Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия

Маховик является важной деталью автомобильного двигателя, которая предназначена для выполнения таких сложных задач, как:

• Осуществления своевременного запуска двигателя автомобиля, путем передачи вращательных движений от стартера на коленчатый вал.
• Обеспечения крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач (КПП).
• Снижение вибрационных шумов двигателя (уменьшение неравномерных движений вала).

Принцип действия маховика двигателя

Маховик закреплен с торцевой части коленвала, непосредственно у заднего подшипника коренного типа. Коренной подшипник не только удерживает маховик в одном положении, но и снижает его рабочие нагрузки.

Принцип действия самого маховика заключается в снижении вибрации при вращательном моменте коленчатого вала. При интенсивной работе двигателя на такте движения идет накопление энергии, которая передается коленвалу. В других рабочих тактах происходит обратный процесс – сброс энергии.

Маховик позволяет аккумулировать энергию, обеспечивая равномерное движение коленчатого вала от одного такта к другому.

Как устроен маховик и основные его виды

Как уже было сказано ранее, маховик – важная деталь автомобильного двигателя, относительно небольшой, но весьма увесистый диск, диаметр которого может составить 30-40 см. Торец маховика имеет зубчатые края, что позволяет ему соединяться со стартерным валом для передачи вращательной энергии коленвалу двигателя.

Виды маховиков

По типу конструкции маховики двигателя могут быть двухмассовыми, сплошными и облегченными. Наиболее распространенным и широко используемым является сплошной маховик. Мы рассмотрим каждый из этих видов.

Двухмассовый маховик (демпферный)

Это часто используемый вид маховика в современном автомобильном двигателе. Двухмассовый маховик – устройство, состоящее из двух дисков, соединенных специальным пружинно-демпферным устройством. Основными элементами двухмассового маховика являются: маховик, подшипник, пружина-дуга с наружными демпфером, нажимная пружина с внутренним демпфером и приводная пластина.

Подобное устройство выполняет ряд важных функций и задач:

• принимает на себя все избыточные вибрации коленвала;
• защищает трансмиссию от лишних вращательных движений и перегруза;
• уменьшает возможный износ синхронизирующих элементов;
• обеспечивает плавное переключение передач;
• позволяет экономить расход топлива в двигателе.

Однако чрезмерно интенсивна работа такого вида маховика в конечном итоге может привести к быстрому износу пружинно-демпферного механизма или выходу из строя отдельных его элементов, например, пружины.

Сплошной маховик

Такой вид маховика является более эффективным для использования в автомобильных двигателях современного образца. Сплошной маховик – тяжеловесный чугунный диск, диаметр которого составляет 35-40 см. На внешней поверхности маховика находится стальной венец с зубьями, который обеспечивает движение коленчатого вала при запуске стартера. Одна сторона маховика оснащена ступицей, при помощи которой маховик соединяется с фланцем коленвала, противоположная сторона работает как диск сцепления.

Облегченный маховик

Данный вид маховика часто используют для проведения тюнинга двигателя автомобиля. Облегченный маховик — диск, на который надевается предварительно разогретое зубчатое колесо, после остывания которого, маховик приобретает вид шестерни.

Облегченный маховик имеет небольшую массу, в среднем в полтора раза меньше, чем у обычного маховика. Облегченный маховик позволяет автомобильному двигателю достигать максимальных рабочих оборотов, увеличивать мощность на 5-7 %, улучшать разгонную динамику автомобиля.

Маховик облегченного типа изготавливается из износостойкого металла, который способен выдерживать чрезмерные нагрузки при работе двигателя, при этом работать быстро, бесшумно и эффективно.

Маховик двигателя видео:

равномерность и надежность работы двигателя

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

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Что такое маховик двигателя, для чего он используется в автомобиле?

Маховик представляет собой деталь двигателя, которая служит для регулировки поступления энергии. Он накапливает энергию, когда ее поступает больше, нежели используется машиной, и отдает, когда ее потребление превышает поступление.

Маховик двигателя в автомобиле – что это

Для чего в машине нужен маховик:

• Запускает двигатель;

• Соединяет двигатель с трансмиссией;

• Передает крутящий момент от двигателя к коробке передач;

• Стабилизирует вращение коленвала двигателя.

По внешним признакам маховик представляет собой большой металлический диск с зубчатым венцом по краю. После поворота ключа зажигания стартер входит в зацеп с венцом маховика, поворачивая его, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал, который приводит в движение сам автомобиль.

Виды маховиков, и где они используются

По своей конструкции маховики бывают трех видов: сплошные, двухмассовые и облегченные.

Сплошной или обычный

Сплошной маховик является самым простым в конструкции и состоит из чугунного диска, покрытого по краю стальным венцом. Его простота говорит о первоначальности использования в автомобилях. Преимущество данного вида маховика – в цене и количестве возможных поломок, что напрямую зависит от простоты конструкции.

Двухмассовый

Двухмассовый или демпферный маховик имеет более сложную конструкцию и используется в современных автомобилях. Он служит не только для борьбы с вибрацией, но и для гашения крутильных колебаний коленвала.

Облегченный

Облегченный маховик – диск с неоднородным распределением массы, что облегчает его на 1,5 кг. Масса маховика перераспределяется от центра к краям, что дает возможность уменьшить инерцию. Данный маховик используется на дорогих автомобилях с автоматической коробкой переключения передач. Его использование повышает отдачу двигателя примерно на 5%. Облегчение маховика компенсируется весом вращающихся деталей, которые прикреплены к нему.

Устройство и принцип работы маховиков

Устройство обычного маховика очень простое. Это диск диаметром приблизительно 30-40 см с зубчатым краем. С помощью зубьев он входит в зацепление с валом стартера и раскручивает коленвал двигателя при запуске автомобиля. Маховик находится между коленвалом двигателя и корзиной сцепления, к которой он прикреплен болтами.

Что такое маховик и как он работает, рассмотрим на принципе работы игрушечной юлы. Юлу раскручивают рукой, а маховик раскручивается коленчатым валом автомобиля. Раскрутив волчок, мы видим, что без дополнительного вмешательства он вращается еще длительное время – это и есть тот запас энергии. Но если у юлы она растрачивается впустую, то маховик отдает ее обратно и помогает раскручивать коленчатый вал.

Рассмотрим, что такое двухмассовый маховик и каково его назначение. Этот вид маховика состоит из двух дисков, которые соединены с помощью пружинно-демпферной системы. В основу его работы положен ступенчатый принцип. С помощью мягких пружин первой ступени осуществляется запуск и включение двигателя. Благодаря демпфированию крутильных колебаний обеспечивается движение автомобиля. Данный процесс осуществляется с помощью жёстких пружин второй ступени. Дополнительными функциями двухмассового маховика являются поглощение вибраций и шумов, плавное переключение передач, уменьшение износа синхронизаторов, уменьшение нагрузок на трансмиссию, экономия топлива.

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.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Маховик, назначение и принцип работы

Есть в конструкции каждого современного автомобиля деталь, которая, несмотря на кажущуюся простоту, играет критически важную роль в работе силовой установки и всего ТС в целом. 

Речь идет о маховике, внешне похожем на обычный диск, обладающий, правда, внушительным весом. Что такое маховик, каково его предназначение, а также каковы признаки неисправности этого элемента конструкции – об этом пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.

Назначение и принцип работы маховика

Читайте также: Карданный вал для привода задних колес

Маховик двигателя – это литой, отлично сбалансированный тяжелый диск, выполненный из чугуна и имеющий на кромке стальные зубья, которые предназначены для сцепления со стартером. Называются они венцом маховика или зубчатым венцом. 

Деталь, ставшая темой этой статьи, служит для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. В том случае, если КПП механическая, на маховике находится корзина сцепления, а если речь идет об авто с «автоматом», на нем крепится гидротрансформатор. 

Как уже говорилось выше, маховик – деталь крупная, непосредственное влияние на ее точный вес оказывает мощность движка и число цилиндров. Данный элемент конструкции призван накоплять энергию, поступающую от коленвала, и создавать при этом требуемую инерцию. 

Из 4-хтактов двигателя внутреннего сгорания полезное действие, то есть рабочий ход, выполняет лишь один. Все остальные такты выполняются по инерции, а для этого как раз необходим маховик, который крепится на конце коленчатого вала. 

Опишем роль маховика конкретнее:

• Плавная работа силовой установки.
• Передача крутящего момента.
• Нормальное функционирование сцепления.
• Запуск мотора. Для этого надо, чтобы крутящий момент передался на упомянутый нами выше зубчатый венец.

Когда сжатие достигло требуемого показателя, крутящий момент поступает на второй диск. Продуманная конструкция подавляет значительные колебания от силового агрегата и тем самым заметно снижает нагрузку на трансмиссию. 

Разновидности маховиков

Сейчас используется 3 вида комплектующих: 

•  сплошной;
•  облегченный;
•  двухмассовый.

Согласно другой классификации, детали подразделяют на два вида – одно- и двухмассовые. Поговорим о них более подробно. 

Одномассовые

Одномассовый маховик представляет собой цельнолитое изделие, характеризующееся простотой конструкции. Оно получило наиболее широкое распространение благодаря высокой надежности и доступности с финансовой точки зрения. 

Центральную часть детали занимает диск размером около 30-40 см, посередине находится отверстие – посадочное место для монтажа. Это посадочное место выполнено в виде ступицы с крупным отверстием по центру и более мелкими по всей окружности для максимально надежной фиксации с помощью болтов. 

На наружной стороне предусмотрено место для монтажа сцепления и т.н. контактная кольцевая площадка. Внешняя сторона окружности – это множество стальных зубцов, полученных методом прессования.

Именно одномассовые маховики используются в автомобилях чаще всего по причине их дешевизны, однако значительным недостатком этих моделей является неспособность в должной мере погасить крутильные колебания. 

Двухмассовые

Этот вид маховиков используется в автомобилях, оснащенных мощными моторами. С конструкционной точки зрения они представляют собой два диска, расположенных в одном корпусе и приходящих в зацепление посредством демпфирующей системы.

Двухмассовый маховик еще называют демпферным, т.к. между дисками, соединенными подшипником, находится пружинная система, наличие которой исключило необходимость привлечения демпфирующего устройства на том диске сцепления, который является ведомым. Передача крутящего момента происходит с небольшой задержкой, что позволяет минимизировать толчки и вибрации.

По сравнению с одномассовыми у двухмассовых маховиков есть целый ряд плюсов:

•  подавление колебаний и толчков;
•  обеспечивают более удобное и легкое переключение передач;
•  продлевают срок службы синхронизаторов и уменьшают износ трансмиссии;
•  способствуют экономии топлива. 

Что касается недостатков двухмассовых маховиков, то они сводятся к более высокой цене и определенным сложностям в процессе обслуживания. Также эти детали не любят езды на низких оборотах двигателя и боятся перегрева. 

Облегченные

Как правило, такие варианты устанавливают во время проведения тюнинга авто. Они отличаются небольшим весом, который способствует повышению производительности мотора и снижению инерции. 

Машина становится динамичнее, чутко отзывается на педаль акселератора, но важно помнить о том, что использование такого маховика возможно лишь с учетом показателей мотора, а ставить его следует в комплексе с другими работами по совершенствованию технических показателей силовой установки.

В числе неоспоримых достоинств подобной конструкции следует упомянуть устранение проблемы неравномерного вращения коленвала на минимальных оборотах, способность сделать силовую установку меньшей в плане объема и легче без малейшего ущерба ее мощности.

Неполадки и способы их устранения

Деталь, которой посвящен наш сегодняшний разговор, испытывает серьезные нагрузки, поэтому со временем она приходит в негодность и деформируется. В одномассовых моделях чаще всего из строя выходит венец, который в процессе продолжительной эксплуатации попросту разрушается. 

Отвечая на вопрос о том, как снять маховик, отметим, что делается это механическим способом, а вот когда нужно установить новую деталь, ее нагревают, заменив при этом не только комплектующую, но и болты-фиксаторы. 

В том случае, если на поверхности появились трещины, или же разломался сам диск, выполнить ремонт маховика невозможно – его придется полностью заменить. 

Наиболее распространенными признаками неисправности одномассового диска являются:

•  проблемы с работой сцепления;
•  двигатель запускается с трудом и не с первого раза;
•  во время езды наблюдаются сильные вибрации, шумы и прочие посторонние звуки. 

Двухмассовые модели характеризуются поломками, устранить которые будет куда сложнее. Речь идет о выходе из строя либо полном разрушении пружин, об износе подшипников и прочих деталей, часто подвергаемых трению. 

О том, что этот элемент конструкции пришел в негодность, свидетельствуют вибрации в момент запуска двигателя (появляются толчки, которые передаются на КПП и отчетливо ощущаются, если положить ладонь на рычаг).

Когда мотор работает на холостых, появляется стук, при разгоне ощущаются вибрации, а при переключении скоростей – толчки. Теоретически двухмассовый маховик поддается ремонту, но в реальности его чаще всего меняют.

Заключение

Как следует из всего, изложенного выше, можно сделать вывод о том, что маховик – это важнейшая деталь силовой установки и трансмиссии, от которой напрямую зависит работоспособность транспортного средства, а также комфорт и безопасность езды.

Двухмассовый маховик двигателя

Поиск запроса «маховик» по информационным материалам

Разновидности маховиков и их назначение

23.12.2014

Далеко не каждый начинающий водитель знает, что в автомобиле имеется деталь, являющаяся важной составной частью силового агрегата. Речь идет об обычном маховике. В данной статье мы постараемся подробно рассказать про него.

По сути своей, маховик — это диск, на котором крепятся шестерни. Они позволяют ему проворачиваться и накапливать кинетическую энергию, которая идет на запуск самого двигателя.

Ко всему этому, маховик может выполнять и другие функции:

• снижать неравномерность вращения коленвала;
• передавать крутящий момент от двигателя к коробке;
• передавать крутящий момент от самого стартера к коленвалу.

Вся энергия накапливается за счет прохождения поршнем верней и нижней точек цилиндра. Чем больше цилиндров в двигателе, тем больше энергии будет накапливаться. А, следовательно, крутящий момент будет проходить более плавно и равномерно.

Крепится диск на задней части коренного подшипника, что не случайно. Дело в том, что именно последний подшипник является самым мощным. Ведь во время работы двигателя, на маховик передается очень большая нагрузка.

Условно, все маховики можно разделить на несколько видов:

1. двухмассовый;
2. облегченный;
3. сплошной.

Большую популярность получил именно сплошной тип маховика. Он представляет собой тяжелый диск, который выполнен из легированного чугуна. На его поверхности располагаются зубчатые венцы, которые обеспечивают поворот коленвала во время старта двигателя. Что касается второй стороны, то на ней можно увидеть специальную ступицу, которая крепится непосредственно к фланцу коленвала. Данный вид чаще всего устанавливается на заводе изготовителе автомобиля.

Двухмассовый представляет собой соединение двух дисков, которые обеспечивают равномерную работу двигателя без каких-либо колебаний. Стоит отметить, что благодаря такому типу, у водителей не возникает необходимости устанавливать демпфирующее устройство.

Основными его плюсами являются:

• удобное переключение передач;
• полная изоляция шума;
• уменьшение износа деталей;
• гашение вибрации.

Ну и напоследок хочется сказать про облегченный тип маховика. Обычно его используют при тюнинге автомобиля. Дело в том, что он позволяет увеличивать не только мощность, но и динамические характеристики, хотя существенный прирост показателей, как правило, происходит тогда, когда доработке подвергается подавляющее большинство деталей в машине, а не только маховик.

За предоставленный материал благодарим ресурс http://znanieavto.ru

Источник: linaris.ru

Сборка и установка маховика — ЭнергоТехСтрой, Челябинск

Маховик Т-170

Сборка маховика

Нагрейте венец 12 (см. рис. 61) маховика до 373 К (100 °С) и, не давая венцу остыть, посадите его на маховик 10, сместив при посадке отверстия маховика относительно отверстий венца на величину не менее одного диаметра отверстия. Просверлите в ободе маховика через отверстия венца десять новых отверстий на глубину не более 53 мм, нарежьте на них резьбу МШ-6Н глубиной не менее 45 мм.

Для крепления венца используйте старые резьбовые отверстия в маховике. В этом случае перед посадкой венца вверните в маховик направляющую шпильку с наружным диаметром 10 мм, обеспечивающую при сборке совпадение отверстий венца и маховика.

Закрепите венец на маховике десятью болтами с пятью замковыми пластинами 11. Для плотного прилегания венца к боковой поверхности маховика допускается.»при затяжке болтов обстукивать венец медным молотком. Допустимый зазор между боковой поверхностью венца и маховиком не более 0,08 мм. Отогните концы замковых пластин на грани головок болтов после их затяжки.

Установите в отверстия маховика сухарики 6, наденьте замковые пластины 5 и закрепите сухарики гайками. Неперпендикулярность поверхностей С сухариков относительно поверхности маховика не более 0,1 мм на длине 20 мм. Отогните концы замковых пластин на грани гаек после их затяжки.

Установка маховика

Установите в выточку маховика цапфу 9. Заведите маховик 10 с цапфой 9 в кожух 14 с помощью подъемного приспособления и установите, их на фланец коленчатого вала 16. Совместите отверстия маховика и цапфы с резьбовыми отверстиями во фланце коленчатого вала и закрепите маховик на фланце шестью болтами 7 с тремя замковыми пластинами 8. Затяните болты крепления маховика, момент 245… 325 Н.м (25 … 33 кгс.м), и отогните концы замковых пластин на грани головок болтов. При установке маховика пользуйтесь направляющей шпилькой, ввернутой в резьбовое отверстие фланца коленчатого вала.

При установке маховика метки, сделанные на маховике, цапфе и фланце коленчатого вала при разборке, должны быть совмещены. Если же при снятии маховика метки сделаны не были, то маховик должен быть установлен на фланце коленчатого вала так, чтобы при положении поршня первого цилиндра в в.м.т. метка на наружной цилиндрической поверхности маховика «ВМТ 1-4Ц» совпадала с острием указателя 2, укрепленного на кожухе маховика.

В случае, когда дизель установлен на тракторе, метка «ВМТ 1-4Ц» на торце маховика должна совпадать со стрелкой на кожухе муфты сцепления. Проверьте радиальное и торцовое биения маховика, которые должны быть не более 0,3 мм.

Приводная шестерня вала редуктора пускового двигателя при включении и выключении должна легко передвигаться вдоль зубьев венца маховика. Боковой зазор между зубьями венца маховика и. приводной шестерни допускается в пределах 0,2… 1,0 мм. После сборки и установки маховика окончательно закрепите указатель 2, установите крышку 4 с прокладкой 3 и закрепите болтами.

Коленчатые валы и маховики

Коленчатый вал является высоконапряженной деталью, в про­цессе работы испытывает скручивающие и изгибающие нагрузки. Коленчатые валы изготовляют из углеродистой и легированной сталей (ковка, штамповка), а также из отливок модифицирован­ного чугуна (двигатели типа Д-100). В конструктивном отноше­нии валы могут быть цельными или составными из отдельных взаимозаменяемых частей.

На рис. 153 показано устройство коленчатого вала. Мотыли вала состоят из двух рамовых шеек 3, двух щек 2 и мотылевой шейки 1. Обычно диаметр мотылевых и рамовых шеек одинаков. В местах перехода шеек к щекам располагаются галтели. Щеки мотылей бывают прямоугольного, овального и круглого сечений. Мотылевые и рамовые шейки обычно выполняют полыми и сооб­щаются между собой. Для герметизации этих полостей используют заглушки с прокладками, стягиваемые болтами. Для смазки тру­щихся деталей кривошипно-шатунного механизма применяют цир­куляционную смазку. Масло, нагнетаемое масляным насосом, по­ступает к шейкам рамовых подшипников, а затем через одно или два радиальных отверстия 4 — во внутреннюю полость рамовой шейки, откуда по сверлениям 5 в щеках переходит во внутреннюю полость мотылевой шейки. Через радиальные отверстия 6 масло направляется к мотылевым подшипникам и по центральному свер­лению стержня шатуна к поршневому пальцу или соответственно ползуну и головным подшипникам шатуна.

Носовой конец коленчатого вала используется для привода на­вешенных на двигатель вспомогательных механизмов — иасосов, компрессора и др. На кормовом конце коленчатого вала располо­жен маховик, часто шестерня привода распределительного вала и фланец съема полезной мощности.

Коленчатый вал — одна из наиболее ответственных и дорогих деталей двигателя (до 20—30%, общей стоимости). Укладка ко­ленчатого вала показана на рис. 154.

Наиболее равномерное вращение коленчатого вала двигателя достигается в результате равных промежутков времени между вспышками в отдельных цилиндрах. Выполнить данное условие можно при расположении мотылей под углом ? = 720? / z в четырехтактных двигателях и ? = 360° /z — в двухтактных, где z — число цилиндров. При выборе последовательности работы цилиндров стре­мятся облегчить работу рамовых подшипников. Не должны следо­вать друг за другом рабочие ходы в рядом стоящих цилиндрах.

Порядок работы цилиндров указывается в паспорте двига­теля. Например, для двухтактного шестицилиндрового двигателя: 1—3—5—2—4—6, четырехтактного восьмицилиндрового 1—3—7— 5—8—6—2—4.

Коленчатый вал двигателя под воздействием вращающего мо­мента переменной величины вращается с переменной угловой ско­ростью, что создает неравномерность хода двигателя. Для более равномерной работы двигателя и облегчения пуска его в ход на кормовом конце коленчатого вала закрепляют маховик. При ра­бочем ходе маховик накапливает энергию и отдает ее во время нерабочих ходов. С увеличением числа рабочих цилиндров двига­теля равномерность работы двигателя возрастает.

Маховики изготовляют из чугуна и стали. Малые маховики при диаметре до 2 м выполняют сплошными литыми. На наруж­ной окружности обода маховика иногда делают зубчатый венец, с которым сцепляется валоповоротное устройство. Для проверки и регулирования газораспределения двигателя на обод маховика наносят метки, соответствующие положениям мертвых точек каж­дого цилиндра. В быстроходных двигателях роль маховика выпол­няет демпфер — специальное устройство, предназначенное для ос­лабления крутильных колебаний коленчатого вала.

Коленчатый вал двигателя с деталями движения отдельных ци­линдров, маховиком, промежуточными валами и гребным винтом образуют единую упругую систему, называемую судовым валопро­водом. Под влиянием меняющегося крутящего момента двигателя в системе судового валопровода возникают крутильные колебания, т. е. относительные колебания масс, вызывающие закручивание отдельных участков вала.

Различают свободные и вынужденные крутильные колебания. Свободными крутильными колебаниями называются колебания системы, возникающие после прекращения действия первоначаль­ных моментов. Вынужденными крутильными колебаниями назы­вают колебания системы, происходящие под влиянием периоди­чески действующего возбуждающего момента. Основными источниками вынужденных крутильных колебаний являются силы дав­ления газов на поршни цилиндров и силы инерции поступательно-движущихся частей.

Крутильные колебания вызывают в системе валопровода до­полнительные напряжения, которые в ряде случаев являются причиной серьезных аварий коленчатых, промежуточных и греб­ных валов. Во избежание сказанного система валопровода должна рассчитываться на крутильные колебания с целью выявления кри­тического числа оборотов, при которых колебания достигают наи­более опасных значений.

Что такое маховик? Функция, приложения и уравнения для накопленной энергии

Маховик или инерционное колесо, используемые в машине, действуют как временный резервуар энергии, который накапливает энергию, когда запас энергии превышает необходимый для работы, и высвобождает накопленную энергию, когда мощность источника питания не соответствует потребностям. В случае двигателей внутреннего сгорания крутящий момент на коленчатом валу колеблется в течение одного полного рабочего цикла, что вызывает изменение угловой скорости вала.Чтобы получить равномерный крутящий момент, на конце вала предусмотрена инерционная масса, известная как маховик. Энергия, запасенная в маховике, пропорциональна квадрату угловой скорости.

Маховик в двигателе

Маховик установлен на одной стороне коленчатого вала трансмиссии, чтобы уменьшить дисбаланс вращательной силы на коленчатом валу. В случае четырехтактного двигателя в каждом цилиндре создается один рабочий ход на два оборота коленчатого вала.Маховик сохраняет эту энергию в виде кинетической энергии и обеспечивает то же самое при других тактах (сжатие, впуск и выпуск) для непрерывной работы двигателя. Поэтому при отсутствии маховика вращение коленчатого вала стало пульсирующим; и когда интервал рабочего хода становится длинным, как в состоянии холостого хода, двигатель останавливается.

Маховик, установленный на коленчатом валу, должен быть динамически сбалансирован. Динамически неуравновешенный узел вызывает вибрацию коленчатого вала, а также большую нагрузку на коленчатый вал и подшипник.

• Маховик только снижает колебания скорости. Он не поддерживает постоянную скорость.
• Маховик не может использоваться для регулирования изменения скорости, вызванного изменяющейся нагрузкой. Чтобы узнать о регулировании скорости при переменной нагрузке Прочтите: Что делает регулятор?

— Сравнение маховика и регулятора

Функции и применение маховика

1. Накапливает значительное количество энергии и высвобождает ее при необходимости.
2. Маховик иногда используется для подачи прерывистых импульсов энергии. Передача энергии, превышающей возможности машины, за счет передачи энергии маховику с течением времени, а затем ее быстрого высвобождения, например: Клепальные машины
3. Уменьшите колебания крутящего момента, сделайте вращение коленчатого вала равномерным.
4. Маховик позволяет продолжить движение механизма через мертвую точку.
5. Обеспечивает балансировку коленчатого вала двигателя.
6. Маховики облегчают преодоление кратковременных перегрузок, например, запуск двигателя с места.

Уравнение энергии, запасенной в маховике

Кинетическая энергия, запасенная в маховике, зависит от угловой скорости и момента инерции массы. Соотношение приведено ниже

ω = угловая скорость
I = момент инерции массы относительно центра вращения.
Для сплошного цилиндра

Для тонкостенного пустого цилиндра

Для толстостенного пустого цилиндра

м = масса маховика
r = радиус

Объяснение маховика: я механик, не волнуйтесь

Один из самых запутанных моментов в жизни новичка в жизни автовладельца — это когда в магазине говорят, что ваш маховик нуждается в регулировке.Ведь что такое даже маховик.

Конечно, некоторых новичков пугают громкие болтуны, которые чувствуют необходимость снисходительно относиться к любому, у кого есть gall , чтобы подойти к ним с их незнанием машин.

Избегайте таких редукторов, они худшие.

Прежде, чем мы обсудим, что такое маховик, давайте прямо скажем: новички, если у вас есть вопросы по вашей машине, обратитесь к проверенному механику и спросите! Да, это так просто! Не смущайтесь, если вы не знаете, что это такое; Мы не все инженеры, и не все мы начали возиться с двигателями V10, когда нам было 6 лет.Небольшие знания излечивают множество невежеств и могут сэкономить вам много денег в будущем.

Уф, разглагольствовать. Хорошо, к твоему вопросу.

Так что же такое маховик? Проще говоря, маховик — это устройство в двигателе, которое помогает вашему двигателю экономить энергию вращения. Существует сложное математическое уравнение относительно того, сколько энергии оно хранит, основанное на пропорциях квадрата скорости вращения, но я не буду утомлять вас этим.

Чтобы упростить задачу, подумайте об этом так: всякий раз, когда автомобиль замедляется или останавливается, движущиеся части внутри вашего двигателя теряют значительную скорость.Чтобы набрать обороты без использования слишком большого количества энергии, маховик подает некоторую зарезервированную энергию, чтобы восполнить потерю импульса при замедлении или остановке, избавляя ваш двигатель от необходимости запускать его с нуля.

Хорошо, теперь, когда у нас есть основы, давайте немного углубимся в то, что такое маховик и что он делает для вашей машины:

Что такое маховики? Изображение с сайта Pixabay пользователя Mimzy

Так что же такое маховик на автомобилях? Ну, маховик — это устройство в вашей машине, которое похоже на утяжеленное колесо.Это колесо тяжелое, обычно от 10 до 20 фунтов, и хотя ему требуется время, чтобы начать вращаться, как только оно начнёт вращаться, оно способно сохранить большое количество кинетической энергии. Эта накопленная энергия затем используется каждый раз, когда вы запускаете двигатель для увеличения скорости или даже при запуске автомобиля.

В своих более примитивных итерациях маховики представляли собой огромные диски со спицами значительного диаметра и массивными металлическими ободами, главным образом потому, что инженерам в то время не хватало других компонентов двигателя, которые могли бы заставить их автомобиль работать быстрее.Однако в наши дни, благодаря различным технологическим достижениям, маховики не должны быть такими громоздкими; большинство маховиков в настоящее время изготовлено либо из углеродного волокна, либо из другого композитного материала, который делает их легкими.

В механических трансмиссиях он называется маховиком, а в автоматических трансмиссиях — гибкой пластиной. Маховик обычно прикреплен к коленчатому валу болтами и обычно находится в задней части двигателя. Помимо того, о чем мы говорили выше, у маховика есть еще несколько целей (подробнее о функциях мы поговорим позже):

• В автомобилях с механической коробкой передач маховик служит фрикционной поверхностью для сцепления.Поскольку маховик прикреплен болтами к нажимному диску сцепления, диск сцепления зажат между ними, обеспечивая рычаг.
• То же самое для автомобилей с автоматической коробкой передач, где гибкая пластина прикреплена болтами к гидротрансформатору.
• Зубчатое кольцо на внешнем крае маховика помогает стартеру запустить двигатель. Относительно большой диаметр маховика дает стартеру больше рычагов для запуска двигателя.
• Для более крупных и тяжелых маховиков требуется большее усилие, чтобы заставить их вращаться, и в некоторых случаях это может фактически привести к отставанию более легких транспортных средств, но в более крупных автомобилях это действительно может помочь вашему двигателю работать лучше.Более тяжелый маховик означает, что он может накапливать больше энергии, поскольку он набирает обороты, что позволяет вашему двигателю более плавно переключаться на более высоких оборотах.

Как работают маховики? Изображение с сайта Pixabay пользователя Hansbenn

Но как маховик накапливает всю эту энергию? Подумайте об этом так: маховики, по сути, похожи на большие механические батареи. Обычный аккумулятор хранит энергию в виде химических веществ, таких как хлорид цинка или диоксид магния. В механической батарее, такой как маховик, она накапливает энергию в виде вращения (или, если вы хотите быть научным, кинетической энергии).

Чем быстрее вращается маховик или чем выше его момент инерции (то есть он тяжелее), тем больше энергии он может хранить. Конечно, учитывая два варианта: быстро или тяжело вращать, лучше крутить его быстро: увеличение массы или веса маховика может принести больше вреда, чем пользы, потому что требуется больше энергии, чтобы заставить его вращаться до скорости, при которой он может эффективно хранить массу. Да, более тяжелый маховик производит вдвое больше энергии, чем более легкий маховик, если они вращаются с одинаковой скоростью: однако более легкий маховик может производить в четыре раза больше запасенной энергии, чем более тяжелый маховик, если вы вращаете более легкий маховик быстрее.

Вот почему гоночные автомобили и спортивные автомобили имеют более легкие маховики: более легкий маховик делает его более компактным, уменьшая общий вес автомобиля, что, в свою очередь, увеличивает время разгона. Высокоскоростные и легкие маховики — это то, что вам нужно, если вам нужны высокие скорости без потери инерции.

Теперь я чувствую, что должен упомянуть об этом, но нет, вы НЕ МОЖЕТЕ использовать маховик для увеличения скорости. Теоретически можно было бы попробовать , в конце концов, это свободная страна, но имейте в виду: маховики имеют определенный «предел» скорости, при котором материал устройства больше не может выдерживать инерцию и энергию, воздействующую на него, и он разбивается вдребезги. , и этот «предел» будет достигнут задолго до того, как вы сможете разогнать его до скорости, при которой он сможет оказать какое-либо существенное влияние на общие характеристики вашего автомобиля.Так что, пожалуйста, даже не пытайся.

Но для чего нужны маховики? Изображение предоставлено пользователем Pixabay ArtisticOperations

Итак, теперь, когда у нас есть общее представление о том, что такое маховик и как он работает, давайте поговорим о его важнейших функциях в автомобиле. Ранее мы говорили о некоторых целях маховика, от запуска двигателей до более плавной трансмиссии, но есть еще несколько вещей, о которых стоит упомянуть, не говоря уже о том, чтобы углубиться в то, что мы обсуждали ранее, поэтому вот функции маховика в автомобиле:

Запуск двигателя Изображение с сайта Pixabay пользователя Free-Photos

Спицы, окружающие внешний обод маховика, помогают стартеру более эффективно запускать двигатель.В стартере используется небольшая шестерня, называемая шестерней Bendix, которая соединяется с маховиком, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания. Затем стартер и шестерня Bendix вращают маховик, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал, который, в свою очередь, начинает цикл сжатия, который запускает ваш двигатель. После полного запуска двигателя шестерня Bendix отсоединяется, позволяя маховику вращаться и набирать инерцию.

Сглаживание оборотов двигателя GIF через Giphy

Чтобы понять, как ваш маховик помогает сгладить частоту вращения двигателя, давайте поговорим о том, как ваша машина развивает скорость: когда двигатель работает, крошечные горения внутри двигателя толкают поршни вверх и вниз, создавая энергию.Затем эта энергия преобразуется коленчатым валом во вращательное движение вашего двигателя. К сожалению, поскольку мощность генерируется только два или четыре раза (в зависимости от количества цилиндров вашего двигателя) за один оборот двигателя, передача энергии от поршня к коленчатому валу в лучшем случае очень резкая.

Введите маховик. Поскольку он постоянно вращается, он обеспечивает достаточную инерцию коленчатого вала между срабатываниями поршня, сохраняя вращение коленчатого вала постоянным и плавным.

Балансировка двигателя GIF через Gfycat

Из-за того, как поршни в современных двигателях расположены, то есть в виде V-образного смещения от центра коленчатого вала, который раскачивает двигатели при каждом запуске, двигатель может работать нестабильно.

Однако веса маховика достаточно, чтобы остановить любое движение двигателя из стороны в сторону, когда он совершает свои обороты. Это уравновешивает и стабилизирует двигатель, надежно удерживая его на опоре, что, в свою очередь, снижает общие вибрации двигателя.

Снижает нагрузку на трансмиссию автомобиля.

Поскольку двигатель стабилизирован и его работа остается плавной, маховик также предназначен для снижения нагрузки на трансмиссию вашего автомобиля. Маховик ограничивает степень износа соединений между осью и трансмиссией, удерживая все компоненты в устойчивости и перемещая их только в том направлении, в котором они должны были двигаться.

Как работает маховик? — Его функция и принцип работы

Маховик — это не что иное, как тяжелое механическое устройство, прикрепленное к валу для хранения избыточной энергии вращения.Он действует как вращающийся резервуар, в котором накапливается энергия; когда он доступен в изобилии, и выпускать, когда он больше всего нужен, так же, как аккумулятор. Он имеет значительный вес по отношению к коленчатому валу в сборе; и, таким образом, помогает поддерживать скорость вращения с сопротивлением крутящему моменту. Обычно они устанавливаются в системах с переменной нагрузкой и колеблющимся крутящим моментом; как в двигателе внутреннего сгорания.

Из-за большого веса маховик имеет очень большую инерцию, из-за чего он: остаются на той же скорости независимо от противостоящих сил.Энергия, накопленная в этих маховиках, пропорциональна квадрату их скорости вращения. К маховику прилагается крутящий момент для накопления энергии вращения и при необходимости; энергия высвобождается из маховика в виде крутящего момента, приложенного к механической нагрузке. Таким образом, он увеличивает свою скорость вращения, накапливая энергию, и ослабляет, высвобождая ее.

Вы можете понять его применение в повседневной жизни на простом примере. Вспомните свою детскую игрушку, в которую вы играли, теряя пол для бега.Такие маленькие автомобили — простые примеры маховика в действии; Механическая энергия накапливается в их маховике при трении о пол, которую они затем высвобождают после освобождения. Некоторые другие примеры маховиков в повседневной жизни — автомобильные двигатели, швейные машины и ручные соковыжималки из сахарного тростника.

Что такое маховик и его типы

Маховик существует с самого начала промышленной революции. Тогда это было чисто механическое, с колесом, прикрепленным к оси; это не сильно изменится, правда? В наши дни маховик представляет собой более сложную конструкцию, расположенную на одной стороне вала; для передачи энергии к двигателю / источнику и от него.Они больше не ограничиваются простыми машинами и двигателями, но используются во многих других приложениях. Например, в электросетях для регулирования частоты, в рельсах для рекуперации транзитной энергии и добычи полезных ископаемых; для хранения ненужной энергии, снижая общий расход топлива.

Его работу можно резюмировать и понять с помощью следующего уравнения физики: крутящий момент на оси вращения = I.α . Когда тело свободно вращается на фиксированной оси; тогда требуется крутящий момент «t», чтобы изменить его движение с угловым ускорением «a».Тогда требуемый крутящий момент пропорционален его угловому ускорению; и дается произведением его момента инерции и углового ускорения. Подробнее о принципе его работы мы поговорим позже в этом посте.

По массе это может быть одно- или двухмассовый маховик. Одномассовая постройка дешевле; умеренно гасит вибрацию двигателя и может выдерживать большую теплоемкость. Они изготовлены из литой стали и не имеют ничего общего между собой и узлом сцепления.Одномассовая конструкция маховиков многоцелевого назначения; такие как накопление энергии, гашение вибрации и рекуперация энергии.

С другой стороны, конструкция с двойной массой сделана специально для гашения вибрации и шума. У них есть пружина между двумя маховиками в качестве демпфера. Оба маховика могут двигаться независимо друг от друга в пределах фиксированного предела. Эти конструкции дороги и подвержены повреждениям при высоких температурах или грубом использовании.

Почему маховики используются в I.Двигатель C

Я считаю, что все мы понимаем основы работы двигателя I.C. Для тех, кто этого не делает; Двигатель внутреннего сгорания (I.C) — это тип теплового двигателя, в котором топливо сжигается в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Обычно это роторные или поршневые двигатели с поршневым узлом. Внезапное расширение дымовых газов после сгорания перемещает поршень вниз; которые, в свою очередь, вращают коленчатый вал и, наконец, вал автомобиля / выходной вал.

В четырехтактном двигателе сгорание происходило только один раз за каждые четыре цикла; при этом каждые два цикла в двухтактном двигателе.Таким образом, мощность доступна только на один цикл; это не означает, что двигатель должен работать в течение одного цикла в двух- и четырехтактном двигателе. В этом случае пригодится маховик, поскольку он постоянно обеспечивает питание коленчатого вала; удерживая двигатель в движении. Маховик соединен непосредственно с концом коленчатого вала; поддержание постоянной мощности и ориентации двигателя.

Таким образом, маховики помогают обеспечить стабильную подачу мощности в одноцилиндровом двигателе. Но многоцилиндровые двигатели могут быть рассчитаны на стабильную подачу мощности; И все же у нас есть маховики в этом двигателе.Но почему? В многоцилиндровом двигателе они используются для контроля вибрации двигателя; уравновесить коленчатый вал; Обеспечьте правильное направление вращения и при необходимости проверните двигатель. Многоцилиндровые двигатели имеют равномерный выходной крутящий момент, поэтому для них требуются легкие маховики меньшего размера; которые складываются в ускорение двигателя.

Принцип работы

Крутящий момент четырехтактного двигателя для разного положения кривошипа положителен только для рабочего хода. Как мы обсуждали ранее; Двигатель I.C. вырабатывает мощность только во время рабочего такта.На диаграмме крутящего момента мы можем видеть это; во время всасывания возникает отрицательный вращающий момент из-за давления в баллоне менее 1 атмосферы.

Аналогичным образом энергия отбирается от коленчатого вала и маховика для работы с газами; что приводит к гораздо более высокому отрицательному поворотному моменту. Затем во время рабочего такта мы видим всплеск положительного крутящего момента; из-за увеличивающегося давления дымовых газов. В то время как во время такта выпуска дымовые газы выпускаются за счет воздействия на газ; что приводит к отрицательному поворотному моменту.

Из приведенного графика крутящего момента; можно ясно видеть, что создаваемый крутящий момент / крутящий момент намного больше, чем средний крутящий момент. Таким образом, во время рабочего хода создается дополнительный крутящий момент; которые необходимо сохранить, а затем высвободить с помощью маховиков. Энергия, запасаемая маховиком с очень тонким ободом и массой «m», может быть определена как: —

E = 1/2 X I ω ²

Где «E» — средняя кинетическая энергия маховика. «I» — это его момент инерции, а «ω» — его угловая скорость.Теперь, поскольку во время такта всасывания, сжатия и выпуска; энергия снимается с маховика; и добавляется во время рабочего такта. Чистый крутящий момент двигателя для каждой ступени в 4-тактном двигателе. (См. Дополнительный крутящий момент, создаваемый во время рабочего хода коричневого цвета).

Таким образом, кинетическая энергия маховика для колеблющейся угловой скорости будет: —

E = Максимальная кинетическая энергия — Минимальная кинетическая энергия = Работа, выполняемая крутящим моментом на маховике (Подтверждение на Brilliant.com) *

E = 12x I x (Ω) 2 — 12x I x (ω) 2

Or,

E = 1/2 x I x (ω ₁ + ω ₂ ) (ω ₁ — ω ₂ )

Сейчас поскольку (ω ₁ + ω ₂ ) / 2 = ω

Следовательно,

E = I ω2 (ω1 – ω2) ω

Теперь, поскольку, ω = 2πN / 60

Следовательно,

E = Ix2πN60x2πN60x2πN160–2πN2 = 4π23600xIxNN1 – N2 = π2900x м.k2 x NN1 – N2

Где K — радиус вращения маховика.

Теперь энергия, запасенная в маховике, может быть выражена как: —

E = π2900x m.k2 xN2xCs

Где; Cs — это коэффициент вязкости маховика, т.е. (N1-N2) / N

Как мы можем использовать маховики для определения направления движения?

Маховик может быть немного удобен для определения направления вращения двигателя. Вы можете просто сказать, в какую сторону вращается двигатель; взглянув на маховики двигателя. Причина в том, что у маховика нет собственного направления вращения; а лучше следуйте направлению двигателя, на котором он установлен.Если смотреть со стороны маховика; если он вращается по часовой стрелке, то двигатель правого типа. Точно так же, если маховик в двигателе вращается против часовой стрелки, это левый тип.

В многоцилиндровых тяжелых двигателях, например, в промышленности и на кораблях; эти маховики также можно использовать для определения положения поршня в цилиндре. По маркировке цилиндра на маховике вы можете узнать, в каком цилиндре находится поршень с T.D.C. Затем это можно использовать для определения порядка включения двигателя. Если двигатель остановлен на длительное время и его необходимо продуть; эти маховики очень кстати.Для продувки двигателя необходимо вращать маховик вручную или с помощью двигателя с открытым индикаторным краном.

Хотя двигатель может вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки; но обычно большинство двигателей вращается против часовой стрелки. Но это не установленное правило, это просто вопрос выбора дизайнера, который предпочитает одно другому. Таким образом, вы всегда должны знать правильное направление вращения двигателя; либо через руководство по двигателю, либо визуально осмотрев его маховик.

Общие сомнения в отношении маховиков и их ответы

Q.1. Почему маховики только из чугуна?

Ответ: Возможно, вы читали во многих руководствах или в Интернете, что этот маховик изготовлен из чугуна или серого чугуна. Могут возникнуть сомнения, все ли маховики из чугуна или хотя бы большинство из них. На самом деле маховик может быть изготовлен из другого материала; в зависимости от приложения. Очень маленькие маховики как таковые в игрушках делаются в основном из свинца.Средние или маленькие маховики могут быть из чугуна, алюминия или стали. Но большие маховики изготавливаются из чугуна или высокопрочной стали в зависимости от требований конструкции.

Q.2. Почему у маховиков есть зубы?

Ответ: Не все маховики имеют зубья, но большинство маховиков автомобилей, мотоциклов, тяжелых генераторов и кораблей имеют зубья; но почему? Поскольку вы знаете, что маховики помогают поддерживать постоянную выходную мощность; но как мы получим этот результат, если не запустим двигатель.Если у вас был или есть мотоцикл, вы должны знать, как нам нужно пнуть или самостоятельно запустить двигатель. На самом деле он вращает маховик через маленькую шестерню, прикрепленную к зубьям маховика. В большом дизельном двигателе, например на корабле, где используется сжатый воздух, проверните или запустите двигатель; эти зубья маховика используются для топливного насоса высокого давления и сервомасляного насоса.

Q.3. Сходны ли маховик и губернатор?

Ответ: Как маховик, так и регулятор используются для регулирования частоты вращения двигателя; но по-другому.С одной стороны, маховик регулирует скорость двигателя на разных тактах; чтобы средняя скорость оставалась постоянной. Но регулятор используется для регулирования средней скорости двигателя при переменной нагрузке. Это достигается за счет регулировки впрыска топлива для удовлетворения повышенного спроса на мощность. при резком увеличении нагрузки; двигатель начинает тормозить. Теперь, чтобы поддерживать постоянную частоту вращения двигателя; регулятор увеличивает количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, для создания большего крутящего момента и, таким образом, увеличения его скорости. Так что, хотя и маховик, и губернатор, кажется, выполняют одинаковую работу, но на самом деле они разные.

Также читайте:

Не можете найти то, что ищете?

Почему бы не запросить собственную тему!

Примечание: * (Внешняя ссылка на brilliant.com предназначена только для того, чтобы помочь вам понять концепции; и мы не несем ответственности за контент на этом сайте. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим Заявлением об отказе от ответственности и политикой конфиденциальности для получения подробной информации).

Маховики — обзор | Темы ScienceDirect

11.1 Введение

Маховики накапливают кинетическую энергию во вращающейся массе, причем количество накопленной энергии (емкости) зависит от инерции ротора, определяемой массой и формой, а также скоростью вращения.Ускоряющий крутящий момент заставляет маховик ускоряться и накапливать энергию, в то время как замедляющий крутящий момент заставляет маховик замедляться и регенерировать энергию.

Первые применения маховиков включают гончарные круги и точильные камни, используемые для заточки инструментов. После промышленной революции маховики использовались в большинстве вращающихся двигателей и машин для очень кратковременного хранения энергии, например, для сглаживания импульсов крутящего момента в двигателях внутреннего сгорания. Маховики просты и эффективны в тех случаях, когда маховик напрямую механически соединен для сглаживания скорости вала вращающегося оборудования.В таких случаях накопитель кинетической энергии, обеспечиваемый инерцией ротора, не требует дополнительного взаимодействия с механической системой, хотя для увеличения полезной мощности может использоваться механический редуктор.

Новое применение маховиков — хранение электроэнергии, что достигается добавлением электродвигателя / генератора и преобразователя мощности. Электродвигатель / генератор может быть интегрирован с маховиком и работать с регулируемой скоростью, а преобразователь мощности обычно обеспечивается силовым электронным приводом с регулируемой скоростью.

Основной особенностью систем накопления энергии с маховиком (FESS) обычно является то, что они могут заряжаться и разряжаться с высокой мощностью в течение многих циклов заряда-разряда. Типичные современные конструкции композитного ротора имеют удельную энергию, превышающую 100 Вт · ч / кг (360 кДж / кг), и высокую удельную мощность. Состояние заряда легко оценить как функцию угловой скорости, которую легко измерить. Основными недостатками маховиков по сравнению с другими технологиями накопления электроэнергии являются высокая стоимость и относительно высокие потери при стоянии.Многие маховики имеют высокую скорость саморазряда, а самые низкие показатели, достигаемые в настоящее время для полных систем маховиков с питанием от электрического интерфейса, составляют около 20% от сохраненной емкости в час.

Технологии накопления энергии с помощью маховика в целом делятся на два класса, в общих чертах определяемые максимальной рабочей скоростью. Низкоскоростные маховики с типичными рабочими скоростями до 6000 об / мин сконструированы со стальными роторами и обычными подшипниками. Например, типичная система маховика со стальным ротором, разработанная в 1980-х годах для ветро-дизельных применений, имела емкость хранения энергии около 2 кВт · ч при 5000 об / мин и номинальную мощность 45 кВт.Удельная энергия ротора составляла 5 Вт · ч / кг, а удельная мощность системы — 100 Вт / кг.

В высокоскоростных маховиках с рабочими скоростями до 50 000 об / мин используются современные композитные материалы в конструкции ротора, и они интенсивно разрабатывались для увеличения плотности накопления энергии и снижения стоимости единицы. Концепция высокоскоростного маховика возникла в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), когда Пост и Пост (1973) рекомендовали изготавливать маховики из композитных материалов, а не из металла, тем самым представляя новый подход к конструкции ротора.Разработки LLNL достигли коммерческой стадии в 1994 году, и технология была передана Trinity Flywheel по лицензии для производства. Композитные материалы подходят для высокоскоростных роторов маховиков из-за их низкой плотности и высокой прочности, что обеспечивает более высокую емкость хранения энергии на основе удельной массы. Маховики с малой массой привлекательны в мобильных приложениях, а другие компоненты, такие как подшипники, могут быть меньше и легче. Еще одно важное соображение заключается в том, что композитные роторы выходят из строя менее разрушительным образом, чем металлические роторы, и, таким образом, по своей сути более безопасны.

Основные стационарные применения маховиков — источники бесперебойного питания (ИБП) и путевая опора в тяговых (рельсовых) и горных системах. Появляются новые области применения: системы качества электроэнергии (PQ), сглаживание пиков в электроэнергетических системах и сглаживание мощности в системах с возобновляемыми источниками энергии.

Маховик — Энергетическое образование

На изображении показан маховик, типичный для того, что будет использоваться в механизмах или автомобилях.

Маховик — это механическое устройство, которое накапливает энергию в виде вращательного момента.К маховику можно приложить крутящий момент, чтобы заставить его вращаться, увеличивая его вращательный момент. Этот сохраненный импульс затем можно использовать для приложения крутящего момента к любому вращающемуся объекту, чаще всего к машинам или автомобилям. В случае автомобилей и других движущихся объектов инерция вращения маховика может оказывать влияние из-за гироскопического движения, препятствуя изменению направления транспортного средства. Если масса маховика значительна по сравнению с общей массой транспортного средства, поворот и остановка транспортного средства затруднены.2} {2} [/ math] где,

• [математика] E_ {вращение} [/ математика] — энергия, запасенная во вращательном моменте (Джоули, Дж)

• [math] I [/ math] — момент инерции объекта (килограмм * метры ² , кгм ² )

• [math] \ omega [/ math] — скорость вращения (радианы в секунду, рад / с).

Полная энергия, накопленная в маховике, зависит от скорости вращения (ω) или инерции (I) маховика. Типичный маховик состоит из твердого цилиндра с радиусом [math] r [/ math] и массой [math] m [/ math].2} {2} [/ математика]

Для изменения инерции маховика необходимо изменить радиус или массу маховика. Существуют четкие ограничения на увеличение этих двух свойств. Если масса маховика значительна по сравнению с общим весом транспортного средства, гироскопический эффект затруднит поворот транспортного средства. Поскольку большинство маховиков необходимо будет уместить внутри другой конструкции, увеличение радиуса маховика ограничивается общим размером системы, в которой он используется.

Приложения

Изображение системы рекуперативного торможения с маховиком на двигателе Volvo ^[2]

Маховики часто используются для поддержания постоянной энергии там, где нормальный источник энергии непостоянен. Например, маховик может быть соединен с коленчатым валом двигателя (при условии, что это механическая коробка передач), сохраняя энергию вращения при приложении крутящего момента. Когда крутящий момент снят, маховик может продолжать передавать крутящий момент на приводной вал, давая двигателю более стабильную выходную мощность.Этот тип маховика часто использовался на старых двигателях внутреннего сгорания, которые часто страдали от детонации и прерывистой работы двигателя. Более легкий маховик — одна из причин, по которой малолитражки могут рывковать на малых скоростях.

Другое применение маховиков — придание приводному валу выходной мощности, превышающей выходную мощность одного двигателя. В автотранспортных средствах маховики используются для хранения энергии, подаваемой на приводной вал во время ускорения, что дает автомобилю прирост мощности.Энергия может накапливаться в маховике за счет рекуперативного торможения.

Поскольку маховики становятся более эффективными с увеличением размера, они более полезны для более крупных транспортных средств. Большие автомобили имеют большую массу, что сводит к минимуму эффекты гироскопического движения. Обычно современные маховики используются в поездах, полуприцепах и других крупных транспортных средствах. ^[3]

Тормозные системы с маховиком также используются в гонках Formula one Racing. Система в Формуле-1, называемая системой рекуперации кинетической энергии (KERS), имела маховик, прикрепленный к каждому из двух ведущих колес для хранения энергии.Затем энергия была использована для увеличения мощности автомобиля на 81 л.с. на 6,67 секунды на круг, что контролировалось водителем с помощью кнопки на рулевом колесе. ^[4]

Номер ссылки

Flexplate против маховика — 3 вещи, которые вам нужно знать [самое важное]

Маховики и гибкие пластины , которые часто называют одним и тем же, имеют сходство, но совершенно разные.

1.

Маховики обычно используются на автомобилях, оборудованных механической коробкой передач, а гибкие пластины используются в автомобилях с автоматической коробкой передач.

Механическая коробка передач имеет маховик, прикрепленный к коленчатому валу, а диск сцепления находится между нажимным диском и маховиком.

Когда кто-то нажимает на сцепление, выжимной подшипник вдавливается, что заставляет нажимной диск перестать оказывать давление на диск сцепления.

Когда это происходит, он перестает получать питание от двигателя.

Значит, передача переключается без повреждения трансмиссии.

Как только оператор / водитель переключает на новую передачу, отпустите педаль сцепления, тогда диск сцепления может снова начать получать мощность от двигателя.

Коробка автомат устраняет сцепление и скрежет.

В основном автоматизирует процесс переключения, поэтому водителю не нужно беспокоиться о переключении передач во время вождения.

Гибкая пластина установлена ​​на коленчатом валу и соединяет выход двигателя с входом преобразователя крутящего момента.

Гидротрансформаторы заменяют сцепление механической коробки передач.

Позволяет отсоединить нагрузку от источника питания.

Обычно они представляют собой тип гидравлической муфты, которая может увеличивать крутящий момент и используется для передачи крутящего момента от первичного двигателя (двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя) на вращающуюся ведомую нагрузку.Гидротрансформатор расположен между гибкой пластиной и коробкой передач.

Маховики из-за процесса трения очень толстые, сделаны из стали и такие же тяжелые, как и выглядят.

Их жизненный цикл может длиться дольше, чем у сцепления, но перед установкой нового сцепления их необходимо будет заменить.

Когда они действительно нуждаются в замене, обычно можно обойтись без замены послепродажного обслуживания.

2.

Гибкие шайбы намного тоньше, чем Маховик

Помимо зубчатого венца, который он использует для соединения со стартером (в зависимости от автомобиля и размера двигателя), они намного легче.

Это связано с гидравлической муфтой гидротрансформатора, которая исключает притирку муфты.

Более легкая и тонкая металлическая рама может изгибаться поперек своей главной оси — изгибаться из стороны в сторону (отсюда и название — Flexplate) — принимая движение в гидротрансформаторе при изменении скорости вращения.

Металлический каркас гибкой пластины будет иметь несколько отверстий, вырезанных машинным способом, внутри корпуса пластины.

Один набор отверстий будет выглядеть одинаково и предназначен для крепления к коленчатому валу.

Остальные отверстия относятся к автомобилю, настройке гидротрансформатора и потенциальному весу гибкой пластины.

Независимо от размера автомобиля, небольшого экономичного размера или большегрузного грузовика.

Если ваш автомобиль оснащен механической коробкой передач и вам необходимо нажать на сцепление для переключения передач,

Ваш автомобиль имеет маховик как часть трансмиссии. Если все, что вам нужно сделать, это включить рычаг переключения передач (D) и нажать на педаль газа, ваш автомобиль имеет гибкую пластину.

3.Стоимость ремонта и замены

Если у вас есть проблемы с маховиком, вам, вероятно, придется их заменить, но какова их стоимость?

Замена маховика может отличаться в зависимости от модели и качества,

цены порядка 35 $ и 400 $. В нашем магазине есть множество маховиков для вашего комфорта.

Это были некоторые важные факты о маховиках и гибких пластинах.

Могу ли я водить машину с треснувшим шлейфом

?

Конечно, вы можете ездить со сломанной гибкой пластиной, но она тяжелая опасно .

И звук сломанной детали ужасен, если у вас сломана гибкая пластина или маховик, вы должны немедленно обратиться к своему механику и заменить деталь.

4 признака неисправности маховика

Маховик — это металлический диск, напоминающий шестерню, расположенную между сцеплением и трансмиссией. Эта часть вместе со сцеплением помогает передавать мощность на двигатель и трансмиссию. Эта деталь есть в любом ручном автомобиле, большегрузном или большом грузовике.

Поскольку маховик обычно используется, на нем могут появиться канавки или дефекты, или он станет тонким. В этом случае может потребоваться шлифовка или замена детали в зависимости от возраста и состояния. Откройте для себя четыре признака того, что ваш маховик может выйти из строя.

1. Вы проскальзываете шестерни

Пробуксовка шестерен чаще происходит при увеличении числа передач. Например, вы можете перейти со второй передачи на третью. Когда вы переключаете передачи, ваш двигатель набирает обороты, и вы можете сказать, что он не переключал передачи.Скорее всего, ваша машина снова переключилась на передачу, с которой вы пытались перейти, или, в данном случае, переключилась на вторую передачу.

К сожалению, пробуксовка передач также является признаком неисправности сцепления. Таким образом, если вы испытываете пробуксовку передач, вам нужно искать другие признаки, чтобы вы могли определить, неисправно ли сцепление или маховик.

2, Ваше сцепление вибрирует

Когда вы нажимаете на сцепление, вы ожидаете почувствовать плавную педаль, которая давит вниз, когда вы нажимаете на нее. Если ваш маховик выходит из строя, вы не почувствуете плавное нажатие на педаль.Вы можете почувствовать вибрацию, как только поставите ногу на сцепление или когда вы нажмете на сцепление. Вибрация усиливается, когда вы нажимаете на педаль сцепления или нажимаете на нее.

3, Вы чувствуете запах гари

Жгучий запах, заметный при включении или выключении передач, может указывать как на проблемы со сцеплением, так и с маховиком. Запах будет заметен в салоне вашего автомобиля или грузовика. Если вы опустите окно или остановитесь и поднимите капюшон, вы, скорее всего, не заметите запаха.Это ключевой показатель того, что проблема связана с муфтой или маховиком, а не с двигателем.

Размышляя о запахе гари, можно определить, неисправное ли у вас сцепление или неисправный маховик. Если вы чувствуете запах гари, похожий на запах горящей резины или электрического огня, скорее всего, у вас проблемы со сцеплением. Если запах горелого больше похож на запах подгоревшего тоста, скорее всего, виноват ваш маховик.

4. Вы слышите дребезжание сцепления

Дребезжание сцепления происходит, когда вы отпускаете сцепление для переключения передач.Вместо того, чтобы плавно переключаться, вы чувствуете заикание или вибрацию, также называемую трепом. Когда ваше сцепление стучит, вам может казаться, что ваша машина заглохнет, пока вы переключаете передачи, или ваша машина может действительно заглохнуть.

Сцепление чаще дребезжит, когда вы начинаете движение с полной остановки, например, после остановки на красный свет или знак остановки. Однако это может произойти каждый раз, когда вы переключаете передачу. Дребезжание сцепления может быть вызвано многими проблемами сцепления, включая проблемы с выключением сцепления или подшипниками.

Если вы заметили какие-либо признаки дребезга сцепления, поищите другие признаки, которые помогут вам определить, может ли маховик или другая деталь быть причиной дребезга.

Есть ли на вашем маховике какие-либо из этих признаков? Здесь, в компании Clutch & Brake Xchange Inc., расположенной в Стоктоне, Калифорния, мы ремонтируем маховики и продаем новые маховики для широкого спектра автомобилей, тяжелых грузовиков и больших буровых установок.