12Ноя

Для чего служит маховик: Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия

Содержание

Вопрос № 70. Для чего служит маховик? — Студопедия

Ответ: Маховик служит для:

1) обеспечения вывода поршней из мертвых точек,

2) более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режиме холостого хода,

3) облегчения пуска двигателя,

4) снижения кратковременных перегрузок при трогании автомобиля с места и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя.

Вопрос № 71. Из чего изготавливают маховик?

Ответ: Маховик изготавливают из чугуна.

Вопрос № 72. Из чего состоит маховик?

Ответ: Маховик состоит из диска, зубчатого венца и вставки для датчика «положения коленчатого вала» (шипа для установки угла опережения зажигания».

Вопрос № 73. Как устанавливают маховик на коленвал?

Ответ: Маховик динамически балансируют в сборе с коленчатым валом.

Вопрос № 74.Как маховик балансируют в сборе с коленчатым валом?

Ответ: На фланцемаховик центрируется в строго определенном положении с помощью штифтов или болтов, которыми он крепится к фланцу коленчатого вала.

Вопрос № 75.Как маховик балансируют в сборе с коленчатым валом у дизелей ЯМЗ-236М2 и КамАЗ-740?

Ответ:У дизелей ЯМЗ-236М2 и КамАЗ-740 маховик центрируется с помощью двух штифтов и крепится болтами не к фланцу, а непосредственно к коленчатому валу.


Вопрос № 76.Как приводит маховик во вращение стартер при пуске двигателя?

Ответ: На обод маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

Вопрос № 77.Для чего на маховик наносят метки?

Ответ:На торец или обод маховика многих двигателей наносят метки, по которым определяют ВМТ поршня первого цилиндра при установке зажигания (у карбюраторных двигателей) или момента начала подачи топлива (у дизелей).

Вопрос № 78.Что сделано в маховике для определения ВМТ в первом и четвертом цилиндрах?

Ответ: На задней плоскости маховика около зубчатого обода имеется установочная метка в виде конусной лунки, которая служит для определения ВМТ в первом и четвертом цилиндрах.

Вопрос № 79.Что сделано в маховике для установки зажигания?

Ответ:Для создания импульсов напряжения при положении поршня в ВМТ в ободе маховика запрессован стальной штифт, взаимодействующий с датчиком распределителя зажигания.

Вопрос № 80.Что сделано в маховике для регулировки момента зажигания?

Ответ: Для регулировки момента зажигания на наружной поверхности маховика имеется риска, которую ориентируют по шкале, расположенной в смотровом люке картера сцепления.


Вопрос № 81.Что допускается делать с маховиком при его ремонте?

ОтветПри ремонте маховика допускается проточка его рабочей поверхности на глубину не более 1 мм для снятия коробления, мелких трещин и задиров.

Вопрос № 82.Почему маховик нельзя протачивать более сем на 1 мм?

Ответ: Торцовая проточка маховика на большую величину сопряжена с опасностью его разрыва на нагрузочных режимах работы двигателя.

Вопрос № 83. Что входит в состав КШМ?

Ответ: Цилиндры ДВС, блок цилиндров, головка блока цилиндровявляющейся крышкой, закрывающей цилиндр сверху, поршни с кольцами и пальцами, которые соединяют поршень с верхней головкой шатуна, коленвалом и маховиком, поддоном картера.

Вопрос № 84. Что относится к неподвижной части КШМ?

Ответ:

К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий остовом двигателя, цилиндры, головка блока или головки цилиндров и поддон картера.

Вопрос № 85. Что относится к подвижной части КШМ?

Ответ: Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик.

Вопрос № 86. Что называют «блоком цилиндров ДВС»?

Ответ: У V-образных двигателей блок цилиндров представляет собой массивный литой корпус, снаружи и внутри которого монтируются все механизмы и системы.

Вопрос № 87. Что называют «картером блока цилиндров ДВС»?

Ответ: Нижняя часть блока цилиндров является картером, в литых поперечинах которого расположены опорные гнезда для коренных подшипниковколенчатого вала.

Вопрос № 88. Как называют нижнюю часть блока цилиндров?

Ответ:

Такую отливку часто называют блок-картером.

Вопрос № 89. Что крепится к нижней части блока цилиндров ДВС?

Ответ: К нижней части блок-картера крепится стальной штампованный поддон.

Вопрос № 90. Назначение поддона картера?

Ответ: Служит резервуаром для масла.

Вопрос № 91. Как масло подается к трущимся деталям двигателя?

Ответ: По каналам в блоке цилиндров масло из поддона подается к трущимся деталям двигателя.

Вопрос № 92. Что находится внутри блока цилиндров?

Ответ: В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждения двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью цилиндров вставных гильз.

Вопрос № 93. Что крепится с торцов блока цилиндров?

Ответ: К передней части блока цилиндров крепится крышка распределительных шестерен, а к задней — картер сцепления.

Вопрос № 94. Из чего делают блоки цилиндров?

Ответ: Блоки цилиндров отливаются из серого чугуна (у двигателей автомобилей семейства ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ и ВАЗ) или алюминиевого сплава (у двигателей автомобилей ГАЗ-З307, -3110 «Волга», «Москвич-2141»).

Вопрос № 95. Зачем обрабатывают внутреннюю полость цилиндров?

Ответ: Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров тщательно обрабатывают с высокой степенью точности и чистоты.

Вопрос № 95. Что называется зеркалом цилиндра?

Ответ: Внутренняя полость цилиндров называется зеркалом цилиндра.

Вопрос № 96. Зачем у дизелей КамАЗ на зеркале цилиндров наносят мелкую (ромбовидную) сетку?

Ответ: У дизелей КамАЗ на зеркале цилиндров наносят мелкую (ромбовидную) сетку для лучшего удержания смазочного материала.

Вопрос № 97. Как могут быть сделаны цилиндры ДВС?

Ответ: Цилиндры могут быть отлиты как одно целое со стенками рубашки охлаждения или изготовлены отдельно от блока в виде вставных гильз.

Вопрос № 98. Как делятся вставные гильзы?

Ответ: Вставные гильзы подразделяются на «сухие» гильзы, запрессованные в расточенный блок, и сменные «мокрые» гильзы, омываемые с наружной стороны охлаждающей жидкостью.

Вопрос № 99. Какому воздействию подвергается верхняя часть цилиндров при эксплуатации ДВС?

Ответ: При сгорании рабочей смеси верхняя часть цилиндров сильно нагревается и подвергается окислительному воздействию продуктов сгорания,

Вопрос № 100. Зачем в верхнюю часть блока цилиндров или гильз, как правило, запрессовывают короткие вставки?

Ответ: В верхнюю часть блока цилиндров или гильз, как правило, запрессовывают короткие вставки («сухие» гильзы) длиной 40…50 мм (у двигателей автомобилей ЗИЛ-431410, ГАЗ-3307 и др.).

Вопрос № 101. На какую высоту выступает «борт» «мокрой» гильза над плоскостью разъема головки блока и блоком цилиндров?

Ответ: При установке «мокрой» гильзы борт гильза выступает над плоскостью разъема на 0,02…0,15 мм.

Вопрос № 102. Какие функции выполняет цилиндр?

Ответ: Цилиндрвыполняет функцию направляющего элемента для движущегося поршня, он участвует в обеспечении необходимого теплового режима поршневой группы.

Вопрос № 103.Для чего предназначена нижняя часть картера?

Ответ: Нижняя часть картера может служить емкостью для масла и называется масляным поддоном.

Вопрос № 104.

Из чего изготавливается поддон картера?

Ответ: Обычно она не является несущей и штампуется из листовой стали толщиной 1… 1,5 мм или отливается из алюминиевого сплава.

Вопрос № 105. Из чего состоит блок цилиндров?

Ответ: Блок цилиндровсостоит из следующих элементов:

1) боковых и торцовых стенок,

2) межцилиндровых перемычек,

3) верхней горизонтальной плиты,

4) пространством внутри блока цилиндров, объединенных термином ≪водяная рубашка≫,

5) корпус блока цилиндров ДВС.

Вопрос № 106. Какие гильзы используют в ДВС?

Ответ: Если в цилиндры, отлитые совместно с водяной рубашкой, устанавливают тонкостенные гильзы, то они называются сухими. Если цилиндры съемные и омываются охлаждающей жидкостью, то их называют мокрыми гильзами.

Вопрос № 107. Какой конструкции изготавливают цилиндры ДВС?

Ответ: Цилиндры двигателямогут быть выполнены совместно с элементами водяной рубашки блока или изготовляться как отдельные детали — гильзы.

Вопрос № 108. Из чего состоит головка блока цилиндров?

Ответ: В головке цилиндров размещены камеры сгорания, в которых установлены клапаны, свечи зажигания или форсунки в дизелях. На головке цилиндров крепятся детали и узлы привода клапанного механизма.

Вопрос № 109. На что оказывает влияние форма камеры сгорания?

Ответ: Значительное влияние на процесс смесеобразования как в карбюраторных двигателях, так и в дизелях имеют формы камер сгорания.

Вопрос № 110. Какие формы камер сгорания применяются в бензиновых ДВС?

Ответ: В карбюраторных двигателях большое распространение получили полусферические, полуклиновые и смешанные камеры сгорания.

Вопрос № 111.

Какие гильзы чаще применяют в ДВС?

Ответ: «Мокрые».

Вопрос № 112. Почему в ДВС чаще применяют «мокрые» гильзы?

Ответ: Преимущественное применение в двигателях «мокрых» гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод теплоты.

Вопрос № 113. Что сделано для увеличения прочности сухих «гильз»?

Ответ: Для повышения износостойкости сухие гильзы изготовляют из кислотоупорного высоколегированного чугуна аустецитной структуры.

Вопрос № 114. Как влияет эффективность теплообмена гильзы на работу ДВС?

Ответ: Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндро-поршневой группы, при этом снижаются затраты, связанные с ремонтом двигателей в процессе эксплуатации.

Вопрос № 115. Из каких частей состоит поршень?

Ответ: Поршень состоит из трех основных частей днища, уплотняющей части с проточенными в ней канавками для поршневых колец и юбки, поверхность которой соприкасается с зеркалом цилиндра.

Вопрос № 116. Что образует камеру сгорания?

Ответ: Днище поршня, вместе с внутренней поверхностью головки цилиндра образующее камеру сгорания, непосредственно воспринимает давление газов.

Вопрос № 117. Каким может быть днище поршня?

Ответ: Днище поршня оно может быть плоским (двигатели ЗИЛ-508, ЗМЗ-511), выпуклым (на некоторых двигателях автомобилей «Москвич») и фасонным (дизели ЯМЗ, КамАЗ).

Вопрос № 118. Какое днище поршня получило наибольшее распространение в бензиновых двигателях?

Ответ: Наибольшее распространение в карбюраторных двигателях получили плоские днища, отличающиеся относительной простотой изготовления.

Вопрос № 119. Из чего состоит головка поршня?

Ответ: Днищеи уплотняющая частьсоставляют головку поршня, на которой располагаются компрессионные и маслосъемные поршневые кольца.

Вопрос № 120. От чего зависит количество поршневых колец?

Ответ: Число колец зависит от типа двигателя и частоты вращения коленчатого вала.

Вопрос № 121. Какой зазор должен быть между головкой поршня и стенкой цилиндра?

Ответ: Зазор между головкой поршня и стенкой цилиндра находится в пределах 0,4…0,6 мм.

Вопрос № 122. Назначение юбки поршня?

Ответ: Юбка поршня, имеющая форму конуса овального сечения, является направляющей при его движении в цилиндре.

Вопрос № 123. Какой зазор должен быть между юбкой и зеркалом цилиндра?

Ответ: Для свободного перемещения поршня необходим зазор между его юбкой и зеркалом цилиндра, который при их нормальном тепловом состоянии (80…95*С) для различных моделей двигателей равен 0,04…0,08 мм.

Вопрос № 124. Какая форма юбки у поршня дизеля с непосредственным впрыском?

Ответ: В дизелях с непосредственным впрыском (дизели КамАЗ-740, HM3-236M2, -238М2) в днище поршня располагается камера сгорания, а юбка поршня имеет форму конуса овального сечения, но без прорезей, что придает ей необходимую прочность.

Вопрос № 125. Что делают с поршнем что бы уменьшить силы инерции?

Ответ: Чтобы уменьшить силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, поршни, как правило, изготавливают из легких кремнистых алюминиевых сплавов для уменьшения их массы. При сборке двигателя подбирают поршни, масса которых не отличается более чем на 3…7 г.

Вопрос № 126. Как подбирают компрессионные кольца?

Ответ: Компрессионные кольца подбирают с определенным зазором (0,02…0,07 мм) по высоте к канавке поршня.

Вопрос № 127. Из чего изготавливают компрессионные кольца?

Ответ: Компрессионные кольца изготавливают из легированного чугуна, а для двигателей с большими динамическими нагрузками — из специальной стали.

Вопрос № 128. Что делают для уменьшения потерь на трение и повышения долговечности деталей КШМ?

Ответ: Для уменьшения потерь на трение и повышения долговечности деталей КШМ на боковую поверхность поршня наносят слой антифрикционного материала, содержащего дисульфид молибдена или графит.

Вопрос № 129. Каким может быть днище поршня?

Ответ: Днище поршня может быть плоским, выпуклым, вогнутым, иметь канавки, для того чтобы при полном открытии клапанов они не касались поршня. У дизельного двигателя камера сгорания может быть выполнена в поршне.

двухмассовый, устройство и принцип работы

Внешне маховик двигателя представляет собой довольно простое устройство – обычный тяжелый диск. Но в то же время он играет очень важную роль в работе двигателя и всего автомобиля в целом. В статье разберем его основное назначение, разновидности маховиков и их устройство.

Назначение и функции

Обычный маховик представляет собой литой, хорошо отбалансированный чугунный диск, на котором напрессованы стальные зубья для зацепления со стартером двигателя, так называемый зубчатый венец. Маховик передает крутящий момент от двигателя на коробку передач. Соответственно, он располагается между двигателем и трансмиссией. В случае использования механической коробки передач на маховике крепится корзина сцепления, а в АКПП – гидротрансформатор.

Сплошной маховик

Сам по себе маховик – это довольно массивная деталь по весу и его масса будет зависеть от мощности двигателя и количества цилиндров. Объясняется это тем, что основное назначение маховика – аккумулировать кинетическую энергию от коленчатого вала и создавать необходимую инерцию. Дело в том, что у ДВС из четырех тактов только один совершает полезную работу – рабочий ход. Остальные три такта КШМ и поршневая группа должны совершить по инерции. Именно для этого и нужен маховик, закрепленный на конце коленвала.

Резюмируя описанное выше, назначение маховика и основные функции у него следующие:

  • обеспечение плавной работы двигателя;
  • передача от двигателя крутящего момента на КПП и обеспечение работы сцепления;
  • передача крутящего момента от стартера на венец маховика для запуска двигателя.

Разновидности маховиков

На текущий момент можно выделить три разновидности маховиков:

Сплошной

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

Облегченный

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

Использование облегченных маховиков без доработки поршневой и КШМ приведет к нестабильной работе двигателя на холостых оборотах.

Двухмассовый

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

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

Устройство и особенности двухмассового маховика

Двухмассовый маховик

В конструкции двухмассового варианта не один, а два диска. Один диск соединён с двигателем, а второй с трансмиссией. Оба они могут работать независимо друг от друга. На первичном диске также имеется венец маховика с зубцами для зацепления со стартером. Два подшипника (осевой и радиальный) обеспечивают соединение двух корпусов.

Внутри дисков находится усовершенствованная пружинно-демпферная система. Она состоит из мягких и жестких пружин. Мягкие пружины обеспечивают плавность работы на низких оборотах при запуске и остановке двигателя. Жесткие пружины гасят колебания на высоких оборотах. Внутри находится специальная смазка.

Принцип работы

Одними из первых двухмассовые маховики получили автомобили с автоматической КПП. Для роботизированной коробки характерна быстрая и частая смена передач. С этим он хорошо справляется. Затем в силу своих преимуществ их стали устанавливать на автомобили с механикой.

Принцип работы довольно прост. Крутящий момент от коленвала передается на первичный диск, который отклоняет пружинную конструкцию внутри. Достигнув определенно уровня сжатия, крутящий момент затем передается на вт

Всё про маховик двигателя

Идея использовать в простейших механизмах большое вращающееся колесо, чтобы уравновешивать рывки при движении, пришла людям еще очень давно и использовалась, например, в механизмах мельницы или гончарного круга, а затем и в паровых машинах. Изначально в автомобильных двигателях маховик использовали с этой же целью: уравновесить колебания коленвала. Однако сейчас маховик выполняет сразу несколько задач.

 

Функции маховика ДВС

Маховик устанавливается на коленвал двигателя и располагается с наружной части двигателя. Таким образом, он конструктивно связан и непосредственно с ДВС, со сцеплением и коробкой передач.

В конструкции двигателя маховик выполняет сразу несколько функций:
1. Демпфирование крутильных колебаний, возникающих во время работы двигателя. Чем лучше маховик гасит вибрацию, тем меньше нагрузка на трансмиссию и тем дольше ее срок службы.

 

Гашение колебаний двухмассовым маховиком

2. Передача момента вращения от коленвала на сцепление. Ведомый диск сцепления соединяется с фрикционной поверхностью маховика.

Маховик с корзиной сцепления

3. Передача момента вращения на коленвал от стартера. При запуске двигателя стартер входит в зацепление с зубчатым колесом маховика для раскрутки коленвала.

4. Маховик аккумулирует часть энергии вращения и создает инерцию, препятствующую остановке двигателя. Без такой инерционной «подпитки» мотор просто остановился бы в тот момент, когда поршни доходят до мертвых точек.

Вибрация маховика зависит от работы двигателя

Таким образом нехитрый, в принципе, механизм оказался незаменимым в супер-современных автомобилях. Единственное, что менялось на протяжении лет, это конструкция самого маховика.

 

Конструкция маховика

Конструкция двухмассового маховика

Различают сплошные (обычные), двухмассовые и облегченные маховики. У каждого из видов есть свои плюсы и минусы.

  • Сплошной или обычный маховик – конструкция предыдущего поколения, представляющая собой диск из чугунного сплава, на который по окружности напрессован стальной зубчатый венец. Такие маховики использовались, когда двигатели были еще «медленными» и не развивали такой мощности, как сейчас. Их основной плюс – элементарная конструкция, в которой практически нечему ломаться. Да и цена ниже, чем на более современные модели. Но на мощном двигателе простой маховик неэффективен и дает чрезмерную нагрузку на трансмиссию. Даже диски сцепления с демпфирующими пружинами не гасят колебания коленвала на старте и холостом ходу так эффективно, как это требуется. Тем не менее, многие автолюбители специально устанавливают сплошные маховики вместо двухмассовых, считая это более экономным вариантом.

Сплошной маховик

 

  • Двухмассовый маховик (он же демпферный, ZMS, DMF, Dual Mass Flywheel) – современная разработка, направленная на максимальное гашение всех нежелательных колебаний коленвала на мощных двигателях с МКПП, облегчение переключения передач и уменьшение шума двигателя. Он состоит из двух дисков, соединенных через радиальный и упорный подшипники скольжения. Один диск является частью коленвала, а второй – частью сцепления. Между дисками расположен пружинно-демпферный механизм, гасящий колебания и защищающий коробку передач от вибрационных нагрузок. В двухмассовых маховиках используются пружины двух типов: менее жесткие поглощают энергию при умеренных колебаниях, а более жесткие задействуются при больших нагрузках. В отличие от пружин в диске сцепления, дуговые пружины маховика имеют большую длину и энергоемкость, что позволяет фрикционному диску маховика отклоняться (поворачиваться) в обе стороны на угол до 100 градусов относительно состояния покоя.

Варианты размещения пружин

Последняя модель – двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний. Внутри маховика устанавливается центробежный маятник, который убирает остаточные колебания после дуговых пружин.

Виды двухмассовых маховиков:
1. Двухрядный с дополнительным внутренним контуром.
2. С маятниковым адаптивным демпфером.
3. С адаптивным увеличением трения, для небольших и средних ДВС.
4. С непосредственным отбором мощности, для двухдискового сцепления, гибридного привода и вариаторов.

 

  • Облегченный маховик – идея, пришедшая из автоспорта. Как понятно из названия, он имеет меньший вес по сравнению с обычным маховиком (примерно на 1,5 кг), а значит, отбирает чуть меньше мощности двигателя. Конструкция облегченного маховика представляет собой один диск с отверстиями ближе к наружному краю. Исследования показали, что облегчать внутреннюю часть маховика бессмысленно: вырезы ближе к оси вращения не влияют на экономию энергии, зато ослабляют всю конструкцию. И наоборот, уменьшение веса и толщины наружной части мало сказывается на прочности, но заметно повышает отдачу мощности мотора (на 5% и выше). Такие маховики используются в профессиональном автоспорте и любительском тюнинге, когда переделываются практически все узлы автомобиля.

 

Эксплуатация маховика и возможные неисправности

Любой маховик, будь то простой или двухмассовый, элемент достаточно надежный и при правильной эксплуатации служит столько же, сколько сам двигатель. Производители заявляют ресурс 350 тыс. км и более.

Основное слабое место всех маховиков – зубчатый венец, который со временем изнашивается. Зубцы могут стираться или обламываться, в результате чего при старте слышен характерный скрежет. Зубчатый венец – деталь съемная, и в случае необходимости можно купить новый и установить на место изношенного. Ресурс этой детали составляет примерно 200 тыс. км, но может сократиться из-за неисправности стартера. При замене зубчатого венца маховик демонтируют и для установки на место после ремонта используют новые крепежные болты.

Сам маховик повреждается чаще всего при неправильной эксплуатации автомобиля. В частности, основными проблемами, вынуждающими автовладельца менять маховик, является критический перегрев, появление трещин и износ фрикционной поверхности, перегрев и утечка консистентной смазки внутри двухмассового маховика, поломка дуговых пружин. Подшипники оси маховика выходят из строя крайне редко и могут считаться достаточно надежным элементом.

Перегревается маховик из-за неисправного сцепления, при пробуксовке ведомого диска, и от многократных циклов нагрева-охлаждения металл ослабевает и растрескивается. Перегрев может привести и к деформации диска, что проявляется сильной вибрацией и «биением» сцепления на определенных оборотах. Однократный перегрев (например, прижог ведомым диском, после чего сцепление заменили) без трещин и деформаций не влияет на работоспособность маховика.

Износ поверхности маховика тоже связан с работой сцепления: изношенный диск трет заклепками маховик, и отремонтировать это уже никак нельзя, нужна только замена.

Помимо проблем со смежными узлами, частой причиной выхода из строя маховика является манера вождения: длительная езда на низких оборотах двигателя (чем ниже обороты, тем сильней вибрация коленвала), особенно с грузом или прицепом, частые остановки с глушением двигателя. Специалисты рекомендуют стартовать и глушить двигатель с выжатой педалью сцепления.

Техобслуживание маховика как такового не проводится. Его осматривают при замене диска сцепления, обращая внимание на состояние зубчатого венца и фрикционной поверхности. Если видимых повреждений и признаков некорректной работы нет, маховик можно использовать дальше. Основные правила эксплуатации – нормальное использование сцепления и коробки передач без ненужных нагрузок, а также своевременное обслуживание смежных узлов. Тогда маховик, цена которого далеко не низкая, будет служить верой и правдой в течение длительного времени.

 

Можно ли ремонтировать и восстанавливать маховик?

Заманчивая перспектива: вместо дорогостоящей замены – в разы более дешевый ремонт, «полностью восстанавливающий» характеристики маховика. Речь обычно идет о двухмассовых конструкциях, которые достаточно дорого стоят. Однако, к сожалению, ремонт не всегда дает тот результат, на который рассчитывает покупатель. Например, после проточки изношенной фрикционной поверхности маховик теряет заводскую прочность и может в любой момент просто лопнуть от нагрузки. Подшипники, пружины и прочие запчасти ни один производитель не продает отдельно, так что остается только догадываться, чем именно «восстанавливали» эти детали. Такое восстановление могут сделать перед продажей автомобиля, чтобы в первое время новый владелец не имел проблем со сцеплением. А что будет дальше – продавца не беспокоит.

 

Напоследок нужно отметить, что двухмассовые маховики имеют достаточно большой ресурс, но, в отличие от обычных, не выдерживают постоянных больших нагрузок. Если автомобиль используется для поездок на работу и дачу, двухмассовый маховик будет оптимальным вариантом, обеспечивающим комфорт и сохранность коробки передач.

 

О том, как выбрать новый маховик и на что обращать внимание, читайте наш «Гид покупателя».

 

Устройство маховика двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, каждый из которых выполняет свои конкретные функции в заданном режиме.

Отдельного внимания заслуживает маховик, обеспечивающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик отвечает за ряд достаточно важных процессов и поэтому важна стабильность его работы.

Что собой представляет маховик в ДВС?

Маховик служит для аккумуляции энергии механического движения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента.

Располагается механизм в торцевой части коленчатого вала. Практически рядом с ним можно заметить задний коренной подшипник. Это ориентир для быстрого визуального нахождения маховика.

Используемый подшипник отличается солидным запасом прочности и устойчивости к износу. Благодаря мощной конструкции он фиксирует маховик и уменьшает его рабочие нагрузки.

Все это оказывает положительное влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря солидному запасу прочности и качеству используемого материала способно прослужить без замены длительный период времени.

Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания

Маховик применяется для реализации в ДВС нескольких процессов, каждый из которых вместе и по отдельности важен для стабильной работы мотора.

Можно выделить следующие задачи, которые решает маховик:

  1. Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора;
  2. Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии;
  3. Снижение вибрации мотора во время его работы;
  4. Минимизирует перепады вращения коленчатого вала.

Принцип работы маховика

Маховик мотора в процессе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала.

Аккумуляция энергии происходит в процессе рабочего хода поршня мотора. Использование кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата.Особенно при выводе поршней из мёртвых зон.

Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на длительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена стабильность и равномерность работы моторов с большим количеством цилиндров.

Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора. Машина плавно без дёрганий двигается с места. Для изготовления маховика преимущественное количество производителей используется качественный чугунный материал.

Устройство маховика двигателя

Несмотря на небольшие размеры, маховик весит прилично. Средний диаметр изделия составляет 40 сантиметров.

На его торце расположены зубцы, обеспечивающие надёжное сцепление с валом стартера. Именно через них передаётся вращательное движение коленчатому валу мотора.

Сегодня по конструктивным особенностям выделяют следующие виды маховиков:

Демпферный маховик

Активно используется в современных моделях автомобилей. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом

Выполняет ряд важных задач:

  • нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала;
  • предотвращает перегрузку коробки передач;
  • снижает износ синхронизирующих элементов мотора;
  • плавность переключения передач;
  • экономное расходование топлива

Сплошной маховик

Самый распространённый вид механизма, активно используемый в моторах нового поколения. Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации

Облегчённый маховик

Отличается небольшой массой за счёт использования специальных материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать максимальных оборотов.

Способствует увеличению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный существенный минус – высокая стоимость.

Заключение

Маховик в моторе выступает своеобразным стабилизационным элементом, обеспечивающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Маховик — Википедия

Маховик со сферическими грузами, построенный по чертежам Леонардо да Винчи. Кадр из видео.

Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента как это используется на космических аппаратах.

Использование

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также используется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии и для рекуперативного торможения.

Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма. Такие как гончарный круг, массивные колеса водяной мельницы или массивные зубчатые колеса.

Помимо энергии, вращающийся маховик (как и любое вращающееся тело) обладает ещё и моментом импульса, с чем связано наблюдение гироскопического эффекта, заключающегося в прецессии оси вращения вокруг своего первоначального направления при появлении внешней силы, не совпадающей с направлением оси вращения.

Первым примером использования гироскопического эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок» («йо-йо»).

Одним из первых применений гироскопического эффекта стал переход от стрельбы круглыми ядрами к продолговатым снарядам, вращение которых позволило сохранять их ориентацию в пространстве, а продолговатая форма — значительно увеличить их массу (болванка) или же разрывной заряд.

Маховиком является и ротор гироскопа, используемого в гирокомпасах и вообще в гироскопических устройствах ориентации в пространстве, в частности торпед (прибор Обри), ракет и космических аппаратов. Наиболее привычные примеры маховика — велосипедное колесо или вращающийся диск электро-проигрывателя виниловых пластинок.

Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в успокоителях качки корабля.

В повседневной жизни маховик наиболее часто применяется на автомобилях: любой поршневой двигатель снабжён маховиком, часто совмещающим функции как часть сцепления и системы пуска (маховики снабжают зубчатым венцом для передачи момента от стартера). Кроме вывода кривошипного механизма из мёртвой точки, маховик в двигателе снижает неравномерность вращения до приемлемой, что увеличивает ресурс трансмиссии (оставшаяся часть неравномерности гасится пружинами диска сцепления или муфтой АКПП, затем торовыми резиновыми и вискомуфтами).

Физика

Кинетическая энергия вращения, накопленная во вращающемся теле (маховике), может быть рассчитана по формуле:

Маховик фабричной стационарной паровой машины
E=12Iω2{\displaystyle E={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}}

где:

Для простых форм маховика известны конечные выражения момента инерции

Заменив в формуле для полого цилиндра угловую скорость ω{\displaystyle \omega } на частоту вращения f{\displaystyle f} по формуле

ω=2πf{\displaystyle \omega =2\pi f}

получим

E=m(πf)2(r2+ro2){\displaystyle E=m(\pi f)^{2}(r^{2}+r_{o}^{2})}

История

Эффект маховика использовался с древнейших времен. Например в гончарном круге, ветряных мельницах. Вероятно, одним из древнейших примеров использования маховика стала археологическая находка из Междуречья (в районе города Ур) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.[1]

Маховик со старой фабрики

Согласно американскому медиевисту Линну Уайту немецкий монах Теофил упоминает в своём трактате «О различных искусствах» несколько машин, в которых применяется маховик.[2]

Во время промышленной революции, Джеймс Уатт применил маховик в паровой машине для выравнивания движения и преодоления мертвых положений поршня[3], и его современник Джеймс Пикард использовал маховик в сочетании с кривошипно-шатунным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное[4].

В 20-30-х годах XX века советский изобретатель А. Г. Уфимцев впервые в мире[5] применил инерционный аккумулятор на первой в России ветроэлектростанции, построенной им в г.{9}} Н/м2. Энергоемкость маховика из плавленого кварца объёмом 0,1{\displaystyle 0,1} м3 и весом 200{\displaystyle 200} кг будет равна энергоемкости 13{\displaystyle 13} л бензина[6].

Супермаховик

В мае 1964 года Н. В. Гулия подал заявку на изобретение супермаховика — энергоёмкого и разрывобезопасного маховика. В отличие от классического монолитного маховика, супермаховик намотан из тонкой ленты, проволоки или синтетических волокон, которые обладают значительно большей удельной прочностью, чем монолитная деталь (отливка или поковка), поэтому энергоемкость такого маховика значительно выше (по утверждению изобретателя, до 1,8 МДж/кг). Кроме того, в случае разрыва супермаховика не образуется крупных осколков: концы разорванной ленты или волокон начинают тормозиться о кожух, и маховик постепенно останавливается.

См. также

Примечания

  1. Родионов В. Г. Оптимизация структуры генерирующих мощностей. Аккумуляторы – накопители энергии // Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. — М.: ЭНАС, 2010. — С. 65. — 352 с. — ISBN 978-5-4248-0002-3.
  2. ↑ Lynn White, Jr., «Theophilus Redivivus», Technology and Culture, Vol. 5, No. 2. (Spring, 1964), Review, pp. 224—233 (233)
  3. Элла Цыганкова У истоков дизайна
  4. ↑ Encyclopedia of the Industrial Revolution, 1750—2007: Steam Engine Архивная копия от 6 октября 2008 на Wayback Machine (англ.)
  5. Ветроэлектрическая станция — статья из Большой советской энциклопедии. 
  6. Орир Дж Физика. Том 1. — М., Мир, 1981. — c. 167

Ссылки

МАХОВИК — Научно-технический словарь

МАХОВИК, массивное твердое колесо с тяжелым ободом. Приводит во вращение от ведущего вала машины для сглаживания резких колебаний числа оборотов этого вала при перемене скорости за счет накопленной кинетической энергии. Инерция большого колеса в значительной степени поглощает энергию, вырабатывающуюся при рабочем такте цикла двигателя, в результате чего ведущий вал получает ее в меньшем количестве. Накопленная энергия помогает двигателю производить остальные такты цикла. Маховик был изобретен Джеймсом ВАТТОМ.

Источник: Научно-технический энциклопедический словарь на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Маховик — Массивное колесо, прикрепляемое к одному из вращающихся валов машины для регулирования ее движения. Каждый вращающийся вал машины (напр. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  2. МАХОВИК — МАХОВИК (маховое колесо) — колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу двигателя (машины). Используется в качестве инерционного аккумулятора механической энергии, для уменьшения неравномерности вращения валов компрессоров, насосов и т. п. Большой энциклопедический словарь
  3. маховик — сущ., кол-во синонимов: 7 здоровяк 42 колесо 31 кулак 25 маховичок 1 рука 49 силач 27 супермаховик 1 Словарь синонимов русского языка
  4. Маховик — Маховое колесо, массивная круглая деталь, устанавливаемая на ведущем валу машины для уменьшения неравномерности его вращения при установившемся движении. Большая советская энциклопедия
  5. маховик — Искон. Суф. производное от маховое (колесо), ср. черновик, половик. См. махать. Этимологический словарь Шанского

Концепция маховика

Что это?

«Маховик» — очень полезная аналогия для реализации бизнес-стратегии, созданной Джимом Коллинзом. В нем описывается, как внедрение новой стратегии похоже на приведение в движение огромного маховика. Изначально движения нет — многие считают эту стратегию абсурдной — практически невозможно представить маховик на скорости. С большим усилием воли генеральный директор может добиться некоторых результатов, которые заставят маховик двигаться.Сначала они кажутся маленькими и тривиальными, но вызывают доверие для достижения более амбициозных результатов. По мере того, как накапливается все больше и больше результатов, все больше и больше людей бросают свой вес за руль, а импульс маховика нарастает и нарастает.

КОНЦЕПЦИЯ МАХОВИКА
[gigya src = ”http://jimmyzimmerman.com/blog/wp-content/uploads/flywheel.swf” АТРИБУТ1 = «ЗНАЧЕНИЕ» АТРИБУТ2 = «ЗНАЧЕНИЕ» И Т.Д. ]
Анимация Благодарности: www.jimmyzimmerman.com

Аналогия с маховиком прекрасно отражает динамику реализации стратегии через тысячи и тысячи небольших результатов, согласованных в одном направлении.

Когда это пригодится?

Это помогает генеральному директору продумать, как они могут внести свой вклад на разных этапах реализации:

1) Первоначально защитный. В начале процесса импульс маховика очень хрупкий. Скорее всего, будут несоответствия с основной организацией, которые будут тормозить маховик. Легко разочароваться и отказаться от маховика, позволяя умереть малейшему импульсу. Затем берется еще один маховик в надежде, что он потребует меньше усилий.В шизофренической организации ни один маховик никогда не сможет набрать обороты. Генеральный директор может защитить ранний импульс, изолировав начальные шаги от любых организационных тормозов, выделяя на это лучшие ресурсы и настаивая на том, чтобы эти шаги давали наилучший возможный выстрел для доставки

2) Сообщение стратегии. В первые дни может оказаться, что генеральный директор — единственный, кто видит потенциал маховика на скорости. Некоторых людей привлекает яркое видение, однако в машинном отделении большинства компаний полно прагматиков (к счастью!), Которые поддержат проверенные результаты.Сосредоточение коммуникации о стратегии на достигнутых результатах и ​​ближайшем следующем повороте маховика, вероятно, будет более действенным, чем переборщить с мечтательным пылом. По мере накопления полученных результатов доказательства, убедительные для прагматиков, становятся убедительными, и можно заявить о все большем и большем количестве идей.

3) Ориентация на компанию. Создание импульса в маховике требует большой сосредоточенной силы, тянущей в одном направлении. Несоосность — это не просто трата энергии, они активно тормозят маховик.После того, как будут достигнуты некоторые первоначальные результаты и импульс, генеральному директору необходимо будет предпринять активные шаги, чтобы привести свою организацию в соответствие со своей стратегией — генеральный директор как организационный архитектор. Святой Гриал заключается в том, чтобы каждый аспект деятельности и культуры организации согласовывался с маховиком, обеспечивая максимальный импульс при минимальном трении.

Пример?

Как вы проводите анализ?

Хочу узнать больше

Прочтите от хорошего к отличному и посетите www.jimcollins.com

Как можно адаптировать эту концепцию?

Масштабируйте свою технологическую компанию с помощью маховика

Компаниям необходимо оставаться гибкими в быстро меняющихся отраслях. Вот более подробный обзор новой входящей модели Hubspot, маховика, и того, как технологические компании могут использовать ее в своих конкурентных преимуществах.

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в сентябре 2018 г. и был обновлен для обеспечения актуальности, точности и полноты.

В обзоре INBOUND18 мы рассказали о становлении внедрения видеомаркетинга и новой интеграции Hubspot с VidYard.

В дополнение к внедрению видео, Брайан Халлиган, генеральный директор Hubspot, представил сдвиг структуры, который отказался от классической входящей воронки и представил ее преемника — маховик.

Что изменилось и почему это важно? Читайте дальше, чтобы узнать больше о маховике и о том, как его можно использовать для увеличения ключевых бизнес-показателей.


Прощай, воронки, привет, маховик

В 2005 году Hubspot представил входящую воронку, которая состояла из четырех этапов: привлечение незнакомцев, преобразование посетителей, закрытие потенциальных клиентов и удовлетворение клиентов.

Обновленная модель входящего потока с маховиком объединяет «Преобразование» и «Закрытие» в одну стадию, называемую «Включение». Идея состоит в том, чтобы превратить клиентов из конечного продукта входящего процесса в силу, запускающую новый входящий цикл.

Другими словами, Hubspot подталкивает компании к тому, чтобы лучше использовать импульс новых и существующих клиентов за счет оптимизированного взаимодействия с пользователем для поддержки следующей итерации.


Самый легкий продукт побеждает

Чтобы привлечь новых и существующих клиентов для обеспечения эффективного роста, Брайан Халлиган рекомендует компаниям уменьшить как можно больше неудобств в их работе с клиентами.Подобно тому, как маховик не может эффективно создавать продукцию с помощью трения, наличие трения в вашем клиентском опыте замедляет ваш рост.

«[Раньше] для создания великой компании ваш продукт должен быть в 10 раз лучше, чем у конкурентов. Это ужасный совет сейчас … Если вы хотите создать отличную компанию в 2018 году, ваш клиентский опыт должен быть в 10 раз легче, чем у конкурентов ». — Брайан Халлиган, генеральный директор Hubspot.

Это понимание согласуется с фундаментальным императивом UX-дизайна по снижению когнитивной нагрузки.В UX-дизайне термин когнитивная нагрузка описывает умственное напряжение, необходимое для навигации по платформе. Любое действие, которое отвлекает от стремления к завершению задачи, увеличивает когнитивную нагрузку пользователя, что подталкивает его или ее к отказу от проекта.


Советы по снижению трения

Для технологических компаний устранение трений может принимать различные формы:

  • Уменьшение количества шагов, необходимых для выполнения действия на вашей платформе.
  • Предоставление мультимедийных ресурсов всякий раз, когда появляется запрос «Вставить изображение / видео», чтобы предвидеть потребности пользователя.
  • Устранение противоречивых шаблонов поведения пользователя и непоследовательных или незнакомых значков.
  • Сбор точных записей о точках контакта пользователей с группами маркетинга, продаж и поддержки в централизованном месте, доступном для всех соответствующих групп.
  • Обеспечение доступа к чат-ботам на сайте, документации, сервисным группам и другим ресурсам поддержки пользователей до, во время и после процесса адаптации пользователя.

Хотя для минимизации проблем с пользователем может потребоваться время и усилия, многие ведущие компании обратились к интеграции API, чтобы не перегружать ресурсы разработчиков и дизайнеров.

За последнее десятилетие количество доступных API резко увеличилось. Сегодня потребители ожидают интеграции API, потому что мы привыкли, что нужные нам данные всегда под рукой (хотя большинство из них не выразило бы это таким образом).

Например, API Карт Google поддерживает функцию «Найти ближайший магазин» для большинства веб-сайтов розничных продавцов. Twitter API позволяет разработчикам доставлять пользовательский канал Twitter в свое приложение, а Shutterstock API предоставляет более 200 миллионов высококачественных изображений, видеоклипов, музыкальных треков и возможности искусственного интеллекта для ведущих технологических компаний, таких как Hubspot, Facebook, Google, IBM, Wix и многое другое.

С помощью Shutterstock API платформы martech, включая автоматизацию маркетинга, конструкторы рекламы, инструменты для создания веб-сайтов, программное обеспечение для создания видео, решения CMS, специализированные предприятия печати и продажи товаров и многое другое, могут снизить трение в их пользовательском опыте следующим образом:

  • Оптимизация рабочего процесса за счет встроенной интеграции бесплатных изображений, видеоклипов и музыкальных треков , где и когда пользователям нужны эти ресурсы .
  • Увеличьте удержание пользователей на , удерживая пользователей на платформе на протяжении всего творческого процесса.
  • Предлагая высококачественные мультимедийные ресурсы , повышающие производительность контента.
  • Расширение возможностей платформы с помощью искусственного интеллекта Shutterstock для обратного поиска изображений, настройки поиска и редактора .

Эти функции Shutterstock охватывают первые три стратегии уменьшения трения, в то время как наш партнер, Hubspot, предлагает комплексное решение от маркетинга, продаж до центров обслуживания, которое отвечает последнему.


Заключение

Трансформация маховика демонстрирует уверенность Hubspot в том, что оптимизация взаимодействия с пользователем является основополагающим принципом построения успешной компании.Для технологических компаний достижение этой цели предполагает создание продукта, который предлагает удобный пользовательский интерфейс, соответствующие ресурсы для поддержки успеха пользователей и оптимизированный рабочий процесс, соответствующий тому, как люди хотят работать.

Частью усилий Hubspot по практическому применению того, что они проповедуют, является партнерство Shutterstock, которое предоставляет пользователям платформы Hubspot более 100 000 высококачественных изображений.

По словам Бритта Шварца, главного стратега IMPACT (агентство Hubspot Diamond Partner),

«Быстрая цифровизация нашего мира ставит во главу угла реальные человеческие связи.Люди жаждут аутентичности, а изображения, видео и аудио лучше всего резонируют с мозгом наших животных. Но, судя по опыту, поиск изображений занимает много времени, потому что мне нужно перейти на другой веб-сайт для поиска, загрузки, а затем вернуться в Hubspot для загрузки. Интеграция Shutterstock с Hubspot экономит мне много времени и избавляет от лишних хлопот, когда я выкладываю контент для подкаста MarketHer, который создаю для IMPACT ».

Узнайте больше о том, как Shutterstock API может помочь вам уменьшить трение в рабочем процессе пользователя.

Маховик | компонент машины | Britannica

Маховик , тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, чтобы сгладить передачу мощности от двигателя к машине. Инерция маховика противодействует колебаниям скорости двигателя и смягчает их, а также сохраняет избыточную энергию для периодического использования. Чтобы эффективно противодействовать колебаниям скорости, маховику придается высокая инерция вращения; , то есть , большая часть его веса находится далеко от оси.Колесо с тяжелым ободом, соединенным с центральной ступицей спицами или перемычкой (колесо А на рисунке), имеет высокую инерцию вращения. Многие маховики, используемые в поршневых двигателях для сглаживания потока мощности, сделаны таким образом. Однако энергия, запасенная в маховике, зависит как от распределения веса, так и от скорости вращения; если скорость увеличивается вдвое, кинетическая энергия увеличивается в четыре раза. Маховик ободного типа лопнет при гораздо меньшей скорости вращения, чем дисковое колесо того же веса и диаметра.Для минимального веса и высокой энергоемкости маховик может быть изготовлен из высокопрочной стали и выполнен в виде конического диска, толстого в центре и тонкого у обода ( см. Рисунок B).

(А) маховик ободной; (B) маховик с коническим диском

Encyclopædia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

Бензиновый двигатель

: Маховик

Цикл двигателя внутреннего сгорания таков, что крутящий момент (вращающее усилие) применяется только периодически, когда срабатывает каждый цилиндр.Между …

В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, возникающих при сгорании в цилиндрах, и для обеспечения энергии такта сжатия поршней. Чем больше инерция вращения маховика, тем меньше изменения скорости в результате прерывистой подачи и потребления энергии.

В силовых прессах вырубка, резка и формовка выполняются только за часть рабочего цикла. В течение более длительного периода бездействия скорость маховика медленно увеличивается за счет сравнительно маломощного двигателя.Когда пресс работает, большая часть необходимой энергии вырабатывается маховиком.

Какой у вас маховик?

Джим Коллинз Вращая маховик: монография, сопровождающая добро к великому, может показаться попыткой возродить интерес к его предыдущим книгам, Построен на долгие годы, от хорошего к великому, Как могущественное падение, и Большой выбор .

В Приложении Коллинз рассказывает, как все эти составляющие сочетаются друг с другом, чтобы построить прочную великую организацию.

Это попытка оживить интерес к его книгам и темам?

Коллинз делится в книге: Чтобы построить прочную великую организацию, вам нужны дисциплинированные люди, которые будут мыслить дисциплинированно и предпринимать дисциплинированные действия, чтобы добиться превосходных результатов и оказать заметное влияние в мире. Тогда вам понадобится дисциплина, чтобы поддерживать импульс в течение длительного периода времени и заложить основы для длительной выносливости. Это составляет основу структуры, разделенной на четыре основных этапа:

  • Этап 1: дисциплинированные люди
  • Этап 2: Дисциплинированная мысль
  • Этап 3: дисциплинированные действия
  • Этап 4: Строительство до последнего

Что такое маховик

Маховик соответствует этапу 3, дисциплинированное действие.Коллинз делится собственным маховиком. Он практикует то, что проповедует.

Значение в Вращая маховик — это примеры Коллинза компаний, которые создают устойчивые великие организации, как выглядят маховики и как вы можете создать свою собственную.

Как деловой человек, вы знаете эту аксиому: «При преобразовании от хорошего к великому нет единого определяющего действия, нет грандиозной программы, нет единственной убийственной инновации, нет единственного удачного случая, нет момента чуда.Скорее, это похоже на поворот гигантского тяжелого маховика. Толкая с большим усилием, вы заставляете маховик двигаться вперед на дюйм. Вы продолжаете толкать, и с упорным усилием вы заставляете маховик совершить полный оборот. Вы не останавливаетесь. Вы продолжаете настаивать. Маховик движется немного быстрее. Два хода. . . потом четыре. . . потом восемь. . . маховик набирает обороты. . . движется быстрее. . . сто тысяч. Потом в какой-то момент — прорыв! Маховик летит вперед с практически неудержимой скоростью.”

Часто нам хочется поверить в то, что есть одно определяющее действие, момент чуда.

Мы смотрим на успехи других и спрашиваем: «Почему я не так успешен?» «Почему у них бывают перерывы, а у меня нет?»

Эта книга о реальности успеха в бизнесе и поможет вам создать ВАШ маховик.

«Самая большая опасность в бизнесе и жизни заключается не в полной неудаче, а в достижении успеха без понимания того, почему вы вообще достигли успеха.”

Этот урок и поиски привели Коллинза к созданию серии проницательных книг. Он был сделан в 1982 году в классе профессора Стэнфордской высшей школы бизнес-стратегии Роберта Бургельмана.

Красота и ценность маховика Коллинз объясняет, «Как только вы полностью поймете, как создать момент маховика в ваших конкретных обстоятельствах, примените понимание с творчеством и дисциплиной, вы получите силу стратегического сложения. Каждый ход основан на предыдущей работе, поскольку вы принимаете серию хороших решений, в высшей степени хорошо выполненных, которые накладываются друг на друга.Вот как вы добиваетесь величия ».

«Секретный соус» Amazon — Маховик

Осенью 2001 года Джефф Безос нанял Коллинза, чтобы он обучил его и несколько членов его команды «эффекту маховика».

Команда Amazon применила концепцию маховика, чтобы обозначить движущую силу, которая поможет предприятию стать лучшим.

Безос вдохновил Amazon на стремление создавать больше ценности для еще большего числа клиентов. Коллинз делится, «Это мощная вдохновляющая сила — возможно, даже благородная цель, — но ключевой отличительной чертой является не только« добрые намерения », но и то, как Безос и компания превратили ее в повторяющуюся петлю.”

В The Everything Store , пишет Брэд Стоун, «Безос и его помощники набросали свой собственный эффективный цикл, который, по их мнению, поддерживал их бизнес. Это выглядело примерно так: более низкие цены привели к большему количеству посещений клиентов. Больше клиентов увеличили объем продаж и привлекли на сайт больше платящих комиссию сторонних продавцов. Это позволило Amazon получить больше от фиксированных затрат, таких как центры выполнения и серверы, необходимые для работы веб-сайта.Эта более высокая эффективность затем позволила снизить цены. Они рассудили, что подайте любую часть этого маховика, и он должен ускорить цикл ».

Маховик вращался, набирая обороты. Толкаем маховик; ускорить импульс. Потом повторить. Безос, продолжал Стоун, считал применение Amazon концепции маховика «секретным соусом».

Никогда не следует недооценивать мощь большого маховика. Это создает сложную динамику в течение очень долгого времени.Мы поделились этой идеей объединения в Strategic Discipline Harlows Powerful Forces . Как только вы получите правильный маховик, вы захотите обновить и продлить его на годы или десятилетия — решение за решением, действие за действием, шаг за шагом — каждый цикл добавляет кумулятивный эффект.

Посмотрите это 7-минутное видео, чтобы понять, как Amazon разработала свой Flywheel и расширила его до Amazon Web Services:

Для этого вам необходимо понять, как вращается ваш конкретный маховик.Ваш маховик не будет идентичен маховику Amazon. Он должен быть таким же ясным и логикой.

Следующий блог, как создать свой маховик.

Требования роста Стратегическая дисциплина .

Positioning Systems одержимо стремится улучшить ваш бизнес и работу вашей команды. Успешная привычка начинается с 3-х стратегических дисциплин: приоритета, показателей и ритмов встреч . Ваш бизнес значительно улучшит прогнозирование, подотчетность, индивидуальную и командную производительность.

На стратегическую дисциплину систем позиционирования

глубоко повлияли книги Джима Коллинза и его изображение Маховика

.

Как решение выполнения, стратегическая дисциплина увеличивает прибыльность.

Последовательно планируемые ежедневные, еженедельные, ежемесячные и ежеквартальные собрания с упором на показатели производительности для стимулирования роста.

Positioning Systems помогает вашему бизнесу достичь этих результатов по четырем наиболее важным решениям, с которыми сталкивается ваш бизнес:

Мы помогаем вашему бизнесу достичь совершенства в исполнении.

Positioning Systems помогает компании среднего размера (5–250 млн долларов) в расширении масштабов. Мы ориентируем ваш бизнес на то, чтобы сосредоточиться на одном! Чтобы добиться роста, вам необходимо развиваться в сегодняшней быстро меняющейся экономической среде. Вы избегали разговора о том, как можно успешно развивать свой бизнес? Свяжитесь с [email protected], чтобы расширить свой бизнес! Примите участие в нашей оценке потребностей в четырех решениях, чтобы узнать, как ваш бизнес сравнивает с другими масштабными компаниями.Мы свяжемся с вами .

Следующий блог: Как собрать маховик

Вращение маховика: монография, сопровождающая хорошее к великому , раскрывает несколько примеров маховиков. В следующем блоге будет представлен еще один пример Flywheel и шаги по созданию собственного.

Джим Коллинз — Концепции — Эффект маховика

Представьте себе огромный тяжелый маховик — массивный металлический диск, установленный горизонтально на оси, около 30 футов в диаметре, 2 фута толщиной и весом около 5 000 фунтов.А теперь представьте, что ваша задача — заставить маховик вращаться на оси как можно быстрее и дольше. Толкая с огромным усилием, вы заставляете маховик продвигаться вперед, поначалу почти незаметно. Вы продолжаете толкать, и после двух или трех часов настойчивых усилий вы заставляете маховик совершить полный оборот. Вы продолжаете толкать, и маховик начинает двигаться немного быстрее, и с постоянным большим усилием вы перемещаете его на второй оборот. Вы продолжаете двигаться в последовательном направлении.Три оборота … четыре … пять … шесть … маховик набирает скорость … семь … восемь … вы продолжаете толкать … девять … десять … он набирает обороты … одиннадцать … двенадцать … с каждым поворотом быстрее … двадцать … тридцать … пятьдесят … сто.

Тогда, в какой-то момент — прорыв! Импульс этой штуки идет в вашу пользу, маховик швыряется вперед, поворот за поворотом … свист! … его собственный вес работает на вас. Вы не толкаете сильнее, чем во время первого вращения, но маховик движется все быстрее и быстрее.Каждый поворот маховика зависит от ранее проделанной работы, увеличивая ваши затраты на усилия. В тысячу раз быстрее, потом в десять тысяч, потом в сто тысяч. Огромный тяжелый диск летит вперед с почти неудержимой скоростью.

А теперь предположим, что кто-то подошел и спросил: «Что это был за один большой толчок, который заставил эту штуку двигаться так быстро?» Вы бы не смогли ответить; это просто бессмысленный вопрос. Это был первый толчок? Секунда? Пятый? Сотый? Нет! Было , все из них сложились вместе в общем накоплении усилий, приложенных в постоянном направлении.Некоторые толчки могли быть сильнее других, но любой одиночный подъем — независимо от того, насколько он велик — отражает небольшую часть всего совокупного воздействия на маховик. … Вот что важно. Мы позволили тому, как переходы выглядят из снаружи , чтобы стимулировать наше восприятие того, что они должны чувствовать тем, кто проходит через них на внутри. Со стороны они кажутся драматическими, почти революционными открытиями. Но изнутри они кажутся совершенно другими, больше похожими на процесс органической разработки.

Представьте себе яйцо, которое просто сидит там. Никто не обращает на это особого внимания, пока однажды яйцо не раскроется, и из него не выпрыгнет курица! Все крупные журналы и газеты с радостью пишут о мероприятии, пишут тематические статьи — «Превращение яйца в курицу!» «Замечательная революция яйца!» «Потрясающий поворот в Egg!» — как если бы яйцо в мгновение ока претерпело метаморфозу, радикально превратившись в курицу. Но как это выглядит с точки зрения курицы? Это совсем другая история.Пока мир игнорировал это спящее яйцо, курица развивалась, росла, развивалась, инкубировалась. С точки зрения курицы, разбивание яйца — это просто еще один шаг в длинной цепочке шагов, ведущих к этому моменту — большой шаг, конечно, но вряд ли радикальное, одношаговое преобразование, как это выглядит для тех, кто смотрит снаружи яйца. Разумеется, это глупая аналогия. Но я использую его, чтобы выделить очень важный результат нашего исследования. Мы все думали, что найдем «одну большую вещь», чудесный момент, который определил прорыв.Мы даже настаивали на этом в наших интервью. Но руководители, которые стали отличными, просто не могли определить ни одного ключевого события или момента времени, которые могли бы служить примером перехода.

В сравниваемых компаниях мы обнаружили совсем другую картину. Вместо тихого, осознанного процесса выяснения того, что необходимо сделать, а затем просто выполнения этого, компании по сравнению часто запускали новые программы — часто с большой помпой и шумихой, нацеленные на «мотивацию войск» — только для того, чтобы увидеть, как программы не работают. дают устойчивые результаты.Они искали единственное определяющее действие, грандиозную программу, единственное убийственное новшество, момент чуда, который позволил бы им пропустить трудный этап накопления и сразу перейти к прорыву. Они толкали маховик в одном направлении, затем останавливались, меняли курс и бросали его в новом направлении, а затем останавливались, меняли курс и бросали в еще одном направлении. После нескольких лет колебания взад и вперед сравнивающие компании не смогли добиться устойчивого роста и вместо этого попали в то, что мы назвали петлей рока.

Масляный барабан | Накопитель энергии

Основные понятия

Маховики — это не что иное, как диски или цилиндры, вращающиеся вокруг фиксированной оси. Количество энергии, которое может хранить маховик, пропорционально его массе ( m ), квадрату скорости, с которой он вращается ( w ), и квадрату его радиуса ( r ). Общее уравнение для твердого диска имеет следующий вид:

E = 1/4 & middot m & middot r 2 & middot w 2

Маховики были известны человеку по крайней мере с неолита, когда были построены первые гончарные круги.На заре промышленной революции маховики стали широко использоваться в качестве механизмов, переводящих работу паровых двигателей в постоянное вращательное движение; это решение до сих пор используется в современных поршневых двигателях внутреннего сгорания. На первый взгляд, маховик имеет несколько преимуществ по сравнению с химическими батареями:

  • КПД — заряд и разряд производятся с очень небольшими потерями; в качестве системы накопления электроэнергии маховик может иметь КПД до 97%;

  • Быстрый отклик — маховики могут быстро накапливать огромные всплески энергии и столь же быстро возвращать их;

  • Lifetime — маховики, построенные в XVIII веке для ранней железнодорожной промышленности, работают и сегодня.

  • Техническое обслуживание / вывод из эксплуатации — маховики хранятся в вакуумных контейнерах, функционирующих с нулевым износом материала в современных конструкциях; они также не создают проблем химической переработки / вывода из эксплуатации обычных батарей.
Базовая конструкция электрического накопительного маховика заключается в том, чтобы прикрепить его к электродвигателю и поместить в вакуумный контейнер, чтобы избежать воздушного трения. Для хранения энергии двигатель обеспечивает движение диска / цилиндра, увеличивая скорость вращения маховика; кинетическая энергия позже может быть использована двигателем для выработки электричества, таким образом снижая скорость вращения маховика.

Первые коммерческие применения, первые разочарования

Эта конструкция была первой, которая использовалась в коммерческих целях еще в 1950-х годах в автобусах, в которых использовались тяжелые стальные маховики в качестве единственного механизма хранения энергии; эти автомобили получили название Gyrobus. Их использовали на маршрутах с низкой пассажирской нагрузкой, что не оправдало полной электрификации. Гиробусы могли проехать около 5 км на полной зарядке между станциями подзарядки. Перезарядка займет не более 3 минут, поскольку маховики могут легко поглощать электрические токи высокого напряжения.Эти автобусы также были оснащены системой рекуперативного торможения, которая заряжала маховик.

Коммерческие автобусы Gyrobus были открыты в Швейцарии, соединяющие Ивердон-ле-Бен и Внук, в 1953 году, а вскоре после этого были открыты рейсы на нескольких маршрутах в городе Киншаса в Бельгийском Конго; В 1956 году в Бельгии была запущена еще одна служба, связавшая Гент и Мерелбеке. Со временем возникло несколько проблем, в основном из-за огромного веса этих машин — гиробусы, используемые в Конго, весили более 10 тонн.Им было тяжело водить машину, дороги были повреждены и, прежде всего, они были пожирателями электроэнергии; трамвай, используемый на том же маршруте, может легко снизить потребление электроэнергии на треть. К концу 1960 года все упомянутые выше маршруты Gyrobus были закрыты.

Этот ранний коммерческий эксперимент выявил основные недостатки маховиков:

  • Масса — легкосплавные маховики легко могут весить несколько тонн; для транспортных средств это может быть серьезной проблемой из-за дополнительной инерции, которую они оказывают на ускорение и торможение;

  • Failure — если маховик выходит из строя по какой-либо причине при большом вращении, он распадается, посылая шрапнель со скоростью пули в случайных направлениях; во избежание повреждений они должны храниться в бронированном контейнере, что увеличивает вес системы;

  • Подшипники — легкосплавные подшипники изнашиваются довольно быстро, сначала снижая эффективность, а затем делая маховик бесполезным; Из-за этого гиробусы требовали постоянного обслуживания;

  • Угловой момент — импульс, сохраненный в маховике, будет действовать против изменения направления, что при транспортировке может сделать повороты сложной задачей.
Для каждой инженерной проблемы есть решение (или около того)

Хотя гиробусы не вернулись, исследования по применению этой технологии продолжаются; в начале 1990-х годов казалось, что есть инженерные решения для решения всех вышеперечисленных проблем. Первым большим изменением стало введение новых композитных материалов: они сразу решили проблему веса, но также улучшили емкость контейнера, эти материалы распадаются на очень мелкие частицы, которые намного легче удерживать.Затем проблема подшипников была элегантно решена с помощью магнитов, создавая магнитное поле, которое заставляет маховик левитировать, таким образом, вращаясь без каких-либо контактов с другими частями (это требует небольшого расхода электроэнергии). Наконец, угловой момент был решен с использованием подвесов, которые, хотя и не полностью решают проблему, значительно уменьшают его влияние.

Все эти решения были использованы компанией Rosen Motors в венчурном проекте по производству автомобиля без двигателя внутреннего сгорания.В основе концепции лежала небольшая газовая турбина, соединенная с композитным электрическим маховиком для рекуперативного торможения. В 1997 году был проведен первый пробный запуск системы, установленной на серийном автомобиле Saturn; Он преодолел 130 км примерно за 2 часа, что во многих аспектах стало прорывом в инженерной сфере, получив хорошие отзывы от нескольких автопроизводителей. Спустя несколько месяцев венчурный капитал в размере 24 миллионов долларов иссяк. Не имея ни одного автопроизводителя, желающего реализовать проект, компания была вынуждена свернуть.

До сегодняшнего дня ни один коммерческий автомобиль не оснащался рекуперативной системой на основе маховика.Тем не менее, исследование, проведенное Rosen Motors, доказало, что накопители электроэнергии на маховике достигли технологической зрелости, и открылось множество различных потенциальных приложений.

Много обещаний, мало реализаций

В железнодорожной отрасли маховики используются более широко, хотя нельзя сказать, что они широко используются. Они использовались для накопления энергии в электровозах, чтобы гарантировать движение по неэлектрифицированным участкам железнодорожных линий, а также для питания небольших локомотивов; за некоторыми исключениями, эти решения остались в основном экспериментальными.Трамваи с маховиком могут быть особенно удобны в городах, поскольку они обходятся без надземной электрификации. Несмотря на это, сегодня можно сослаться только на один коммерческий случай — на линию Stourbridge в Лондоне. Начиная с 2002 года, были испытаны 3 различных агрегата, построенных Parry People Movers, 2 из которых регулярно обслуживаются с 2008 года. Этот тип трамвая также может быть оснащен дизельными двигателями для движения на большие расстояния; поскольку маховик отвечает за все ускорение и торможение, этот двигатель может быть спроектирован так, чтобы он работал с оптимальными оборотами в минуту (об / мин), что делает его очень маленьким и эффективным.Пока очевидный успех этих трамваев не вызвал серьезного проникновения на рынок, хотя пробные услуги и демонстрации проводились на других линиях; в следующем месяце планируется начать новую пробную службу на железной дороге Мид-Хантс, также в Великобритании.

В последнее время растет интерес к использованию маховиков в качестве статических батарей на рельсах. Они могут использоваться для стабилизации подачи электрического тока на локомотивы, а также для накопления энергии локомотивов, возвращаемой к электрическим линиям при торможении.В 2009 году пресса сообщила о проекте стоимостью 5,2 миллиона долларов по внедрению системы маховика мощностью 2,4 МВт на железнодорожной линии Вест-Хемпстед в Лонг-Айленде, США. Параллельно с этим американская компания Urenco Power Technology разрабатывает и испытывает рельсовые маховики меньшего размера на линиях метро Нью-Йорка, Лондона, Токио и Лиона. Удовлетворенный зрелостью системы, в начале этого года была основана дочерняя компания Kinetic Traction Systems с конкретной целью коммерциализации технологии.

Другая американская компания работает с аналогичными целями: Beacon Power, но с приложениями для электрических распределительных сетей. Компания разработала крупномасштабный маховик, который вращается со скоростью до 16 000 об / мин, с максимальной емкостью накопителя 25 кВтч, который может быть доставлен обратно в сеть с максимальной мощностью 100 кВт (более 15 минут). Эти маховики собраны в группы, которые можно использовать вместе. Вот видео 2009 года с описанием системы:

Вопреки тому, что предлагает это видео, Beacon Power сегодня кажется вполне здоровым, особенно после открытия, уже в этом году, первой коммерческой фермы маховиков, состоящей из 200 единиц и установленной в Стефентауне в Нью-Йорке.Эта ферма маховиков использовалась в первую очередь как стабилизатор электрической частоты, что идеально соответствует характеристикам быстрой разрядки / перезарядки маховика; Кроме того, ферма используется для хранения дешевой электроэнергии, доступной в сети в ночное время. Компания поддерживает тесное сотрудничество с властями США в рамках нескольких программ развития с более широкими целями по обеспечению стабильности всей сети. Штат Пенсильвания также заинтересован в этой технологии, поскольку капитал уже вложен в маховиковую ферму.Предусматриваются дальнейшие применения, в частности объединение ферм с маховиком и ветряных ферм для децентрализации балансировки нагрузки; в этом случае система также будет подключена к тепловому генератору, питающемуся дизельным или газовым топливом, что снова может быть значительно оптимизировано за счет быстрой помощи маховиков. Если есть приложение, в котором маховики кажутся обреченными на серьезное проникновение на рынок, то это именно оно; тем не менее, учитывая, как давно прерывистые технологии проникают на рынок производства электроэнергии, это кажется еще небольшими шагами.

Когда веселье встречается с технологиями

Чтобы полностью понять современное состояние маховика, необходимо рассказать последнюю (и более длинную) историю. В последние годы маховики получили импульс от неожиданного источника: Формулы 1. Стремясь «озеленить» спорт и обеспечить более глубокую передачу технологий в автомобильную промышленность, FIA ввела новые правила на сезон 2009 года, которые позволили командам при желании приспособить свою форму. автомобили с системой рекуперативного накопления электроэнергии с фиксированной максимальной емкостью.Эта система получила название Kinetic Energy Recovery System — KERS. Эти новые правила, казалось, давали командам, выбравшим KERS, преимущество, но их позднее введение не дало возможности развить и освоить новую технологию, особенно в том, что касается дополнительного веса машин. В сезоне 2009 года доминировала одна из низкобюджетных команд, которая даже не стала разрабатывать KERS.

После этого débâcle ни одна команда F1 не использовала KERS в 2010 году, но оставшиеся после 2009 года события вызвали любопытство многих: в то время как большинство команд выбрали химические батареи, команда Williams разработала маховик, который, хотя и не имел успеха на трассе, казался довольно многообещающим для дороги.Маховик Williams с максимальной скоростью вращения 60 000 об / мин зарекомендовал себя как настолько выгодная система, что команда создала корпоративное подразделение для его коммерциализации.

В начале 2010 года харизматическая немецкая марка Porsche отметила 110 годовщину годовщины первого в истории гибридного автомобиля, разработанного его покойным основателем Фердинандом Порше, публичной презентацией гибридной версии гоночного автомобиля. флагман. Porsche 911 GT3 R Hybrid оснащен двумя электрическими колесами на передней оси, дополняющими традиционный 6-цилиндровый двигатель, а также маховик KERS, разработанный Williams.Этот автомобиль дебютировал в гонках в том же году на «24 часах Нюрбургринга» на легендарной 25-километровой трассе. Пройдя на 25% больше расстояния на каждом топливном баке, этот автомобиль лидировал в гонке с 14 -го до 23 -го часов, с тепловым двигателем, отбрасывающим призрак за 45 минут до клетчатого флага. Влияние этого почти подвига было таким, что в 2011 году Porsche представила новый гоночный автомобиль с маховиком — 918 RSR, который компания называет «гоночной лабораторией» для этой технологии, хотя до сих пор она не принимала участия ни в одной гонке. .Эта система с маховиком дает такое преимущество перед традиционными автомобилями в гонках на выносливость, что организаторам гонок становится все труднее принять эти автомобили. В своей последней версии маховик Williams имеет максимальную мощность 340 Втч, но он может производить более 200 л.с. (~ 150 кВт). Со временем стремление «озеленить» спорт и снизить потребление энергии, вероятно, заставит организаторов гонок на выносливость и чемпионатов установить особые правила для регенеративных систем, раз и навсегда открыв двери маховикам.

То же самое произошло в 2011 году в Формуле 1, когда улучшения в правилах KERS привели к их повторному принятию большинством команд. В этом сезоне пиковая мощность системы ограничена 60 кВт, а максимальная мощность хранения — 100 Втч. Следующий большой пересмотр правил произойдет в 2014 году, когда двигатели значительно уменьшатся в размерах с 2,6 литров до 1,6 литров; это будет сопровождаться увеличением пиковой мощности маховика до 120 кВт. Несколько компаний сегодня разрабатывают маховики для использования в Формуле 1 и автоспорте в целом. Среди них следует отметить Flybrid, который соединен с трансмиссией, что позволяет избежать электрических преобразований с прямым переносом кинетической энергии.Другой харизматичный производитель автомобилей, Jaguar, в настоящее время изучает возможность внедрения системы Flybrid в свои серийные автомобили. В долгосрочной перспективе Jaguar стремится полностью заменить традиционный двигатель внутреннего сгорания небольшими турбинами, работающими в постоянных высокоэффективных режимах. Вот корпоративный видеоролик о применении Flybrid в городских автобусах:

Итак, почему маховики не популярны?

Porsche владеет Volkswagen, крупнейшим производителем автомобилей в Европе, а Jaguar является частью группы Tata, крупнейшего производителя автомобилей в Индии — может ли это быть рассветом новой широко распространенной технологии или просто любопытством, ограниченным до 100000 евро. легковые автомобили? Ответ на этот вопрос можно начать с сравнения современного состояния маховика с существующими химическими решениями для аккумуляторов.Это была не совсем простая задача, поскольку данные по определенным технологиям сильно различаются от источника к источнику. Как бы то ни было, я придерживался цифр, найденных в Википедии. Вот компиляция плотности энергии (энергии на единицу объема) и удельной энергии (энергии на единицу массы):

Все эти круглые числа предназначены, прежде всего, для представления относительного расположения каждой технологии. Очевидно, что маховики не имеют существенного преимущества перед химическими батареями с точки зрения плотности, они несколько превосходят никель-металлогидридные, приближаясь к литиевым батареям, но далеко от цинково-воздушных батарей.Единственное преимущество маховиков в этом отношении состоит в том, что их компоненты не имеют забавных названий; в долгосрочной перспективе это может означать экономическое преимущество для маховиков: много углерода, они имеют гораздо более длительный срок службы (больше циклов зарядки на капитальные затраты) и не создают тех же проблем с переработкой. Но отсутствие данных, поскольку в настоящее время в коммерческой эксплуатации находится несколько систем, затрудняет проведение оценки такого рода. В любом случае маховики не кажутся наиболее подходящими средствами хранения чистой энергии, поэтому не стоит ожидать их успеха в приложениях этого жанра.

В отношении удельной мощности (мощности на единицу массы), которая показывает, насколько быстро система может хранить и / или передавать энергию, все начинает выглядеть совершенно иначе:

Маховики не только явно опережают все остальное, но и являются антиподами тех систем, которые опережают по плотности энергии и удельной энергии. Вывод очевиден: для приложений, где энергия должна быть доступна быстро и в больших количествах или аналогичным образом быстро сохранена, а общая энергоемкость не критична, маховики имеют явное преимущество.

Иллюстрация может быть полезна, опять же для транспортных приложений. Какое количество энергии рассеивает автомобиль при торможении, например, при движении автомобиля массой 1 тонну со скоростью 100 км / ч? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны покопаться в старом школьном сундуке по физике для выражения кинетической энергии:

KE = ½ & middot m & middot v 2

Или по-английски: половина массы ( м ), умноженная на квадрат скорости ( v ). В единицах СИ масса 1000 кг, скорость 27.(7) м / с; Подсчитав, наша иллюстрация дает 385 кДж, или немногим более 100 Втч. Это означает, что маховик весом 1 кг, занимающий около полулитра, может накапливать энергию, необходимую для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 100 км / ч. В зависимости от того, насколько сильно нажимают на тормоза, эта энергия может быть произведена всего за несколько секунд. Если это займет 10 секунд, средняя выходная мощность такого торможения составит 36 кВт. В то время как маховик весом 8 кг может легко справиться с такой мощностью, литий-ионный аккумулятор должен быть намного больше, около 120 кг.Это означает, что маховик полезен даже в полностью электрических автомобилях, работающих с ускорением / замедлением, в то время как химический аккумулятор может быть предназначен исключительно для диапазона транспортных средств.

Ответ на вопрос

Я начал готовить этот пост в надежде найти ответ на отсутствие коммерческого применения маховиков в качестве средства хранения электрической или кинетической энергии. Закончив писать, не могу сказать, что достиг такой цели. Есть несколько коммерческих приложений, в которых маховики начинают робкое проникновение на рынок, а именно в железнодорожной отрасли для рекуперативного торможения и бескабельного хранения, а также в качестве вспомогательной инфраструктуры для балансировки нагрузки в электрической сети.Но именно там, где они кажутся более выгодными, на автомобильном транспорте, коммерческих приложений просто не существует. Автопроизводители до сих пор выбирали технологии хранения для своих гибридных решений, которые, похоже, идут вразрез с логикой, предпочитая конкретную энергию определенной мощности; особенно, когда технология доступна уже 15 лет. Учитывая, что только дорогие автопроизводители разрабатывают маховики (Jaguar, Porsche), может ли это быть проблемой стоимости? Нет удовлетворительных данных, чтобы ответить на этот вопрос, но простота маховика, долгий срок службы и отсутствие редких и / или загрязняющих материалов, похоже, указывают на это.