическая энергия увеличивается в четыре раза. Маховик ободного типа будет лопаться с гораздо меньшей скоростью вращения, чем колесный диск такого же веса и диаметра. Для минимального веса и высокой способности к накоплению энергии маховик может быть изготовлен из высокопрочной стали и выполнен в виде конического диска, толстого в центре и тонкого в ободе ( см. , рисунок B).
(A) обод маховика; (B) маховик с коническим диском Encyclopædia Britannica, Inc.Британика Викторина
Гаджеты и технологии: факты или вымысел?
Флэш-память чаще всего используется в портативных устройствах.
В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, возникающих при сгорании в цилиндрах, и для подачи энергии на такт сжатия поршней.Чем больше инерция вращения маховика, тем меньше изменения скорости в результате прерывистого энергоснабжения и потребления.
В силовых прессах фактическая штамповка, резка и формование выполняются только за часть рабочего цикла. В течение более длительного, неактивного периода скорость маховика медленно увеличивается сравнительно маломощным двигателем. Когда пресс работает, большая часть необходимой энергии обеспечивается маховиком.
.Почему маховики важны и какие существуют типы?
Подобный большому тяжелому диску, установленному между коленвалом и системой сцепления, маховик играет жизненно важную роль в передаче мощности любого двигателя.
Простое, но эффективное устройство, маховик в вашем автомобиле является важной частью трансмиссии, которая творит чудеса для передачи мощности от двигателя.Он напоминает большой тяжелый диск, который соединен с концом коленчатого вала и взаимодействует с диском сцепления для включения привода на колеса.
Физика, лежащая в основе маховика, означает, что для его вращения требуется большой крутящий момент, но, в свою очередь, также необходим большой крутящий момент для его замедления, а это означает, что он очень эффективно сохраняет угловой момент. Это делает маховик простым устройством накопления энергии, а при его использовании в хвостовой части коленчатого вала он использует эту сохраненную энергию вращения для сглаживания подачи энергии от двигателя.
По мере того, как поршни совершают возвратно-поступательные движения, они оказывают разные силы и моменты на каждой стадии цикла двигателя. Наибольший крутящий момент возникает во время рабочего такта, когда поршень сильно нагнетается вниз, быстро вращая коленчатый вал.
Без маховика, прикрепленного на конце коленчатого вала, вращение будет неравномерным, с быстрым вращением при рабочем такте, за которым последуют 540 градусов относительно малой скорости вращения от каждого поршня. Таким образом, маховик использует свою высокую инерцию вращения (его сопротивление изменениям скорости вращения), чтобы выровнять подачу крутящего момента так, чтобы коленчатый вал вращался более постоянным, плавным образом.
Фантастический практический эксперимент, демонстрирующий работу двигателя с маховиком и без
Учитывая, что вес маховика является ключевым фактором в его энергосбережении, масса большого комка, расположенного на конце коленчатого вала, оставляет некоторые возможности для модификации. Облегченные маховики стали неотъемлемой частью автоспорта и дорожных автомобилей с доработанной гусеницей, мгновенно меняя динамику двигателя. Облегчение происходит путем удаления избыточного материала с существующего маховика (с более старыми вариантами, сделанными из чугуна) и балансировки его или путем покупки маховика вторичного рынка (обычно сделанного из стали), предназначенного специально для автомобиля под рукой.
Уменьшенная масса означает, что маховик вращается намного легче под действием мощности двигателя.Это делает его идеальным для ускорения на низких передачах, когда скорость двигателя должна быстро меняться, и является популярной модификацией для автомобилей, жаждущих более мощной трансмиссии.
Облегченный маховик для Mazda MX-5, показывающий простые вырезы для уменьшения массыОтсутствие инерции у облегченного маховика также означает, что обороты двигателя очень быстро падают при переключении передачи (вместо зависания) и увеличиваются при малейшем щелчке педали акселератора для плавного переключения на пониженную передачу путем согласования оборотов.Хотя плавность оборота двигателя может быть слегка нарушена из-за уменьшенной массы, острые характеристики вращения делают это снижение веса обычной для автомобилей, модифицированных для автоспорта.
Быстрая демонстрация запаса по сравнению с облегченной работой маховика.Видео через Heywood Jablome
Другой тип - это двухмассовый маховик , который идет противоположным облегченному варианту, привнося в бой вторичный кусок материала. Так в чем же причина его добавления?
В то время как двигатель совершает возвратно-поступательные движения, циклы создают большое количество нежелательной вибрации, которая может нарушать работу других компонентов в процессе работы.Эти колебания различаются по частоте в зависимости от количества имеющихся цилиндров и их ориентации.
Например, балансировка двигателя, включенная в прямую шестерку, создает очень мало неблагоприятных вибраций, поскольку первичные и вторичные силы, создаваемые в двигателе, взаимно компенсируют друг друга. С другой стороны, одноцилиндровые и двухцилиндровые двигатели создают большое количество вибраций из-за присущего им нарушения баланса. Результирующие вибрации проникают вниз от коленчатого вала к коробке передач и могут нарушать переключение передач и общую работу коробки передач.
Внутренности хорошо используемого двухмассового маховикаДвухмассовый маховик прилагает все усилия для борьбы с этими вибрациями, ослабляя их воздействие через две массы и комбинацию пружин.Одна масса соединена с коленчатым валом, а другая - с трансмиссией.
Первичная масса образует большой диск, который вращается вместе с коленчатым валом, а вторичная масса - это меньший диск, который находится внутри него. Пружины физически соединяют две массы, так как первичная масса вращается, на вторичную массу также влияют пружины, которые вращаются. Пружины являются ключевым компонентом, так как они максимально уравновешивают любые неприятные вибрации, прежде чем они достигнут вторичной массы и до трансмиссии.
Эта тихая, но обучающая анимация показывает внутреннюю работу двухмассового маховика
Маховикидолжны были идти в ногу с тенденцией уменьшения размеров в последние годы из-за отсутствия цилиндров, которые создают нежелательные неравномерности в скорости коленчатого вала и из-за большого уровня вибрации.Это улучшило разработку подобных двухмассовых маховиков, со стандартными единичными единицами массы, позволяющими по сравнению с этим производить громкую и дребезжащую трансмиссию.
К сожалению, более сложный характер компонентов в двухмассовом маховике означает, что детали изнашиваются и должны быть заменены, что увеличивает затраты на обслуживание чего-то, что должно быть долговечным, простым компонентом.
Audi A3 TDI Ultra - один из многих продуктов VW с двухмассовым маховикомЕсть ли в вашем автомобиле двухмассовый или облегченный маховик? Может быть, вы даже ежедневно ездите на машине с модифицированным маховиком? Комментарий ниже о вашем опыте с этим жизненно важным компонентом!
,