23Фев

Как работает маховик: для чего нужен, какие бывают, принцип работы, устройство

Содержание

Как работает маховик? — AvtoTachki

Современные автомобили состоят из множества деталей и компонентов, каждая из которых играет свою важную роль.

Что такое маховик и какова его роль?


 

Маховик, как правило, представляет собой диск из тяжелого металла диаметром от 12 до 15 дюймов, снаружи которого находится металлическая зубчатая коронка. Он установлен на коленчатом валу двигателя и расположен внутри. Таким образом, маховик конструктивно соединен непосредственно с двигателем, сцеплением и коробкой передач.

Функций, выполняемых маховиком, несколько:
 

Помогает запустить двигатель
Когда вы садитесь в машину и поворачиваете ключ зажигания, с маховиком включается небольшая шестеренка, которая называется «Бендикс», и поворачивает ее. Он в свою очередь вращает коленчатый вал, который начинает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. Как только двигатель внутреннего сгорания запускается, Bendix «вынимается» и позволяет маховику вращаться плавно.

Нормализует обороты двигателя
После запуска двигателя коленчатый вал преобразует движение поршней вверх-вниз во вращательное движение. Однако это движение является колебательным, так как мощность вырабатывается только 2 или 4 раза (в зависимости от того, цилиндры четыре или восемь) за один оборот двигателя. Для поддержания постоянной скорости вращения коленчатого вала при каждом движении поршней масса маховика используется по инерции.

Уменьшает вибрацию двигателя
Поскольку поршни смещены относительно центра коленчатого вала, двигатель сильно вибрирует, потому что каждый поршень движется под разным углом. Большая масса маховика подавляет это движение и помогает как стабилизировать и сбалансировать двигатель, так и снизить вибрацию во всем автомобиле.

Уменьшает износ компонентов
Стабилизируя вибрации и сглаживая частоту вращения двигателя, маховик ограничивает износ других важных компонентов привода.

Типы маховиков и их особенности


 

В современных автомобилях используются в основном цельные (одномассовые) и двухмассовые (DMF) маховики. Каждый из типов имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

Одномассовый маховик
Этот тип маховика широко распространен среди старых моделей автомобилей. По сути, это массивные чугунные диски с непрерывной структурой диаметром от 300 до 400 мм. Снаружи маховиков с одной массой установлено стальное кольцо.

Основными преимуществами этого типа маховиков являются их простая конструкция и низкая стоимость
Однако у маховиков с одной массой есть один серьезный недостаток: они не могут достаточно хорошо поглощать крутильные колебания.
Двухмассовый маховик
Двухмассовые маховики, также называемые амортизаторами или двухмассовыми маховиками, являются относительно современной разработкой, впервые использованной в автомобилях в 1985 году.

Что это значит?

Конструктивно этот тип маховика представляет собой два отдельных диска, которые соединены между собой радиальными и тяговыми подшипниками. Один диск является частью коленчатого вала, а другой — частью сцепления. Между дисками находится подпружиненный демпфирующий механизм, который гасит вибрации и защищает коробку передач от вибрационных нагрузок.

Среди преимуществ двухмассовых маховиков можно отметить, что они значительно снижают вибрации, передаваемые двигателем на трансмиссию, защищают шестерни от перегрузки и снижают расход топлива.
Тем не менее, мы должны признать, что у этого типа маховиков есть несколько недостатков, главный из которых заключается в том, что они не так надежны, как одноместные.
Неоспорим тот факт, что пружины, к которым подключены демпфирующие диски, испытывают значительные нагрузки, что приводит к их быстрому износу. Другим их недостатком является то, что они по-прежнему значительно дороже, чем единичные.
Каждый маховик, одинарный или двухмассовый, при правильном использовании достаточно устойчив к нагрузке. Если мы будем немного более конкретны, то скажем, что при правильном использовании маховики могут выдерживать пробег более 350 тысяч километров. Конечно, маховик подвергается большим нагрузкам и может изнашиваться гораздо раньше, чем ожидали производители.

Основные проблемы, требующие замены маховика

Проблемы с маховиком в основном связаны с неправильной эксплуатацией автомобиля. В частности, что может заставить вас изменить маховик:

Критический перегрев
появление трещин и износа на поверхности трения
перегрев или утечка масла внутри двухмассового маховика
разрушение его дуговых пружин и др.
Симптомы, предупреждающие о проблеме с маховиком
 

Проблема переключения
Когда вы пытаетесь переключить передачи, но вместо того, чтобы муфта адекватно реагировала, следующая передача не может пройти или пройти, а сразу возвращается к предыдущей, это, скорее всего, связано с изношенным маховиком. В этом случае вы услышите громкий шум, такой как шлифовка и трение.

Запах гари
Одним из основных симптомов изношенного маховика является запах гари, который можно почувствовать даже внутри автомобиля. Этот запах возникает при неисправности сцепления, выделяющего много тепла.

Вибрация при нажатии на педаль сцепления
Если вы начинаете ощущать вибрации при нажатии на педаль сцепления, это обычно является признаком износа пружинных подшипников маховика.

Сильный грохот при запуске холодного двигателя
Уточняем, что этот симптом характерен для двухмассовых маховиков. Когда амортизирующие пружины изношены и вы начинаете с холодного двигателя, вы услышите громкий грохочущий звук.

Это дребезжание обычно длится несколько минут после запуска автомобиля, после чего оно исчезает. Если вы начинаете слышать его все чаще и чаще утром, когда заводите автомобиль, это явный сигнал о том, что вам нужно обратить внимание на маховик.

Возможно ли техническое обслуживание маховика?

Обслуживание маховика практически невозможно выполнить. Обычно проверяется при замене диска сцепления на предмет износа зубов или других проблем. Если они есть, маховик заменяется, и если проблем нет, его можно продолжать использовать.

Можно ли починить маховик?

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

Двухмассовые маховики начали перерабатываться в последние годы.

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

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

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

Как поменять маховик?

Замена этого компонента — довольно сложная задача, и если у вас нет хороших технических знаний и специализированных инструментов, вам будет сложно сделать это самостоятельно. Почему?

Чтобы заменить маховик, сначала необходимо снять коробку передач и сцепление. Это не только занимает много времени, но и требует, чтобы специализированные инструменты были выполнены правильно.

Если вы все же решили сделать это самостоятельно, советуем вам приобрести комплект сцепления с маховиком в комплекте. Таким образом, вы будете уверены, что позаботились не только о маховике, но и о всем сцеплении, а те, которые так важны для эффективной работы автомобиля, прослужат вам еще долго.

Вопросы и ответы:

Какие основные функции выполняет маховик? Ключевая задача маховика – передавать крутящий момент на корзину сцепления. Через маховик также происходит запуск мотора, эта деталь обеспечивает инерционные силы, облегчающие работу коленвала.

Что такое маховик и для чего он нужен? Это дискообразная деталь, закрепленная на коленвале мотора. Маховик обеспечивает равномерность угловых скоростей коленвала, передачу крутящего момента на трансмиссию, гашение крутильных колебаний мотора.

Где в машине находится маховик? Это большой диск с зубчатым венцом по торцу. Маховик располагается в задней части мотора (на месте соединения ДВС и коробки) с противоположной стороны от ремня ГРМ.

Как работает Маховик сцепления? Одномассовый маховик вращается вместе с коленвалом. Двухмассовый маховик дополнительно гасит крутильные колебания (в стандартных маховиках эту функцию выполняют пружины диска сцепления).

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Маховик

03:1426.05.2019

Почему после замены двухмассовых маховиков ухудшается запуск дизеля, VW Passat B6 2.0d UIS/PDE

При работе двигателя блок управления (ЭБУ) не может откорректировать холостой ход, изменяя количество впрыскиваемого топлива, т.е. сбалансировать работу двигателя таким образом, чтобы при воспламенении в цилиндрах топливной смеси, на коленчатый вал передавалось одинаковое усилие. ЭБУ воспринимает реакцию коленвала на свои действия как неадекватную, поскольку не может плавно управлять его вращением. Поэтому может казаться что основной причиной возникновения вибрации на холостом ходу является нарушение работы топливной системы, а на самом то деле неисправен сам ДММ.

01:2722.10.2016

Как вычислить дисбаланс двигателя

На видео видно что двигатель работает в дисбалансе. В данном случае выхлоп не пульсирует — значит все цилиндры работают нормально. Следовательно, дисбаланс вызывает разбитый маховик.

01:002.07.2011

Ремонт двухмассового маховика на VOLKSWAGEN LT 28 2.5 TDI

В случае выхода из строя двухмассового маховика, есть возможность сделать его одномассовым. Две детали скрепляются намертво и балансируются. Единственное неудобство — это увеличенный шум в коробке передач на холостых оборотах.

33:589.05.2021

Dodge RAM 1500 3.0 V6 Eco Diesel — Дёргается при ускорении, часть 2

Бесплатная регистрация на выставку AutoTechService (26-28 Мая) по промокоду IRIMIA — Регистрация на семинар Андрея Шульгина (27-28 Мая) — Библиотека осциллограмм Rotkee — Первая часть видео про Ram 1500 — Сканеры: Launch Pad V — K-Line адаптер — Vieacar ELM 327 — ELM327 2 board — ELM 327 1 board — ICar ELM 327 — BMW Enet кабель — BMW Enet Ethernet adapter — BMW Inpa K D CAN кабель — Thinkdiag full software — Thinkdiag old version — Thinkdiag одна марка — Opel OP-COM — VAG 2×2 to OBD2 — OBDII Break Out box — Измерительный инструмент: Щупы иголки прямые — Щупы иголки+провода банан/крокодил — Провода с двойным бананом — Термопара для мультиметра — Погружная термопара для мультиметра — Пирометр MUFASHA TN400 — Силиконовые провода с дойным бананом — Кабель треккер — Искровой разрядник — Контролька — Токовые клещи — Планшетный осциллограф Micsig ATO1104 — Автомобильный стетоскоп — Пайка: Цифровой микроскоп Andonstar AD407- Латунная щётка для чистки паяльника — Электрический оловоотсос — Поворотный держатель для плат — Ремонт электропроводки: Клеевая термоусадка 3:1 — Набор термоусадок 2:1 — Гидравлические персс клещи — Щётка для клемм АКБ — Кримпер для обжима клемм — Кримпер для обжима клемм с набором матриц — Стриппер для снятия изоляции — Экстракторы клемм из разъёма — Ручной инструмент: Клещи для снятия пружинных хомутов — Магнитный захват — Механический захват — Аккумуляторный фонарь — Налобный фонарь — Манометры, компрессометры, вакуумметры: Ручной вакуумный насос/тестер — Вакуумметр — Компрессометр бензиновый — Пневмотестер утечек — Программаторы: Программатор VVDI Prog — Программатор MiniPro/TTL866+/XGecu pro — Слесарка: Переходники для шуруповерта — Ступенчатые сверла — Видеоаппаратура: Видеоэндоскоп Teslong NTS500 — Видеокамера PANASONIC — Экшнкамера GoPro 8 Black — Микрофонная радиосистема Rode Wireless Go — Xiaomi Mi 10T 6/128GB Cosmic Black — Xiaomi Mi Note 10 Lite — Конденсаторный микрофон петличка — Bluetooth принтер наклеек — По вопросам рекламного сотрудничества — [email protected] Помощь в развитии канала: Банковские карты Privat Bank: 5168 7573 8960 0885 — USD 5168 7554 3804 5854 — UAH Кошельки WebMoney: Z842237043109 — USD

06:121.03.2016

Причина дисбаланса двигателя Mitsubishi L200 — самодельные зубья на счетном кольце коленвала

При диагностике автомобиля с помощью осциллографа Постоловского и скрипта CSS, мы определили что два цилиндра имеют низкую эффективность работы. После того как мы внимательнее посмотрели осциллограммы счетного кольца, то определили что из-за двух зубьев, восстановленных навариванием (их ширина была больше, чем у других) ЭБУ принимал решение что 2 и 3 цилиндры нормально не работают и уменьшал порцию топлива.

Маховик: что это, как работает и для чего

Наверняка вы когда-нибудь слышали, что машина движется по инерции. Это связано с маховик. Это очень важная часть, которая определяет движение двигателя транспортного средства. Редко, когда человек, не посвященный работе в этой области, не знает ни маховика, ни того, как он работает, ни для чего он нужен. Однако желательно знать о нем все, так как это ключевая часть нашего автомобиля.

Вы хотите знать все о маховике? В этом посте мы вам все расскажем, вам просто нужно продолжить чтение.

Общие

Как мы уже упоминали, маховик одна из частей двигателя транспортного средства, которая обуславливает движение и является одной из самых важных. Механику знакомо это имя, и как только он слышит это имя, он знает о нем все. Очень полезно знать об этой детали и ее работе, чтобы не делать вещей, которые могут сломать ее и заставить нас потратить целое состояние на ремонт.

Как следует из названия, маховик связан с инерцией, которую несет автомобиль. Для тех, кто до сих пор не знает, что такое инерция, мы можем определить ее как движение, которое объект поддерживает сам по себе без какой-либо силы, действующей на него. В статьях механическая энергия y кинетика Мы видели, что если объект движется в пространстве, поскольку нет силы трения или силы тяжести, он будет двигаться по своей инерции.

Если мы включим первую передачу и поднимем сцепление, мы сможем двигаться, не нажимая на акселератор или любую другую педаль, пока мы находимся на уровне. Это движение, которое совершает машина, может двигаться само по себе, пока его не остановит какая-то другая сила. Сила, например трение о землю, склон или какое-либо препятствие.

Более наглядный пример — это момент, когда мы едем в автобусе, и он внезапно останавливается. В этот момент все пассажиры наклонились вперед, так как наше тело хотело сохранить движение и скорость, которые были у нас до остановки автобуса.

Где встречается и виды маховиков

Маховик — это стальная звездочка, которая находится внутри двигателя автомобиля на стороне коленчатого вала коробки передач. Функция этого стального колеса заключается в том, чтобы накапливать кинетическую энергию, генерируемую двигателем, и передавать ее колесам. Эта энергия заставляет машину двигаться без «рывков».

Существуют разные маховики, хотя, как и во всех областях, некоторые из них продаются больше, чем другие из-за их полезности или знаний о них. В этом случае наиболее широко известен одномассовый или двухмассовый маховик. Есть несколько типов, таких как:

  • Одномассовый маховик. Он самый известный в мире, и его называют так, потому что он состоит только из одного предмета. Его форма круглая и зубчатая, и служит связующим звеном между наиболее важными частями двигателя автомобиля.
  • Двухмассовый маховик.
    Этот совершенно революционизирует этот мир и, вероятно, именно тот, который заменяет предыдущий, так хорошо известный. И в том, что чем полнее, тем эффективнее. У них есть два круглых элемента и пружинный элемент, который помогает с демпфированием. Благодаря пружинам возникают вибрации, которые делают работу двигателя более плавной при работающей коробке передач. Именно эта часть поглощает вибрацию, чтобы смягчить «удар» и предотвратить рывки автомобиля.

Как это работает?

Руль работает очень просто. Зубчатое колесо отвечает за выполнение работы получать всю кинетическую энергию, посылаемую двигателем и усваивает его, чтобы иметь возможность передать его колесам. Этот диск должен быть очень твердым и прочным, если мы хотим, чтобы колеса всегда имели ту инерцию, о которой мы упоминали выше.

Если эта деталь не в двигателе или неисправна, мы заметим постоянные вибрации и дребезжание. Однако много раз с нами может случиться так, что мы воспринимаем эти колебания и замечаем этот шум в двигателе, но затем они исчезают. Если этот дребезжание и дальше будет появляться, мы потеряем качество вождения, и машина начнет ухудшаться все больше и больше.

Некоторые из вас подумают, что как зубчатое стальное колесо Он может устранить вибрацию автомобиля, чтобы передать эту энергию колесам. Что ж, маховик работает благодаря двум массам. Один из них начинает вращаться в пользу двигателя, а другой — в соответствии с трансмиссией. К этим массам прикреплены демпферы, так что возможны колебания при большем угле диапазона. В этот момент вибрации перенаправляются на колеса или полностью устраняются.

Другой функцией маховика является поддержка запуска автомобиля. В автомобилях с электрическим запуском маховик запускает коленчатый вал и передает мощность на расширительные циклы, чтобы двигатель заработал. Если бы у стартера транспортного средства не было маховика, он, вероятно, очень скоро изнашивался бы, и его нужно было бы заменять каждые несколько месяцев.

Самодельный маховик

Если вы хотите сделать самодельный маховик по проекту, можно сделать и деревянный. Ищется бревно и в центре проделывается ямка. Чем больше весит маховик, тем больше энергии он может хранить. Если отверстие в центре бревна имеет трещины, не используйте его., так как он может сломаться и сильно повредить вам.

Далее проходим через отверстие палкой и делаем еще одно отверстие в палке наверху. С помощью деревяшки вводим его и проделываем в дереве два боковых отверстия. Чтобы закончить, с двумя боковыми отверстиями в дереве мы можем продеть тонкую веревку, которая привязана к верхней части палки и к нижней части туловища.

Надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о маховике.


Маховик — для чего он нужен и как он работает?

Автомобилю намного меньше лет, чем истории маховиков. Этот механизм использовался уже в доисторические времена. Из информации, полученной от археологов, мы знаем, что производство глиняных сосудов на гончарном круге требовало стабилизации вращения – так был изобретен маховик, который сегодня известен в основном как часть двигательной установки автомобиля.

Он отвечает за правильную работу двигателя и сцепления – он подавляет избыточные крутильные колебания, дает равномерность работы всей системы, нажимает на сцепление при переключении передач.

Поэтому маховики (Смагреста) относятся к тем компонентам, которые выполняют несколько функций. Когда они выходят из строя, другие части автомобиля страдают. Почему они так важны?

Как работает маховик?

Основная задача, которую колесо должно выполнить, – это накопление кинетической энергии. Без этого двигатель не сможет совершать все удары. Целых трое из четырех нуждаются в энергии, поступающей извне. Есть причина, по которой маховик называют механической батареей. Его обороты превращаются в энергию, которая передается на такты выпуска, всасывания и сжатия. Только рабочий ход обеспечивает силу, которая переходит в работу колеса, установленного на коленчатом валу.

Между ускорением и торможением

Необходимо выровнять скорость вращения вала, так как ее нельзя применять для работы с фиксированными значениями. Сразу после запуска двигателя огромная, шокирующая доза энергии попадает на коленчатый вал. Такты всасывания и выпуска не останавливают эту силу, но сжатие вызывает необходимость быстрого торможения, чтобы сжать топливовоздушную смесь между поршнями. Так что сразу после большого рывка сила тормозит одинаково быстро. Маховик получает и высвобождает большую часть этой энергии, благодаря чему двигатель работает более плавно.

Вес и ускорение с маховиком

Вес колеса оказывает большое влияние на равномерную работу системы привода. Это вызывает большую инерцию, когда быстроходный автомобиль приводит его в вихревое движение, и идеально способствует выравниванию рывков, создаваемых двигателем. Но, с другой стороны, тяжелое чугунное колесо разгоняется очень медленно, поэтому для ускорения автомобиля требуется некоторое время.

Кстати, расходуется больше топлива – вот почему около тридцати лет назад были созданы двух массовые колеса – более легкие, но, к сожалению, менее устойчивые к механическому износу, альтернативные жестким и крупным деталям. Двух массовое колесо состоит из двух независимых дисков, движущихся друг относительно друга по общей оси, что делает их легче. Тем не менее, его принцип работы и функции остаются неизменными. Край колеса остается оборудованным зубчатым кольцом, которое работает со стартером.

Маховик – где их найти в машине?

Двух массовое колесо не изменило положение этой части в двигательной системе. Неизменно мы находим их между двигателем и коробкой передач, в каком положении это влияет на плавность циклов работы двигателя и правильную работу сцепления, что позволяет переключать передачи. Установленный на коленчатый вал, он отвечает за его динамику и ощутимый комфорт вождения.

Очень важно, чтобы эта деталь была точно установлена на ось – любое отклонение от нормы при огромных перегрузках приведет к рывку и толчку всего кузова, что отрицательно скажется на комфорте передвижения на автомобиле. Поэтому замена колеса требует большой точности – лучше всего использовать оригинальные детали с прослеженными на заводе отверстиями.

То же самое, но не то же самое

В прошлом корпус маховика был изготовлен из высококачественного чугуна. Этот материал гарантирует исключительную стойкость и отсутствие подверженности деформации, которая ранее характеризовалась жестким колесом. Было установлено, что значение массы (маховик может весить более 20 кг) гарантирует стабильность и плавность хода после ускорения автомобиля.

В конце 20-го века ускорение считалось доминирующей величиной, и, следовательно, – ускорение двигателя как можно скорее и повышение его скорости. Отсюда большие технологические и качественные изменения в конструкции колеса – новый должен был быть более устойчивым к вибрациям и в то же время легче, благодаря чему он быстрее выходил на высокие скорости.

Легкий маховик

Это в значительной степени стало возможным благодаря популярной двойной массе. Двух массовое колесо, в дополнение к механизму гашения вибрации, имеет корпус из легких, прочных сплавов, которые также обладают демпфирующими свойствами.

В настоящее время даже популярные бренды, такие как Fiat, Ford, Opel, Peugeot или Renault, в стандартной комплектации имеют маховик с меньшей массой и диаметром, что повышает эффективность и комфорт вождения, но также имеет более короткий срок службы.

Старые, жесткие маховики обычно были пожизненными элементами. Двух массовое колесо, с другой стороны, рассматривается как рабочий элемент и, как и сцепление, нуждается в замене.

Двух массовый маховик

Согласно имеющейся информации, двух массовое колесо является особенно инновационным и популярным типом маховика. В настоящее время предполагается, что примерно 3/4 автомобилей ежедневно покидают ремни на сборочных заводах новых автомобилей. Какие преимущества дает современному автомобилю такое решение?

Прежде всего, он по-прежнему выполняет функцию, которую мы ожидаем от каждого колеса на коленчатом валу: он уменьшает неравномерность и сохраняет кинетическую энергию, необходимую для поддержки работы четырехтактного двигателя.

Кстати, по сравнению с традиционным колесом с одной массой, он уменьшает сопротивление при получении крутящего момента, что приводит к лучшим характеристикам ускорения и более плавной езде, даже когда вам требуется резкое переключение на пониженную передачу.
Идеальная инновация? Поиск преемника продолжается …

Хотя продвинутая лабораторная работа над двигателем без маховика медленно продвигается (Автомобили с классической автоматической коробкой передач не имеют двух массового колеса), двух массовое колесо все еще остается актуальным решением в этой области.

Оснащенные специальными пружинами, расположение которых создает демпфер колебаний, две массы на двух массовом колесе могут вращаться относительно друг друга на угол до 90 градусов. Это было бы отличным решением, если бы не его относительно короткий срок службы и высокая стоимость ремонта в случае отказа.

Изношен ли маховик?

Жесткий маховик практически не изнашивается и требует замены. Если мы не позволим этому элементу перегреться или повредить поверхность трения (которая работает с диском), в автомобиле следует использовать обычный маховик до самого конца его использования. Это отличается от двух массовых маховиков.

Силы, действующие на амортизирующие пружины, огромны, и их повторяемость и частота делают деградацию этой части неизбежным процессом, даже если он протекает очень медленно. Следует отметить, что срок службы двух массового колеса сильно зависит от привычек водителя, но об этом можно написать отдельную статью. Независимо от навыков водителя, двойное массовое колесо необходимо будет заменить рано или поздно (обычно между 150 000 и 250 000 километров)

Жесткое колесо вместо двойной массы?

Хотя цена на двух массовое колесо очень высока, он изнашивается быстрее, чем его традиционный жесткий аналог. Поэтому жесткий маховик переживает ренессанс в виде ремонтных комплектов, которые получают признание среди водителей, сталкивающихся с необходимостью замены двух массовых.

Поскольку его стоимость оказывается очень раздражающей для эксплуатации автомобиля (в случае более старых моделей он будет составлять до 25-30 процентов их стоимости), в поисках гораздо менее дорогих решений они достигают специально подготовленных комплектов, которые можно заменить двух массовой технологией на инновационный компонент без резкого снижения качества. на основе традиционных технологий.

Наиболее важные производители запчастей имеют в своем распоряжении ремонтные комплекты, предназначенные для отдельных моделей автомобилей и версий двигателей.
Второй шанс традиционной версии маховика

Таким образом, жесткий маховик получает шанс на вторую жизнь. Современные два диска с гашением вибрации не оказались технологией без недостатков, которая была открыта только в перспективе длительного использования. Замена жестких маховиков заставила цену превыше всего – переход на жесткое колесо намного дешевле, чем у оригинального двух массового маховика. Комплекты для переоборудования двух массовых жестких колес включают в себя специальную пластину сцепления со встроенными гасителями вибрации – частично принимая на себя роль двух массового колеса.

Продолжение эксплуатации такого автомобиля также обходится дешевле, поскольку в будущем потребуется только заменить диск сцепления с нажимным диском и аксессуарами, что дешевле, чем замена двойной массы на весь комплект сцепления. Жесткий руль из комплекта для переоборудования непременно останется в автомобиле до конца его использования.

Вы сталкиваетесь с тем, что выбрать?

Какое решение лучше? Производители в коммерческой информации всегда обращают внимание на технику вождения и привычки водителей, которые влияют на более быстрый износ двух массовых колес. Без них, вероятно, эта часть изнашивается гораздо медленнее, но влиять на образование водителей труднее, чем на технические инновации. Маховик имеет многообещающие перспективы, особенно с учетом того, что обе технологии все еще используются в лабораториях и мастерских по производству автомобильных запчастей.

Честные продавцы рекомендуют устанавливать оригинальные двух массовые колеса на новые автомобили, стоимость которых еще не значительно упала, в то время как переход на жесткие колеса предлагается владельцам старых автомобилей, где стоимость ремонта имеет решающее значение.

Пожалуйста, обратите внимание, что преобразование немного снижает комфорт путешествия. Вы также можете обнаружить, что модифицированную машину будет сложнее продать. Решение должно приниматься каждым водителем с учетом планов и обстоятельств, а также финансовых возможностей.

Сколько стоит маховик?

Экономика по-прежнему в значительной степени является определяющей для технологического развития – даже самые совершенные технические инновации просто окупаются. Двух массовое колесо для самых маленьких автомобилей стоит около 1000 злотых, но стоимость этой части для внедорожников и автомобилей более высокого класса с мощными двигателями может достигать 5 тысяч злотых (кроме ASO). Напротив, ремонтный комплект, содержащий не только жесткий маховик, но и весь комплект сцепления, может быть дешевле на 60 процентов.

Стоимость создания и установки точного механизма с ротационным гасителем вибрации также влияет на цены автомобилей, из которых до 75 процентов приходится на заводские ленты с прикрепленной двойной массой. К сожалению, сегодня все труднее найти автомобиль без двух массового колеса, потому что им оснащены даже бензиновые двигатели.

Оба решения все еще в игре

Ожидаем ли мы возврата к чуть менее удобному патенту для пользователей двигателей и автомобилей с большим элементом, жестко закрепленным на коленвале? Если это так, это, безусловно, будет более современный дизайн, легче и менее вялый, чем классический вариант.

Если только двух массовое колесо не увидит более продолжительного изменения в этой «гонке вооружений», которое уменьшит частоту отказов (хотя в действительности мы можем говорить только об износе быстрее, чем предполагалось). Одно можно сказать наверняка – независимо от инноваций, сложно представить систему привода, в которой между двигателем и трансмиссией не будет вращаться и демпфировать маховик.

Что делает маховик и с чем он связан?

Это дополнение к ответу Полстера. Вот анимация Диск в сером — это маховик

Википедия дает хороший общий план —

Маховик — это вращающееся механическое устройство, которое используется для накопления энергии вращения. …
— Обеспечение непрерывной энергии, когда источник энергии прерывистый. Например, маховики используются в поршневых двигателях, потому что источник энергии, крутящий момент от двигателя, является прерывистым.
— Доставка энергии со скоростью, превышающей возможности непрерывного источника энергии. Это достигается путем сбора энергии в маховике с течением времени и последующего быстрого высвобождения энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии. — Контроль ориентации механической системы. В таких случаях угловой момент маховика преднамеренно передается в качестве крутящего момента на механическую систему крепления, когда энергия передается на маховик или от него, тем самым вызывая вращение системы крепления в некотором желаемом положении.

В нашем случае точка 1 служит для более плавной работы двигателя, сводя к минимуму ускорение / замедление коленчатого вала между зажиганиями цилиндра в нейтральном положении.
Точка 2. используется в системах восстановления механической кинетической энергии

Последствия высокого ИМ

  1. Медленный отклик двигателя — при отключении от коробки передач. (медленнее для переключения передач в профессиональных случаях)
  2. Это дополнительная вращательная масса для ускорения при подключении к коробке передач. Технические характеристики маховика зависят от всех видов вещей, таких как конструкция двигателя, количество цилиндров (при большем, рабочий ход распределяется более равномерно), число оборотов в минуту и ​​т. Д.
    Это также зависит от случаев использования, например, например, в гонках. можно было бы фактически покончить с тем, что минимальное время затрачивается на неподвижное транспортное средство и между передачами.

Гениальные детали Гарри Поттера. Как работает Маховик времени в фильмах | Оксенфуртская академия

Как «Узник Азкабана» показал самые реалистичные путешествия во времени.

Приветствую, студенты-подписчики и просто вольные слушатели нашей Оксенфуртской Академии. Книги и фильмы про Гарри Поттера — мировой феномен, не только приучивший целое поколение к чтению, но и с течением десятилетий не теряющий актуальности.

Разумеется, и книги и фильмы не идеальны. Как и у любого другого автора, они не лишены ляпов, логических несостыковок, глупых моментов. Но общее исполнение, яркий мир и персонажи, а также важные идеи и мысли, которые в них заложены позволяют закрыть глаза на незначительные оплошности, принимая их не более чем за условности. К тому же, некоторые детали и эпизоды настолько продуманы, что поражаешься ходу мыслей автора, близкому к гениальности.

И у меня родилась идея подробно рассказать вам про некоторые гениальные детали фильмов и книг о Гарри Поттере, о которых вы прежде могли и не задумываться. Разумеется, разобрать подобную тему в рамках одной статьи затруднительно, поэтому можете смело ждать продолжения. Сегодня же мы с вами поговорим о путешествиях во времени и о том, как они показаны в фильме «Узник Азкабана». Статья создана при поддержке POTTER SHOP.

Для многих именно третий фильм — самый любимый во франшизе. Он очень атмосферный, мрачный, но при этом не лишен забавных моментов, к тому же, здесь превосходный и действительно пугающий дизайн дементоров. А также, «Узник Азкабана» — это единственная часть «Гарри Поттера», в которой Волан-де-Морт не является главным источником всех проблем.

В «Узнике азкабана» появляется маховик времени. И как в любом фильме, где фигурируют путешествия во времени, этот факт вызывает множество вопросов и споров. Но лично мне очень нравится как к этому подошел режиссер Альфонсо Куарон.

Заметьте, что вернувшиеся в прошлое Гарри и Гермиона ничего не изменили. Ведь, Клювокрыла на самом деле никогда не казнили, Гермиона отвлекла Люпина, Гарри спас себя и крестного от дементоров, а Сириус бежал ещё до того, как Дамблдор отправил их в прошлое. Нам показали те же события, но с другой стороны. И это уже необычно для фильма о путешествиях во времени. И не смотря на то, что директор предупреждает нас об ужасных последствиях, события прошлого остаются нетронутыми.

Подобное решение исключает главную проблему путешествий во времени — парадоксы. Если в «Назад в будущее» изменения прошлого ведут к изменению настоящего, либо даже созданию альтернативных временных линий, а также заставляют зрителей задаваться такими неудобными вопросами как куда отправился второй Марти или что случилось с Биффом из 2015, то «Узник Азкабана» сразу отсекает подобные сложные для восприятия и трактования элементы.

Время — фундаментальная основа мироздания, которую не по силам изменить даже всемогущим волшебникам. Такой подход без слов отвечает зрителям, почему нельзя просто отправиться в прошлое и, например, спасти родителей Гарри. Это банально невозможно!

Также становится ясно, почему Дамблдор отправил в столь опасное путешествие детей, а не самолично вернулся в прошлое, не подвергая учеников опасности, что, в принципе, было бы правильно. Ведь он явно знал о присутствии двойников ещё у хижины Хагрида и осознанно тянул время и отвлекал внимание министра, пока те уводили Клювокрыла. А значит и вопрос о том, кого стоило отправить назад во времени решился сам собой. Хотя риск не вернуться у Гарри и Гермионы был.

Да, мы все ещё имеем дело с Петлей Времени. Дамблдор отправил детей в прошлое, потому что они это уже сделали, Гермиона бросила улиток и отвлекла Люпина-оборотня, потому что поняла, что так уже было, а Гарри сумел призвать патронуса, так как знал, что уже делал это. Следствие становится причиной. Это нарушение привычной нам логики является чуть-ли не единственным последствием вмешательства в ход времени.

Фактически, путешествие во времени — это не способ изменить прошлое, а лишь механизм, обеспечивающий привычный ход вещей, даже если герои фильма об этом не догадываются. То есть, мы имеем дело не с привычным скачком, а скорее с некой магической аномалией.

Дизайн самого артефакта также выше всяких похвал. С первого взгляда Маховик напоминает обычную подвеску, ничем не примечательное украшение, появление которого у Гермионы не вызывает никаких вопросов.

Но при ближайшем рассмотрении можно заметить сложную конструкцию, состоящую из миниатюрных песочных часов насаженных на ось и три окружности, будто символизирующие три измерения. Минуя их, волшебник по желанию способен путешествовать сквозь четвертое, то есть само Время, заключенное в песочных часах.

К тому же, на кольцах можно заметить философскую надпись на английском: «I mark the hours, every one. Nor have I yet outrun the sun. My use and value unto you, are gauged by what you have to do».

Её можно перевести как: «Я отмечаю часы, каждый из них. И я еще не обогнал солнце. Моя польза и ценность для вас определяются тем, что вы должны делать».

Кстати, если вы всегда мечтали о собственном Маховике времени, то приобрести для себя или в подарок копию этого сильнейшего магического артефакта можно в магазине POTTER SHOP по этой ссылке.

Для меня Маховик времени — одна из тех деталей, которые в фильмах показаны лучше, чем в книгах. В романах Роулинг относительно путешествий во времени все не так радужно и многочисленные парадоксы имеют место быть. На сайте Pottermore также можно было найти статью за авторством самой Мамы Ро, в которой описывались катастрофические последствия вмешательства в привычный ход вещей.

И Роулинг вроде бы осознала, что натворила и постаралась избавиться от маховиков раз и навсегда. Гермиона свой артефакт вернула в Министерство, а в «Ордене Феникса» все они были уничтожены во время сражения в Отделе тайн, дабы не возникало даже мысли их использовать. Казалось бы, все отлично, но тут в 2016 году выходит «Проклятое дитя».

Стоит отметить, что автором является вовсе не Джоан Роулинг, хотя она и принимала непосредственное участие в создании, а некий Джек Торн, а потому и относиться к пьесе стоит скорее как к фанфику по мотивам, нежели как к полноценной восьмой части. И не смотря на то, что чтиво вполне увлекательное, ощущается оно не как «Гарри Поттер», а скорее как «Назад в будущее», благо все упомянутые выше особенности этой культовой трилогии налицо.

Но хотелось бы вернуться к «Узнику Азкабана» и упомянуть ещё несколько интересных фактов.

В фильме просто неприлично огромное количество деталей, связанных со временем. В «Дырявом котле» волшебник читает книгу Стивена Хокинга «Краткая история времени». В Хогвартсе появилась новенькая часовая башня, на которой акцентируется внимание на протяжении всего фильма. Нередко используется прием пролета камеры сквозь её гигантский часовой механизм. Автобус «Ночной рыцарь» также способен манипулировать временем, в частности замедлять его ход. И даже в музыкальном сопровождении иногда можно расслышать тиканье часов.

На самом деле удивительно, что МакГонагалл вообще сумела добиться того, чтобы ученице доверили столь могущественный артефакт. Видимо, она привела серьезные аргументы благих намерений Гермионы и её непреодолимой тяги знаний.

И хотя преподаватели были в курсе того, что Гермиона обладает маховиком времени, для друзей было загадкой, как она успевает посещать несколько лекций одновременно. В теории, карта мародеров могла раскрыть её секрет. Но Гарри на уроках явно было не до разглядываний карты. А вот Люпин, отобравший у Поттера заколдованный пергамент, вполне мог заметить вторых Гермиону и Гарри, и понять, что маховик времени был использован отнюдь не для посещения занятий.

Кстати, насчет занятий. Гермиона вернула маховик, но что же делать с уроками? Как она будет справляться с нагрузками? В книге дается ответ на этот вопрос. Дело в том, что помимо Прорицаний Гермиона пожертвовала магловедением, т.е. абсолютно бесполезным для неё предметом.

— У меня сегодня был разговор с профессором МакГонагалл… перед самым завтраком. Я решила бросить изучение маглов.
— Ты же сдала этот экзамен с невероятным баллом! — не поверил своим ушам Рон.
— Да, — вздохнула Гермиона. — Но ещё одного такого года мне не выдержать. С этим маховиком времени я чуть с ума не сошла… короче, я сдаюсь. Без прорицаний и маглов я опять буду учиться по обычному расписанию.

Думаю, я сумел передать все свои мысли по поводу того, почему путешествия во времени в кино вышли даже лучше, чем в книгах, но с удовольствием подискутирую с вами в комментариях.

Напоминаю, что приобрести маховик времени можно в магазине POTTER SHOP по этой ссылке. Там же можно найти такие ценные для любого поттеромана предметы как волшебные палочки героев фильмов (выбор просто огромный), галстуки факультетов, карта мародеров, письмо из Хогвартса, да даже философский камень, не говоря уже о самых разных блокнотах, значках, фигурках или наклейках. Любой сможет найти что-то по вкусу для себя или в подарок.

Спасибо, что дочитали до этого момента! Надеюсь, вам было интересно, а если так то не забывайте ставить лайки, делиться своими мыслями в комментариях, а также заглядывать в магазин POTTER SHOP и подписываться на канал, чтобы не пропустить продолжение и новые интересные статьи.

краткое описание, виды, назначение и принцип работы

Все знают, что главная задача двигателя заключается в преобразовании энергии на крутящий момент. Передача его осуществляется через специальный маховик диска сцепления. Данный узел имеется в любом автомобиле. Как он устроен и функционирует? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.

Характеристика

При сгорании топливно-воздушной смеси образуется огромный выброс энергии. Взрыв сопровождается ходом поршня, который, в свою очередь, связан с коленчатым валом. Последний имеет на своем конце маховик. Именно он передает крутящий момент на коробку, а затем на колеса. Но между двигателем и КПП имеется еще одна деталь — корзина сцепления. Маховик передает крутящий момент неравномерно. Чтобы сгладить его, в устройстве имеется фрикционный диск. Благодаря последнему, автомобиль способен плавно трогаться и переключаться с повышенной на пониженную передачу (и наоборот).

Таким образом, маховик сцепления выполняет несколько функций:

  • Обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала.
  • Передает крутящий момент на трансмиссию.
  • Выполняет запуск ДВС со стартера.

Последней характеристике уделим особое внимание. Вдоль окружности маховика имеются зубья (венец). Они входят в зацепление с бендиксом стартера. Когда водитель поворачивает ключ зажигания, ток поступает на электромотор. Муфта (бендикс) начинает входить в зацепление с венцом маховика. Коленчатый вал набирает обороты. Так производится успешный запуск двигателя.

Отметим, что сам маховик сцепления представляет собой круглый диск диаметром от 30 до 40 сантиметров. Располагается между корзиной сцепления и концом коленчатого вала. На втором конце вала есть шкив (при помощи ременной передачи задействуется ГРМ, система ГУРа и кондиционер). Существует 3 вида маховиков. Особенности каждого из них рассмотрим далее.

Сплошные

Эти маховики изготавливаются из чугунной стали. Имеют стальные зубья по внешней поверхности. Очень популярны в автомобильной промышленности. Устанавливаются на бюджетные модели.

Спортивные

Главное их достоинство – малый вес. По сравнению с предыдущим типом, такие маховики весят на полтора килограмма меньше. Так мотору легче крутиться до высоких оборотов. Однако инерция его тоже снижается — для повседневной эксплуатации такой элемент не подходит.

Двухмассовые

Они появились относительно недавно. Используются на автомобилях концерна «Ауди-Фольксваген». Также этот маховик называют демпферным. И если два предыдущих выполняют функцию только передачи крутящего момента, то двухмассовый также играет роль сцепления. Конструкция узла более технологична. Элемент гасит колебания и вибрации, снижает шумы и износ синхронизаторов. Идеально подходит для мощных современных двигателей. Почему сейчас используют именно такое сцепление? Двухмассовый маховик способен передать крутящий момент на коробку максимально плавно, за счет работы демпферных пружин. Вес узла на порядок ниже, чем у аналогов. Также элемент очень компактен.

Устройство

Маховик сцепления включает в себя несколько элементов:

  • Пакет пружин.
  • Планетарную шестерню.
  • Радиальный подшипник.
  • Упор пакета пружины.
  • Разделительный «ползун».
  • Вспомогательный корпус.
  • Осевой подшипник.
  • Кожух для смазки.

Все это помещено в главный корпус маховика.

Как работает

Рассмотрим принцип действия. Демпферный маховик сцепления имеет ступенчатый алгоритм работы. Сперва задействуется мягкий пакет пружин. Они влияют на запуск и выключение ДВС. Второй пакет имеет более жесткие пружины, благодаря чему обеспечивается демпфирование колебаний. Все вибрации от ДВС поглощаются именно этими пружинами.

Оба пакета соединяются при помощи двух подшипников скольжения:

  • Упорного.
  • Радиального.

О недостатках

Почему не на всех машинах снабжается комплект сцепления маховиком двухмассового типа? Первая причина – это сложность конструкции. В узле используется множество элементов (взять хотя бы два раздельных корпуса со своими пружинами), которые вдобавок заполняются особой смазкой. Если данный элемент выйдет из строя, замена сцепления маховика обойдется в 700-900 долларов. Следующий минус – низкий ресурс. Эти маховики редко доживают до ста тысяч. Они не любят активный режим езды с «кик-дауном». Резко бросать педаль сцепления и перегружать автомобиль здесь не получится, иначе долговечность и срок службы механизма останутся под вопросом. Такие авто не любят сложных маневров. Также это сцепление должно быть отрегулировано. Пробуксовка диска приводит к повышенному износу накладок. Если проблему не устранить вовремя, возрастает нагрузка на элементы КПП (в том числе на синхронизаторы). В один момент включение передач будет сопровождаться характерным хрустом. А при запуске наблюдается шум стартера. В таком случае маховик сцепления требует срочной диагностики. Чтобы к нему добраться, нужно снять не только стартер, но и саму трансмиссию. А это дополнительные затраты.

Что убивает маховик сцепления

Как отмечают отзывы, ресурс данного элемента составляет 100-150 тысяч километров. Специалисты говорят, что этот срок связан с неправильной эксплуатацией маховика сцепления. И дело не только в «кик-дауне». Часто владельцы (особенно на дизельных двигателях) выбирают самый низкий диапазон оборотов. По идее, это должно снизить нагрузку на мотор и уменьшить расход топлива. На практике уровень вибраций маховика возрастает. В работе постоянно задействуются демпферные пружины. Действуя под нагрузкой, они не выдерживают таких условий эксплуатации. Также на ресурс влияет количество запусков ДВС. Частая эксплуатация мотора в режиме старт/стоп увеличивает нагрузку на первый пакет пружин. Также вибрации возникают из-за перебоев в работе систем зажигания и впрыска. Это тоже сокращает ресурс маховика сцепления. Если это коммерческий транспорт, большое внимание уделяется перегрузам. Когда автомобиль нагружен больше нормы, возрастает нагрузка не только на КПП, но и на маховик сцепления. Он перегревается. Вылетают пружины. Они не терпят таких нагрузок.

Шумы при переключении

Многие владельцы сталкиваются с проблемой эксплуатации таких маховиков. Возникает шум при переключении передач. В этом случае специалисты отмечают износ осевого подшипника, который расположен между вторичным и первичным валом. Такое случается вследствие высокой нагрузки на узел. Также цвет маховика приобретает желтоватый оттенок. Износ усиливается из-за отсутствия смазки между корпусами. В итоге «ползунки», пружины и тарелки работают «на сухую». Проблема лечится только заменой узла в сборе.

Итак, мы выяснили, что собой являет маховик сцепления, как он устроен и как работает.

Как маховики накапливают энергию?

Стоп… старт… стоп… старт — это не способ водить машину! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете транспортное средство или машину, вы тратит впустую импульс, который он создал заранее, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Не было бы лучше, если бы вы могли каким-то образом сохранить эту энергию, когда вы остановлен и получить его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать для вас.Впервые использован в гончарные круги, которые в то время пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики в настоящее время делают возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и растения. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Старый маховик парового двигателя в Музее науки и промышленности Think Tank в Бирмингеме, Англия. Маховик представляет собой колесо со спицами сзади. Обратите внимание, что это в основном пустое пространство с длинными спицами и большим тяжелым ободом.

Зачем нужны маховики

Фото: Типовой маховик газоперекачивающего двигателя. Маховик — большее из двух черных колес с тяжелым черным ободом в центре. Это один из многих захватывающих двигателей, которые вы можете увидеть в Think Tank, музее науки в Бирмингеме, Англия.

Двигатели счастливы и наиболее эффективны когда они производят энергию с постоянной, относительно высокой скоростью. Единственная проблема в том, что транспортные средства и машины, которыми они управляют, должны работают на самых разных скоростях и иногда должны полностью остановиться.Муфты и шестерни частично решают эту проблему. (Сцепление – это механический «переключатель», который может отключить двигатель от машины это движение, а шестерня — это пара сблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (крутящую силу) машины, поэтому он может двигаться быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с той же скоростью.) Но чего не могут муфты и шестерни, так это экономить энергию, которую вы тратите впустую. когда вы тормозите и дать его снова позже. Это работа для маховика!

Что такое маховик?

Маховик — это, по сути, очень тяжелое колесо, которое требуется много сил, чтобы вращаться вокруг.может быть большого диаметра колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра, сделанный из чего-то вроде углеродного волокна составной. В любом случае, это колесо, которое нужно крутить. очень трудно заставить его крутиться. Так же, как маховику нужно много сила, чтобы запустить его, поэтому требуется много силы, чтобы заставить его остановиться. Так как в результате, когда он вращается на высокой скорости, он, как правило, хочет продолжайте вращаться (мы говорим, что у него большой угловой момент), что означает, что он может хранить большое количество кинетической энергии.Вы можете думать об этом как о своего рода «механическая батарея», но она хранит энергию в форме движения (кинетическую энергию, другими словами), а не энергию, запасенную в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясняемые в поле ниже, но вы можете пропустить их, если вам это неинтересно или вы знаете про них уже) расскажите что колеса большого диаметра и тяжелые хранят больше энергии, чем меньшие и легкие колеса, в то время как маховики которые быстрее вращаются, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широких и тяжелых стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактный и изготавливается из углеродного волокна или композитных материалов, иногда со стальными ободами, которые работают, возможно, на четверть тяжелее.

Физика маховиков

Вещи, движущиеся по прямой линии, имеют импульс (своего рода «сила» движения) и кинетическая энергия (энергия движения) потому что у них есть масса (сколько «материала» они содержат) и скорость (насколько быстро они движутся).в Точно так же вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что они то, что называется моментом инерции (сколько они «вещи» из и как она распределяется) и угловая скорость (как быстро они вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость подобна обычной скорость только при движении по кругу.

Точно так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется следующим уравнением:

Е = ½mv2

(где m — масса, а v — скорость), поэтому эквивалентное кинетическое энергия вращающегося объекта определяется следующим образом:

Е = ½Iω2

(где I — момент инерции, ω — угловая скорость).

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и запутанно, но его гораздо легче понять, чем вы могли бы думать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и импульса эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько у него фактической массы, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка он крутится вокруг. Чем дальше от центра масса, тем большее влияние она оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта, и мы определяем это количественно, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Итак, большого диаметра, легкие, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокую момент инерции, чем у цельного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса находится дальше от точки вращения.

Законы сохранения

Законы сохранения энергии и Закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам точно так же, как они применяются к объектам, движущимся по прямой линии. Итак, что-то, что вращается с определенное количество энергии и углового момента (вращающийся эквивалент обычного, прямолинейного, линейного импульса) сохраняет свою угловой момент, если только сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет его.Этот закон называется сохранением углового импульс.

Когда фигурист вытягивает руки, часть их масса находится дальше от центра их тела (точки вращения) поэтому они имеют более высокий момент инерции. Если они быстро вращаются раскинув руки, но затем внезапно свести их к центр, они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит об их полном угловом моменте должны оставаться прежними, и это может произойти только в том случае, если они ускорят вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить темп, когда они кладут свои снова руки вверх).

Artwork: если вы вращаетесь медленно (стоя на проигрывателе без двигателя или сидя на офисном стуле) и быстро сводите руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставить его неизменным).

Какая конструкция маховика лучше?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (большая масса или масса расположена дальше от ее центра) или если он вращается с большей скоростью.А так как кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы можно увидеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обода, который в два раза тяжелее (в два раза больше его момента инерции), он будет хранить в два раза больше энергии при вращении с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (в два раза быстрее, чем угловая скорость), вы в четыре раза увеличите количество хранящейся в нем энергии.Вот почему разработчики маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, высокоскоростные маховики также более практичным в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила, действующая на маховик, увеличивается с увеличением скорости, а энергия, которую может накопить колесо, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: раскрутить маховик слишком быстро, и вы, в конце концов, достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки.Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут вращаться быстрее всего без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, углеродные композиты, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые из них специально разработаны для безопасного разбивания на мелкие осколки, если они вращаются слишком быстро.

Произведения искусства: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, и фиксированный момент инерции — или нет? Эта оригинальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запаса энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в действие нагрузку (оранжевый, слева) через ось (желтый) и систему шкивов (серый). При изменении скорости оси центробежный регулятор (темно-синий) и электрическая цепь (вверху справа) включают или выключают небольшой электродвигатель (розовый), перемещая рычаг (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычаг ( синий), поэтому маховик (красный) складывается или раскладывается по мере необходимости. Из патента США 2 914 962: Система маховика Бертрама Шмидта, опубликованного 1 декабря 1959 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как маховик может сохранить свою энергию?

Фото: Маховики со временем перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипниках с очень низким коэффициентом трения, они будут сохранять свою энергию в течение нескольких дней. Этот экспериментальный маховик использует сверхпроводящий подшипник без трения и вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото предоставлено Министерством энергетики США/Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет стремиться продолжать движение, если на него не действует сила.Поэтому вы можете подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема в том, что маховики крутятся на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть и другая проблема: когда маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или лобовое сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы за счет установки на подшипники и запечатаны внутри металлических цилиндров, чтобы они не теряли столько энергия на трение и сопротивление воздуха, как это сделали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они вращаются почти полностью без трение) и герметизированы внутри вакуумных камер (чтобы не было потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже на колесо не похож! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков, если ротор сломается. К таким маховикам прикреплен электродвигатель и/или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Рассмотрим что-то вроде старомодного пара. тяговый двигатель — по сути, тяжелый старый трактор с паровой двигатель, работающий не по рельсам, а по дороге. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателем производство мощности и колеса, которые принимают эту мощность и перемещение двигателя по дороге. Далее, допустим, маховик имеет муфты, поэтому его можно подключать или отключать от паровой двигатель, ведущие колеса или и то, и другое.Маховик может сделать три очень полезные работы для нас.

Во-первых, если паровая машина периодически вырабатывает мощность (возможно, потому, что у нее только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, которую получают колеса. Таким образом, в то время как цилиндр двигателя может увеличивать мощность маховика каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика при устойчивом, постоянном скорости — и двигатель будет катиться плавно, а не дергаться в подходит и запускается (как это могло бы быть, если бы он приводился в действие непосредственно поршнем и цилиндр).

Во-вторых, маховик можно использовать для замедления транспортное средство, как тормоз, но тормоз, который поглощает энергию транспортного средства вместо того, чтобы тратить его, как обычный тормоз. Предположим, вы за рулем тяговый двигатель по улице, и вы вдруг хотите остановиться. Ты мог отключить паровую машину с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы тормозить. При этом энергия будет передаваться от автомобиля к маховику, который бы набирал скорость и сохранял спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью остановиться.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы будете использовать сцепление, чтобы снова соедините маховик с ведущими колесами, чтобы маховик отдавать большую часть мощности двигателя, которую он поглощал во время торможения.

В-третьих, маховик можно использовать для обеспечения временного дополнительная мощность, когда двигатель не может произвести достаточно. Предположим, вы хотите обогнать медлительную лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному двигатель или колеса. Когда вы снова подключите его к колесам, это как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это работает только временно, однако, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна оторваться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Можно утверждать, что маховики — одно из древнейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они имели высокий момент инерции, работали как маховики, независимо от того, были ли они предназначены для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая древняя из существующих форм колеса — даже старше, чем колеса используемый в транспортировке) зависит от того, что его поворотный стол является прочным и тяжелым (или имеет тяжелый обод), поэтому он имеет высокий момент инерции, благодаря которому он вращается сам по себе в то время как вы формируете глину сверху руками.Водяные колеса, которые вырабатывают энергию из рек и ручьев, также сконструированы как маховики, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и приводит в движение мельницы с постоянной скоростью. Такие водяные колеса стали популярными начиная с римских времен.

Фото: водяные колеса используют простой принцип маховика, чтобы поддерживать вращение с постоянной скоростью. Это модель водяного колеса с недоливом (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики датируются промышленным производством. революции и используются в таких вещах, как фабричные паровые двигатели и тяговые двигатели. Посмотрите внимательно почти на любой заводской станок из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и крутятся на высоких скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть изготовлены с высокой точностью, так как, если они даже немного неуравновешены, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность железа и стали во времена Промышленная революция позволила создавать качественные, высокопроизводительные прецизионные маховики, которые играли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и эффективно.

После работы пионеров электротехники 19-го века, таких как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре широко доступны для вождения заводских машин, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, паровые машины, работающие на угле. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания, работающие от бензин, дизель и керосин.Маховики, как правило, были большими и тяжелыми. не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховика несколько упала на на обочину по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова набрал обороты, в основном потому, что люди стали более обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию — и маховики очень хорошо умеют это делать.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как М.А.Н. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как автожиры. Основная идея состоит в том, чтобы установить тяжелый стальной маховик (около 60 см или пару футов в диаметре, вращающийся со скоростью около 10 000 об/мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Всякий раз, когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощая кинетическую энергию и замедляя транспортное средство.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается свою энергию к трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные, маховиковые тормоза, что может дать общую экономию энергии, возможно, на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстро вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо аккумуляторов. Одним из больших преимуществ этого было бы то, что маховики может потенциально длиться в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые, вероятно, нужна очень дорогая замена, возможно, через десять лет или около того.

Фото: Современный маховик, разработанный НАСА для использования в космосе. Обратите внимание, как серебристый центр колеса это в основном пустое пространство и спицы, а масса колеса сосредоточена вокруг обода. Это дает колесу то, что известен как высокий момент инерции (более подробно объяснено ниже) и позволяет ему накапливать больше энергии. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

За последние несколько лет гоночные автомобили Формулы 1 также использовал маховики, хотя больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Кинетическая энергия). Recovery System) и состоит из очень компактного, очень высокоскоростного маховика. (вращается со скоростью 64 000 об/мин), который поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла во время торможения. Водитель может щелкнуть переключателем на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, давая кратковременный прирост скорости, когда для ускорения нужна дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил водителя, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, как в гибридных автомобилях.)

Фото: Передовой маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и высвобождать кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Так же, как и маховики — в виде водяные колеса — сыграли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один сложностей с силовыми установками (и уж тем более с виды возобновляемой энергии, такие как энергия ветра и солнца) заключается в том, что они не обязательно производить электричество постоянно или таким образом, чтобы точно соответствует росту и падению спроса в течение день. Связанная с этим проблема заключается в том, что производить электричество гораздо проще, чем его заключается в том, чтобы хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Временами, когда предложение электроэнергии больше, чем спрос (например, ночью или в выходные дни) электростанции могут кормить свою избыточную энергию в огромные маховики, которые будут запасать ее периоды от минут до часов и время от времени выпускать его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании Компания Beacon Power впервые применила маховики для обеспечения накопления энергии до 20 мегаватт для удовлетворения временных пиковых нагрузок. спрос. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, для обеспечить аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики представляют собой относительно простую технологию с много плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторы: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (до сих пор в эксплуатации находится много рабочих маховиков, датируемых промышленная революция), экологичны (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химических веществ, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают скорость (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективны (возможно, 80 процентов или более) и занимают меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, водохранилища).

Фото: Маховики — отличная альтернатива батареям. Здесь маховик (справа) используется для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Электричество от панели приводит в действие электродвигатель/генератор, который раскручивает маховик до нужной скорости. Когда электричество необходимо, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/NREL

.

Самый большой недостаток маховиков (конечно если речь идет о транспортных средствах) — это дополнительный вес. Полный KERS Формулы 1 система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к весу автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы-1) заключается в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущейся машины будет вести себя как гироскоп, сопротивляться изменениям в его направлении и потенциально воздействовать на управления транспортным средством (хотя есть различные решения, включая установку маховиков на шарнирах, таких как корабельный компас).А еще одна трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются на очень высоких скоростях, что может вызвать чтобы они разбились и разлетелись на осколки. Это действует как предел с какой скоростью могут вращаться маховики и, следовательно, какую энергию они может хранить. В то время как традиционные колеса были сделаны из стали и вращались вокруг на открытом воздухе, современные скорее используют высокоэффективные композиты или керамика и быть запечатаны внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергии без ущерба для безопасности.

Как маховики накапливают энергию?

Стоп… старт… стоп… старт — это не способ водить машину! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете транспортное средство или машину, вы тратит впустую импульс, который он создал заранее, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Не было бы лучше, если бы вы могли каким-то образом сохранить эту энергию, когда вы остановлен и получить его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать для вас.Впервые использован в гончарные круги, которые в то время пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики в настоящее время делают возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и растения. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Старый маховик парового двигателя в Музее науки и промышленности Think Tank в Бирмингеме, Англия. Маховик представляет собой колесо со спицами сзади. Обратите внимание, что это в основном пустое пространство с длинными спицами и большим тяжелым ободом.

Зачем нужны маховики

Фото: Типовой маховик газоперекачивающего двигателя. Маховик — большее из двух черных колес с тяжелым черным ободом в центре. Это один из многих захватывающих двигателей, которые вы можете увидеть в Think Tank, музее науки в Бирмингеме, Англия.

Двигатели счастливы и наиболее эффективны когда они производят энергию с постоянной, относительно высокой скоростью. Единственная проблема в том, что транспортные средства и машины, которыми они управляют, должны работают на самых разных скоростях и иногда должны полностью остановиться.Муфты и шестерни частично решают эту проблему. (Сцепление – это механический «переключатель», который может отключить двигатель от машины это движение, а шестерня — это пара сблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (крутящую силу) машины, поэтому он может двигаться быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с той же скоростью.) Но чего не могут муфты и шестерни, так это экономить энергию, которую вы тратите впустую. когда вы тормозите и дать его снова позже. Это работа для маховика!

Что такое маховик?

Маховик — это, по сути, очень тяжелое колесо, которое требуется много сил, чтобы вращаться вокруг.может быть большого диаметра колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра, сделанный из чего-то вроде углеродного волокна составной. В любом случае, это колесо, которое нужно крутить. очень трудно заставить его крутиться. Так же, как маховику нужно много сила, чтобы запустить его, поэтому требуется много силы, чтобы заставить его остановиться. Так как в результате, когда он вращается на высокой скорости, он, как правило, хочет продолжайте вращаться (мы говорим, что у него большой угловой момент), что означает, что он может хранить большое количество кинетической энергии.Вы можете думать об этом как о своего рода «механическая батарея», но она хранит энергию в форме движения (кинетическую энергию, другими словами), а не энергию, запасенную в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясняемые в поле ниже, но вы можете пропустить их, если вам это неинтересно или вы знаете про них уже) расскажите что колеса большого диаметра и тяжелые хранят больше энергии, чем меньшие и легкие колеса, в то время как маховики которые быстрее вращаются, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широких и тяжелых стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактный и изготавливается из углеродного волокна или композитных материалов, иногда со стальными ободами, которые работают, возможно, на четверть тяжелее.

Физика маховиков

Вещи, движущиеся по прямой линии, имеют импульс (своего рода «сила» движения) и кинетическая энергия (энергия движения) потому что у них есть масса (сколько «материала» они содержат) и скорость (насколько быстро они движутся).в Точно так же вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что они то, что называется моментом инерции (сколько они «вещи» из и как она распределяется) и угловая скорость (как быстро они вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость подобна обычной скорость только при движении по кругу.

Точно так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется следующим уравнением:

Е = ½mv2

(где m — масса, а v — скорость), поэтому эквивалентное кинетическое энергия вращающегося объекта определяется следующим образом:

Е = ½Iω2

(где I — момент инерции, ω — угловая скорость).

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и запутанно, но его гораздо легче понять, чем вы могли бы думать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и импульса эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько у него фактической массы, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка он крутится вокруг. Чем дальше от центра масса, тем большее влияние она оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта, и мы определяем это количественно, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Итак, большого диаметра, легкие, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокую момент инерции, чем у цельного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса находится дальше от точки вращения.

Законы сохранения

Законы сохранения энергии и Закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам точно так же, как они применяются к объектам, движущимся по прямой линии. Итак, что-то, что вращается с определенное количество энергии и углового момента (вращающийся эквивалент обычного, прямолинейного, линейного импульса) сохраняет свою угловой момент, если только сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет его.Этот закон называется сохранением углового импульс.

Когда фигурист вытягивает руки, часть их масса находится дальше от центра их тела (точки вращения) поэтому они имеют более высокий момент инерции. Если они быстро вращаются раскинув руки, но затем внезапно свести их к центр, они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит об их полном угловом моменте должны оставаться прежними, и это может произойти только в том случае, если они ускорят вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить темп, когда они кладут свои снова руки вверх).

Artwork: если вы вращаетесь медленно (стоя на проигрывателе без двигателя или сидя на офисном стуле) и быстро сводите руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставить его неизменным).

Какая конструкция маховика лучше?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (большая масса или масса расположена дальше от ее центра) или если он вращается с большей скоростью.А так как кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы можно увидеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обода, который в два раза тяжелее (в два раза больше его момента инерции), он будет хранить в два раза больше энергии при вращении с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (в два раза быстрее, чем угловая скорость), вы в четыре раза увеличите количество хранящейся в нем энергии.Вот почему разработчики маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, высокоскоростные маховики также более практичным в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила, действующая на маховик, увеличивается с увеличением скорости, а энергия, которую может накопить колесо, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: раскрутить маховик слишком быстро, и вы, в конце концов, достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки.Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут вращаться быстрее всего без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, углеродные композиты, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые из них специально разработаны для безопасного разбивания на мелкие осколки, если они вращаются слишком быстро.

Произведения искусства: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, и фиксированный момент инерции — или нет? Эта оригинальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запаса энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в действие нагрузку (оранжевый, слева) через ось (желтый) и систему шкивов (серый). При изменении скорости оси центробежный регулятор (темно-синий) и электрическая цепь (вверху справа) включают или выключают небольшой электродвигатель (розовый), перемещая рычаг (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычаг ( синий), поэтому маховик (красный) складывается или раскладывается по мере необходимости. Из патента США 2 914 962: Система маховика Бертрама Шмидта, опубликованного 1 декабря 1959 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как маховик может сохранить свою энергию?

Фото: Маховики со временем перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипниках с очень низким коэффициентом трения, они будут сохранять свою энергию в течение нескольких дней. Этот экспериментальный маховик использует сверхпроводящий подшипник без трения и вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото предоставлено Министерством энергетики США/Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет стремиться продолжать движение, если на него не действует сила.Поэтому вы можете подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема в том, что маховики крутятся на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть и другая проблема: когда маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или лобовое сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы за счет установки на подшипники и запечатаны внутри металлических цилиндров, чтобы они не теряли столько энергия на трение и сопротивление воздуха, как это сделали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они вращаются почти полностью без трение) и герметизированы внутри вакуумных камер (чтобы не было потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже на колесо не похож! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков, если ротор сломается. К таким маховикам прикреплен электродвигатель и/или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Рассмотрим что-то вроде старомодного пара. тяговый двигатель — по сути, тяжелый старый трактор с паровой двигатель, работающий не по рельсам, а по дороге. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателем производство мощности и колеса, которые принимают эту мощность и перемещение двигателя по дороге. Далее, допустим, маховик имеет муфты, поэтому его можно подключать или отключать от паровой двигатель, ведущие колеса или и то, и другое.Маховик может сделать три очень полезные работы для нас.

Во-первых, если паровая машина периодически вырабатывает мощность (возможно, потому, что у нее только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, которую получают колеса. Таким образом, в то время как цилиндр двигателя может увеличивать мощность маховика каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика при устойчивом, постоянном скорости — и двигатель будет катиться плавно, а не дергаться в подходит и запускается (как это могло бы быть, если бы он приводился в действие непосредственно поршнем и цилиндр).

Во-вторых, маховик можно использовать для замедления транспортное средство, как тормоз, но тормоз, который поглощает энергию транспортного средства вместо того, чтобы тратить его, как обычный тормоз. Предположим, вы за рулем тяговый двигатель по улице, и вы вдруг хотите остановиться. Ты мог отключить паровую машину с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы тормозить. При этом энергия будет передаваться от автомобиля к маховику, который бы набирал скорость и сохранял спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью остановиться.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы будете использовать сцепление, чтобы снова соедините маховик с ведущими колесами, чтобы маховик отдавать большую часть мощности двигателя, которую он поглощал во время торможения.

В-третьих, маховик можно использовать для обеспечения временного дополнительная мощность, когда двигатель не может произвести достаточно. Предположим, вы хотите обогнать медлительную лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному двигатель или колеса. Когда вы снова подключите его к колесам, это как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это работает только временно, однако, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна оторваться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Можно утверждать, что маховики — одно из древнейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они имели высокий момент инерции, работали как маховики, независимо от того, были ли они предназначены для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая древняя из существующих форм колеса — даже старше, чем колеса используемый в транспортировке) зависит от того, что его поворотный стол является прочным и тяжелым (или имеет тяжелый обод), поэтому он имеет высокий момент инерции, благодаря которому он вращается сам по себе в то время как вы формируете глину сверху руками.Водяные колеса, которые вырабатывают энергию из рек и ручьев, также сконструированы как маховики, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и приводит в движение мельницы с постоянной скоростью. Такие водяные колеса стали популярными начиная с римских времен.

Фото: водяные колеса используют простой принцип маховика, чтобы поддерживать вращение с постоянной скоростью. Это модель водяного колеса с недоливом (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики датируются промышленным производством. революции и используются в таких вещах, как фабричные паровые двигатели и тяговые двигатели. Посмотрите внимательно почти на любой заводской станок из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и крутятся на высоких скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть изготовлены с высокой точностью, так как, если они даже немного неуравновешены, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность железа и стали во времена Промышленная революция позволила создавать качественные, высокопроизводительные прецизионные маховики, которые играли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и эффективно.

После работы пионеров электротехники 19-го века, таких как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре широко доступны для вождения заводских машин, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, паровые машины, работающие на угле. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания, работающие от бензин, дизель и керосин.Маховики, как правило, были большими и тяжелыми. не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховика несколько упала на на обочину по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова набрал обороты, в основном потому, что люди стали более обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию — и маховики очень хорошо умеют это делать.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как М.А.Н. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как автожиры. Основная идея состоит в том, чтобы установить тяжелый стальной маховик (около 60 см или пару футов в диаметре, вращающийся со скоростью около 10 000 об/мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Всякий раз, когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощая кинетическую энергию и замедляя транспортное средство.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается свою энергию к трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные, маховиковые тормоза, что может дать общую экономию энергии, возможно, на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстро вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо аккумуляторов. Одним из больших преимуществ этого было бы то, что маховики может потенциально длиться в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые, вероятно, нужна очень дорогая замена, возможно, через десять лет или около того.

Фото: Современный маховик, разработанный НАСА для использования в космосе. Обратите внимание, как серебристый центр колеса это в основном пустое пространство и спицы, а масса колеса сосредоточена вокруг обода. Это дает колесу то, что известен как высокий момент инерции (более подробно объяснено ниже) и позволяет ему накапливать больше энергии. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

За последние несколько лет гоночные автомобили Формулы 1 также использовал маховики, хотя больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Кинетическая энергия). Recovery System) и состоит из очень компактного, очень высокоскоростного маховика. (вращается со скоростью 64 000 об/мин), который поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла во время торможения. Водитель может щелкнуть переключателем на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, давая кратковременный прирост скорости, когда для ускорения нужна дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил водителя, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, как в гибридных автомобилях.)

Фото: Передовой маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и высвобождать кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Так же, как и маховики — в виде водяные колеса — сыграли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один сложностей с силовыми установками (и уж тем более с виды возобновляемой энергии, такие как энергия ветра и солнца) заключается в том, что они не обязательно производить электричество постоянно или таким образом, чтобы точно соответствует росту и падению спроса в течение день. Связанная с этим проблема заключается в том, что производить электричество гораздо проще, чем его заключается в том, чтобы хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Временами, когда предложение электроэнергии больше, чем спрос (например, ночью или в выходные дни) электростанции могут кормить свою избыточную энергию в огромные маховики, которые будут запасать ее периоды от минут до часов и время от времени выпускать его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании Компания Beacon Power впервые применила маховики для обеспечения накопления энергии до 20 мегаватт для удовлетворения временных пиковых нагрузок. спрос. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, для обеспечить аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики представляют собой относительно простую технологию с много плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторы: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (до сих пор в эксплуатации находится много рабочих маховиков, датируемых промышленная революция), экологичны (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химических веществ, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают скорость (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективны (возможно, 80 процентов или более) и занимают меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, водохранилища).

Фото: Маховики — отличная альтернатива батареям. Здесь маховик (справа) используется для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Электричество от панели приводит в действие электродвигатель/генератор, который раскручивает маховик до нужной скорости. Когда электричество необходимо, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/NREL

.

Самый большой недостаток маховиков (конечно если речь идет о транспортных средствах) — это дополнительный вес. Полный KERS Формулы 1 система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к весу автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы-1) заключается в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущейся машины будет вести себя как гироскоп, сопротивляться изменениям в его направлении и потенциально воздействовать на управления транспортным средством (хотя есть различные решения, включая установку маховиков на шарнирах, таких как корабельный компас).А еще одна трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются на очень высоких скоростях, что может вызвать чтобы они разбились и разлетелись на осколки. Это действует как предел с какой скоростью могут вращаться маховики и, следовательно, какую энергию они может хранить. В то время как традиционные колеса были сделаны из стали и вращались вокруг на открытом воздухе, современные скорее используют высокоэффективные композиты или керамика и быть запечатаны внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергии без ущерба для безопасности.

Как маховики накапливают энергию?

Стоп… старт… стоп… старт — это не способ водить машину! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете транспортное средство или машину, вы тратит впустую импульс, который он создал заранее, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Не было бы лучше, если бы вы могли каким-то образом сохранить эту энергию, когда вы остановлен и получить его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать для вас.Впервые использован в гончарные круги, которые в то время пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики в настоящее время делают возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и растения. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Старый маховик парового двигателя в Музее науки и промышленности Think Tank в Бирмингеме, Англия. Маховик представляет собой колесо со спицами сзади. Обратите внимание, что это в основном пустое пространство с длинными спицами и большим тяжелым ободом.

Зачем нужны маховики

Фото: Типовой маховик газоперекачивающего двигателя. Маховик — большее из двух черных колес с тяжелым черным ободом в центре. Это один из многих захватывающих двигателей, которые вы можете увидеть в Think Tank, музее науки в Бирмингеме, Англия.

Двигатели счастливы и наиболее эффективны когда они производят энергию с постоянной, относительно высокой скоростью. Единственная проблема в том, что транспортные средства и машины, которыми они управляют, должны работают на самых разных скоростях и иногда должны полностью остановиться.Муфты и шестерни частично решают эту проблему. (Сцепление – это механический «переключатель», который может отключить двигатель от машины это движение, а шестерня — это пара сблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (крутящую силу) машины, поэтому он может двигаться быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с той же скоростью.) Но чего не могут муфты и шестерни, так это экономить энергию, которую вы тратите впустую. когда вы тормозите и дать его снова позже. Это работа для маховика!

Что такое маховик?

Маховик — это, по сути, очень тяжелое колесо, которое требуется много сил, чтобы вращаться вокруг.может быть большого диаметра колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра, сделанный из чего-то вроде углеродного волокна составной. В любом случае, это колесо, которое нужно крутить. очень трудно заставить его крутиться. Так же, как маховику нужно много сила, чтобы запустить его, поэтому требуется много силы, чтобы заставить его остановиться. Так как в результате, когда он вращается на высокой скорости, он, как правило, хочет продолжайте вращаться (мы говорим, что у него большой угловой момент), что означает, что он может хранить большое количество кинетической энергии.Вы можете думать об этом как о своего рода «механическая батарея», но она хранит энергию в форме движения (кинетическую энергию, другими словами), а не энергию, запасенную в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясняемые в поле ниже, но вы можете пропустить их, если вам это неинтересно или вы знаете про них уже) расскажите что колеса большого диаметра и тяжелые хранят больше энергии, чем меньшие и легкие колеса, в то время как маховики которые быстрее вращаются, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широких и тяжелых стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактный и изготавливается из углеродного волокна или композитных материалов, иногда со стальными ободами, которые работают, возможно, на четверть тяжелее.

Физика маховиков

Вещи, движущиеся по прямой линии, имеют импульс (своего рода «сила» движения) и кинетическая энергия (энергия движения) потому что у них есть масса (сколько «материала» они содержат) и скорость (насколько быстро они движутся).в Точно так же вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что они то, что называется моментом инерции (сколько они «вещи» из и как она распределяется) и угловая скорость (как быстро они вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость подобна обычной скорость только при движении по кругу.

Точно так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется следующим уравнением:

Е = ½mv2

(где m — масса, а v — скорость), поэтому эквивалентное кинетическое энергия вращающегося объекта определяется следующим образом:

Е = ½Iω2

(где I — момент инерции, ω — угловая скорость).

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и запутанно, но его гораздо легче понять, чем вы могли бы думать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и импульса эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько у него фактической массы, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка он крутится вокруг. Чем дальше от центра масса, тем большее влияние она оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта, и мы определяем это количественно, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Итак, большого диаметра, легкие, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокую момент инерции, чем у цельного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса находится дальше от точки вращения.

Законы сохранения

Законы сохранения энергии и Закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам точно так же, как они применяются к объектам, движущимся по прямой линии. Итак, что-то, что вращается с определенное количество энергии и углового момента (вращающийся эквивалент обычного, прямолинейного, линейного импульса) сохраняет свою угловой момент, если только сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет его.Этот закон называется сохранением углового импульс.

Когда фигурист вытягивает руки, часть их масса находится дальше от центра их тела (точки вращения) поэтому они имеют более высокий момент инерции. Если они быстро вращаются раскинув руки, но затем внезапно свести их к центр, они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит об их полном угловом моменте должны оставаться прежними, и это может произойти только в том случае, если они ускорят вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить темп, когда они кладут свои снова руки вверх).

Artwork: если вы вращаетесь медленно (стоя на проигрывателе без двигателя или сидя на офисном стуле) и быстро сводите руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставить его неизменным).

Какая конструкция маховика лучше?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (большая масса или масса расположена дальше от ее центра) или если он вращается с большей скоростью.А так как кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы можно увидеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обода, который в два раза тяжелее (в два раза больше его момента инерции), он будет хранить в два раза больше энергии при вращении с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (в два раза быстрее, чем угловая скорость), вы в четыре раза увеличите количество хранящейся в нем энергии.Вот почему разработчики маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, высокоскоростные маховики также более практичным в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила, действующая на маховик, увеличивается с увеличением скорости, а энергия, которую может накопить колесо, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: раскрутить маховик слишком быстро, и вы, в конце концов, достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки.Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут вращаться быстрее всего без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, углеродные композиты, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые из них специально разработаны для безопасного разбивания на мелкие осколки, если они вращаются слишком быстро.

Произведения искусства: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, и фиксированный момент инерции — или нет? Эта оригинальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запаса энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в действие нагрузку (оранжевый, слева) через ось (желтый) и систему шкивов (серый). При изменении скорости оси центробежный регулятор (темно-синий) и электрическая цепь (вверху справа) включают или выключают небольшой электродвигатель (розовый), перемещая рычаг (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычаг ( синий), поэтому маховик (красный) складывается или раскладывается по мере необходимости. Из патента США 2 914 962: Система маховика Бертрама Шмидта, опубликованного 1 декабря 1959 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как маховик может сохранить свою энергию?

Фото: Маховики со временем перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипниках с очень низким коэффициентом трения, они будут сохранять свою энергию в течение нескольких дней. Этот экспериментальный маховик использует сверхпроводящий подшипник без трения и вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото предоставлено Министерством энергетики США/Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет стремиться продолжать движение, если на него не действует сила.Поэтому вы можете подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема в том, что маховики крутятся на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть и другая проблема: когда маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или лобовое сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы за счет установки на подшипники и запечатаны внутри металлических цилиндров, чтобы они не теряли столько энергия на трение и сопротивление воздуха, как это сделали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они вращаются почти полностью без трение) и герметизированы внутри вакуумных камер (чтобы не было потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже на колесо не похож! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков, если ротор сломается. К таким маховикам прикреплен электродвигатель и/или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо.Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Рассмотрим что-то вроде старомодного пара. тяговый двигатель — по сути, тяжелый старый трактор с паровой двигатель, работающий не по рельсам, а по дороге. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателем производство мощности и колеса, которые принимают эту мощность и перемещение двигателя по дороге. Далее, допустим, маховик имеет муфты, поэтому его можно подключать или отключать от паровой двигатель, ведущие колеса или и то, и другое.Маховик может сделать три очень полезные работы для нас.

Во-первых, если паровая машина периодически вырабатывает мощность (возможно, потому, что у нее только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, которую получают колеса. Таким образом, в то время как цилиндр двигателя может увеличивать мощность маховика каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика при устойчивом, постоянном скорости — и двигатель будет катиться плавно, а не дергаться в подходит и запускается (как это могло бы быть, если бы он приводился в действие непосредственно поршнем и цилиндр).

Во-вторых, маховик можно использовать для замедления транспортное средство, как тормоз, но тормоз, который поглощает энергию транспортного средства вместо того, чтобы тратить его, как обычный тормоз. Предположим, вы за рулем тяговый двигатель по улице, и вы вдруг хотите остановиться. Ты мог отключить паровую машину с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы тормозить. При этом энергия будет передаваться от автомобиля к маховику, который бы набирал скорость и сохранял спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью остановиться.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы будете использовать сцепление, чтобы снова соедините маховик с ведущими колесами, чтобы маховик отдавать большую часть мощности двигателя, которую он поглощал во время торможения.

В-третьих, маховик можно использовать для обеспечения временного дополнительная мощность, когда двигатель не может произвести достаточно. Предположим, вы хотите обогнать медлительную лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному двигатель или колеса. Когда вы снова подключите его к колесам, это как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это работает только временно, однако, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна оторваться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Можно утверждать, что маховики — одно из древнейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они имели высокий момент инерции, работали как маховики, независимо от того, были ли они предназначены для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая древняя из существующих форм колеса — даже старше, чем колеса используемый в транспортировке) зависит от того, что его поворотный стол является прочным и тяжелым (или имеет тяжелый обод), поэтому он имеет высокий момент инерции, благодаря которому он вращается сам по себе в то время как вы формируете глину сверху руками.Водяные колеса, которые вырабатывают энергию из рек и ручьев, также сконструированы как маховики, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и приводит в движение мельницы с постоянной скоростью. Такие водяные колеса стали популярными начиная с римских времен.

Фото: водяные колеса используют простой принцип маховика, чтобы поддерживать вращение с постоянной скоростью. Это модель водяного колеса с недоливом (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики датируются промышленным производством. революции и используются в таких вещах, как фабричные паровые двигатели и тяговые двигатели. Посмотрите внимательно почти на любой заводской станок из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и крутятся на высоких скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть изготовлены с высокой точностью, так как, если они даже немного неуравновешены, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность железа и стали во времена Промышленная революция позволила создавать качественные, высокопроизводительные прецизионные маховики, которые играли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и эффективно.

После работы пионеров электротехники 19-го века, таких как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре широко доступны для вождения заводских машин, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, паровые машины, работающие на угле. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания, работающие от бензин, дизель и керосин.Маховики, как правило, были большими и тяжелыми. не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховика несколько упала на на обочину по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова набрал обороты, в основном потому, что люди стали более обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию — и маховики очень хорошо умеют это делать.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как М.А.Н. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как автожиры. Основная идея состоит в том, чтобы установить тяжелый стальной маховик (около 60 см или пару футов в диаметре, вращающийся со скоростью около 10 000 об/мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Всякий раз, когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощая кинетическую энергию и замедляя транспортное средство.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается свою энергию к трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные, маховиковые тормоза, что может дать общую экономию энергии, возможно, на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстро вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо аккумуляторов. Одним из больших преимуществ этого было бы то, что маховики может потенциально длиться в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые, вероятно, нужна очень дорогая замена, возможно, через десять лет или около того.

Фото: Современный маховик, разработанный НАСА для использования в космосе. Обратите внимание, как серебристый центр колеса это в основном пустое пространство и спицы, а масса колеса сосредоточена вокруг обода. Это дает колесу то, что известен как высокий момент инерции (более подробно объяснено ниже) и позволяет ему накапливать больше энергии. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

За последние несколько лет гоночные автомобили Формулы 1 также использовал маховики, хотя больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Кинетическая энергия). Recovery System) и состоит из очень компактного, очень высокоскоростного маховика. (вращается со скоростью 64 000 об/мин), который поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла во время торможения. Водитель может щелкнуть переключателем на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, давая кратковременный прирост скорости, когда для ускорения нужна дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил водителя, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, как в гибридных автомобилях.)

Фото: Передовой маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и высвобождать кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Так же, как и маховики — в виде водяные колеса — сыграли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один сложностей с силовыми установками (и уж тем более с виды возобновляемой энергии, такие как энергия ветра и солнца) заключается в том, что они не обязательно производить электричество постоянно или таким образом, чтобы точно соответствует росту и падению спроса в течение день. Связанная с этим проблема заключается в том, что производить электричество гораздо проще, чем его заключается в том, чтобы хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Временами, когда предложение электроэнергии больше, чем спрос (например, ночью или в выходные дни) электростанции могут кормить свою избыточную энергию в огромные маховики, которые будут запасать ее периоды от минут до часов и время от времени выпускать его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании Компания Beacon Power впервые применила маховики для обеспечения накопления энергии до 20 мегаватт для удовлетворения временных пиковых нагрузок. спрос. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, для обеспечить аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики представляют собой относительно простую технологию с много плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторы: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (до сих пор в эксплуатации находится много рабочих маховиков, датируемых промышленная революция), экологичны (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химических веществ, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают скорость (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективны (возможно, 80 процентов или более) и занимают меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, водохранилища).

Фото: Маховики — отличная альтернатива батареям. Здесь маховик (справа) используется для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Электричество от панели приводит в действие электродвигатель/генератор, который раскручивает маховик до нужной скорости. Когда электричество необходимо, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/NREL

.

Самый большой недостаток маховиков (конечно если речь идет о транспортных средствах) — это дополнительный вес. Полный KERS Формулы 1 система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к весу автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы-1) заключается в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущейся машины будет вести себя как гироскоп, сопротивляться изменениям в его направлении и потенциально воздействовать на управления транспортным средством (хотя есть различные решения, включая установку маховиков на шарнирах, таких как корабельный компас).А еще одна трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются на очень высоких скоростях, что может вызвать чтобы они разбились и разлетелись на осколки. Это действует как предел с какой скоростью могут вращаться маховики и, следовательно, какую энергию они может хранить. В то время как традиционные колеса были сделаны из стали и вращались вокруг на открытом воздухе, современные скорее используют высокоэффективные композиты или керамика и быть запечатаны внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергии без ущерба для безопасности.

Что такое маховик — Как обсудить

Что такое маховик

Что делает маховик для автомобиля? Проще говоря, руль автомобиля — это механическое устройство, способное накапливать энергию вращения. Это также помогает уменьшить вибрацию и поддерживать движение передач при включенном сцеплении.

Что делает маховик в двигателе автомобиля?

Маховик выполняет четыре основные функции (в большинстве автомобилей): Он обеспечивает вращение инерционной массы для обеспечения движения двигателя.Маховик представляет собой вращающееся механическое устройство, используемое для накопления энергии вращения. Обеспечьте постоянную мощность, когда источник питания не работает.

Каковы преимущества маховика?

  • Снижение накладных расходов
  • Большой запас энергии.
  • Высокая мощность
  • Они безопасны, надежны, энергоэффективны и долговечны.
  • Не зависит от рабочей температуры
  • Низкое и экономичное обслуживание
  • Высокая плотность энергии

Как обычно изготавливается маховик?

Маховики обычно изготавливаются методом литья, при этом литье в песчаные формы является сегодня наиболее распространенным процессом производства флаеров.В зависимости от области применения в качестве материалов используются ковкий чугун, сталь или алюминий. После литья маховик обрабатывается и полируется.

Маховик мешает вашему автомобилю завестись?

Джастин Куплер. Стартер — это электродвигатель, который вращает небольшую шестерню, после чего эта маленькая шестерня вращает маховик и двигатель. При возникновении проблем с этим процессом двигатель может вообще не запуститься. Есть несколько контрольных признаков того, что проблема со стартером или маховиком препятствует запуску вашего автомобиля или вызывает проблемы с запуском.

Что такое плохой маховик?

Одной из таких причин может быть неисправность маховика из-за теплоты трения, выделяемой в сцеплении. Неправильное использование сцепления может вызвать проблемы с маховиком. Если педаль сцепления сильно вибрирует, вероятно, маховик неисправен.

Что делает маховик для автомобильного аккумулятора

В то время как аккумулятор хранит энергию в химической форме, маховик хранит энергию в форме движения, а точнее, кинетической энергии. Маховик может накапливать больше энергии, когда он вращается с большей скоростью или имеет больший момент инерции, то есть он более громоздкий.

Как запасается энергия в маховике?

Маховик хранит энергию, используя свой момент инерции, а маховик хранит энергию в таких формулах, как энергия, запасаемая маховиком, должна быть больше, чем энергия, необходимая для выполнения хода, впуска, сжатия и выпуска.

Как работает маховик в автомобиле?

Стартер входит в зацепление со стартовым кольцом на конце маховика, заставляя двигатель проворачиваться. Что еще более важно для водителя, маховик соединяет двигатель с трансмиссией через сцепление для передачи мощности на колеса.Когда ваша нога находится на педали сцепления, диск сцепления снимается с маховика.

Можно ли сделать гибридный автомобиль с маховиками?

Гибридные автомобили можно делать с рулевыми колесами вместо аккумуляторов. В этих флайбрайдах кинетическая энергия, восстанавливаемая во время торможения, приводит в движение маховик. Восстановленная кинетическая энергия сохраняется во вращающемся колесе и снова высвобождается при ускорении.

Что делает маховик для автокресла

Маховик специально соединен с коленчатым валом автомобиля, чтобы уменьшить ощущение жесткости, вызванное небольшим дисбалансом.Включает электростартер.

Зачем нужен маховик в двигателе?

Вес маховика — это одна из настроек, которую производители двигателей используют для настройки характеристик своих двигателей для конкретных целей. Более тяжелые маховики позволяют двигателям работать с нагрузкой, которую можно остановить, поэтому автомобили, которые постоянно буксируют тяжелые прицепы, должны использовать маховик большего размера.

Где находится маховик на автомобиле?

Что такое руль в машине? Технически маховик (с механической коробкой передач) или гибкая пластина (с автоматической коробкой передач) определяется как диск, который крепится болтами к коленчатому валу в задней части двигателя.Он служит нескольким целям: Автомобиль с механической коробкой передач имеет одну из фрикционных поверхностей сцепления.

Как работает сцепление на маховике?

Вместо плавного включения сцепление «прыгает» на маховике. Сцепление продолжает сжиматься и выключаться, что звучит как заикание или вибрация при отпускании сцепления. Хотя это может случиться с любым шоу, наиболее популярно начинать с одной точки.

Что лучше иметь более тяжелый маховик или более легкий маховик?

Иногда помогает более тяжелый маховик, сообщает ItStillRuns.Если ваш автомобиль сильно загружен, например Б. при буксировке прицепа, тяжелый руль не даст вам утонуть. Однако, если целью является производительность, то лишний вес, особенно вращение лишнего веса, следует исключить. Установка более легкого руля имеет определенные недостатки.

Каково назначение маховика в автомобиле?

За счет стабилизации движения двигателя и выравнивания частоты вращения маховик снижает износ других компонентов трансмиссии.

Почему маховик вращается с той же скоростью, что и двигатель?

Это связано с тем, что при вращении коленчатого вала двигателя с той же скоростью вращается и маховик.Это, в свою очередь, является источником накопленной энергии, так что крутящий момент прикладывается сразу после запуска, когда включается сцепление.

Почему на моей машине не работает маховик?

Хотя причиной иногда является деформация маховика, дребезжание сцепления может быть трудно диагностировать, так как это часто связано с нажимным диском, диском сцепления или выжимным подшипником, изношенным, сломанным, деформированным, загрязненным моторным маслом или утечкой трансмиссии. Если воспроизведение не начинается быстро, попробуйте перезагрузить устройство.

Как работает диск сцепления на маховике?

Когда ваша нога находится на педали сцепления, диск сцепления снимается с маховика. Автомобиль можно остановить или остановить при нажатии рычага переключения передач. Однако при отпускании педали диск сцепления плотно прижимается к маховику.

Что делает маховик для названия автомобиля

Технически маховик (с механической коробкой передач) или гибкая пластина (с автоматической коробкой передач) определяется как диск, который крепится болтами к коленчатому валу в задней части двигателя.Он имеет несколько назначений: Автомобиль с механической коробкой передач имеет одну из фрикционных поверхностей сцепления.

Как используются маховики в поршневых двигателях?

Маховики часто используются для обеспечения постоянной мощности в системах, где источник питания не работает. Например, маховик используется для компенсации быстрых изменений угловой скорости коленчатого вала в поршневом двигателе.

Где находятся зубья шестерни на маховике?

Крепятся к задней части коленчатого вала между двигателем и коробкой передач.Когда они прикреплены к автоматической коробке передач, их иногда называют гибкими пластинами, и в этом случае они легче, чем маховики, используемые в механических коробках передач. Зазубренные зубья вокруг маховика помогают запустить двигатель.

Что лучше тяжелый маховик или легкий маховик?

Легкий маховик позволяет двигателю вращаться более свободно, но при низких оборотах. Большой тяжелый маховик помогает двигателю двигаться даже на низких скоростях, но он не вращается свободно (скорость уменьшается), потому что энергия, запасенная в маховике, должна рассеиваться.

Что делает маховик для автомобильной шины

В каждом автомобиле есть механическое устройство, называемое рулевым колесом. Как вы, наверное, догадались, это устройство круглой формы, похожее на колесо, с прикрепленным к коленчатому валу маховиком для сбора и сохранения его энергии вращения впрок. Например, предположим, что в какой-то момент крутящий момент двигателя недостаточен.

Что делает маховик с двигателем?

Маховик эффективно накапливает кинетическую энергию и стабилизирует вращение двигателей за счет уменьшения или увеличения скорости, что идеально подходит для вождения или сглаживания небольших неровностей двигателя.но это не помогает при резких изменениях оборотов двигателя.

Где находится маховик в автомобиле?

Маховик находится между двигателем и коробкой передач и вращается вместе с частотой вращения двигателя, обеспечивая плавную работу двигателя.

Каковы преимущества более легкого маховика?

Более легкое колесо разгружает двигатель и позволяет двигателю работать более свободно, с тем преимуществом, что двигатель может развивать большую мощность за счет меньшего веса. Вы обнаружите, что двигатель, настроенный для гонок, разгоняется и замедляется намного быстрее, чем стандартный двигатель.

Что делает маховик для двигателя автомобиля

Маховик представляет собой тяжелый металлический диск между двигателем и трансмиссией. Устанавливается в задней части коленчатого вала с помощью крепежных болтов. Он выполнен в форме монеты с шестеренками по окружности. Эти зубья шестерни предназначены для зацепления и вращения со стартером при запуске двигателя.

Что происходит, когда лопается маховик в автомобиле?

Поворот руля может иметь катастрофические последствия для велосипеда и резко сократить красную линию.Чем выше скорость, тем сильнее эффект вибрации. Неисправный маховик проталкивает металлическую циркулярную пилу сквозь станок и может травмировать оператора или пассажира.

Что маховик делает для водителя автомобиля

На рисунке 1 маховик может служить вращающимся маховиком для привода двигателя. В противном случае двигатель остановится, когда водитель отпустит педаль акселератора. 2, маховик может сбалансировать двигатель. Маховик прижат к коленчатому валу, чтобы устранить резкие ощущения, вызванные незначительным дисбалансом.

Каково назначение маховика?

Маховик выполняет три функции: основное назначение маховика — запасать кинетическую энергию и поддерживать инерцию двигателя во время его циклов. Во-вторых, маховик является частью пускового механизма двигателя.

Какова функция маховика?

Маховик представляет собой тяжелое вращающееся тело, служащее накопителем энергии. Он действует как блок питания между источником питания и машинами.Энергия, запасенная в маховике, имеет форму кинетической энергии. Функции рулевого колеса. Он используется для хранения энергии, когда она доступна, и для подачи ее, когда она необходима. Для уменьшения колебаний скорости.

Для чего нужен маховик в двигателе?

  • Сглаживание выходной мощности источника питания. Маховики используются, например, в поршневых двигателях, поскольку эффективный крутящий момент отдельных поршней непостоянен.
  • Системы накопления энергии
  • Подача питания со скоростью, превышающей мощность источника питания.
  • Проверьте центровку механической системы, гироскопа и ведущего колеса.

Как запасается энергия в маховике?

Хранение энергии на маховике — это метод накопления энергии, в котором используется быстро вращающийся маховик. Маховик, который обычно вращается в вакууме, накапливает энергию в виде энергии вращения. С помощью электродвигателя/генератора мощность можно получать из системы или подавать в систему.

Сколько труда заменить двигатель автомобиля?

Стандартная замена двигателя в новом автомобиле требует не менее 15-20 человеко-часов.Это во многом зависит от того, сколько работы нужно сделать магазину, чтобы переместить ваши старые детали двигателя в новый блок, где вы можете потерять деньги, покупая короткий или длинный блок.

Сколько стоит установка двигателя?

Сколько стоит установка двигателя. Ремонт типичного восстановленного автомобиля или грузовика стоит от 2250 до 4000 долларов, или 10-20% от стоимости нового автомобиля. Дополнительная экономия на ежегодных расходах на страхование также может быть значительной по сравнению с покупкой нового автомобиля.

Из каких частей состоит автомобильный двигатель?

Различные части, из которых состоит двигатель автомобиля: блок цилиндров (блок цилиндров), камера сгорания, головка блока цилиндров, поршни, коленчатый вал, распределительный вал, цепь привода ГРМ, регулирующие клапаны, клапаны, коромысла, толкатели, топливные форсунки и свечи зажигания. .Блок цилиндров — это сердце вашего двигателя.

Для чего используются автомобильные двигатели?

Автомобильный двигатель, также известный как двигатель внутреннего сгорания, предназначен для использования небольшой управляемой тяги для создания энергии, необходимой для движения транспортного средства. Этот тип двигателя используется в газонокосилках, мотоциклах и других моторизованных транспортных средствах.

Что такое маховик в двигателе автомобиля и для чего он нужен для покраски

В двигателях автомобилей маховик служит для сглаживания импульсов энергии, возникающих при сгорании в цилиндрах и для обеспечения энергией такта сжатия поршней.Чем больше инерция маховика, тем меньше изменений скорости из-за прерывистого спроса и предложения.

Покупка автомобильного двигателя

Покупка нового двигателя взамен нового автомобиля – это всегда более дешевый ремонт для автомобилистов. Диапазон цен на новые двигатели начинается от 4000 долларов за 4-цилиндровый и около 5500 долларов за V6. Это может стоить около 7000 долларов за V8. Диапазон цен может увеличиваться в зависимости от сложности двигателя и марки автомобиля.

Должен ли я купить новый двигатель или новую машину?

Если ваш автомобиль находится в рабочем состоянии, вам обязательно следует подумать о замене двигателя, а не о покупке нового или подержанного.Покупка и установка нового двигателя может стоить несколько тысяч долларов, а новый автомобиль может стоить в три-четыре раза дороже.

Что такое автомобильный двигатель?

Автомобильный двигатель Двигатель автомобиля. автомобиль, автомобиль, автомобиль, автомобиль, автомобиль Четырехколесный транспорт обычно приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, автомобиль необходим, чтобы добраться до работы.

Что такое маховик в двигателе автомобиля и что он делает для вас

Маховик обеспечивает вращающуюся инерционную массу, поддерживающую работу двигателя вашего автомобиля.В противном случае двигатель остановится, когда вы уберете ногу с педали акселератора. Сбалансируйте двигатель. Маховик специально соединен с коленчатым валом автомобиля, чтобы уменьшить ощущение жесткости, вызванное небольшим дисбалансом.

Как работает стандартная трансмиссия?

Стандартная или механическая коробка передач передает мощность двигателя на дифференциал через сцепление и шестерни, которые выбираются вручную с помощью рычага переключения передач и фиксируются на выходном валу.

Как работает механическая коробка передач в автомобилях?

Механическая коробка передач помогает автомобилю достичь желаемой скорости с помощью передач, сцепления и рычага переключения передач.Работает это так: когда водитель хочет переключить передачу, он выжимает педаль сцепления, одновременно отпуская педаль акселератора. Это отключает сцепление в трансмиссии и позволяет водителю переключаться вверх или вниз.

Как работают автомобильные трансмиссии?

В автомобилях трансмиссия обычно связана с коленчатым валом двигателя через маховик, сцепление или гидравлическое сцепление, в том числе потому, что двигатели внутреннего сгорания не могут работать на определенной скорости ниже этой. Мощность от трансмиссии передается через карданный вал на один или несколько дифференциалов, которые приводят в движение колеса.

Что такое автоматическая коробка передач?

Автоматическая коробка передач, также известная как автоматическая коробка передач с переключением передач, автоматическая коробка передач nspeed (где n — количество передач переднего хода) или AT — тип трансмиссии транспортного средства, которая может автоматически . приходится менять вручную.

Что делает маховик в автомобиле?

Маховик представляет собой инерционное устройство, прикрепленное к коленчатому валу двигателя. Его основная функция заключается в транспортировке и хранении энергии двигателя для равномерной передачи ее для движения автомобиля.Подобно обычному механизму, маховик также имеет фрикционную поверхность для удерживания и затягивания диска сцепления.

Как облегчение маховика влияет на двигатель?

Уменьшить вес маховика и его влияние на работу двигателя. На нас нет мух (колес). Осветите руль: руль работает как руль небольшого автомобиля, используемый для подъема, опускания и подъема. Тяжелое колесо между двигателем и коробкой передач хранит не только скорость и импульс, но и крутящий момент.

Каковы симптомы неисправного маховика?

Симптомы плохого руля. 1 1) раздвижной механизм. Если вы переключитесь на новую передачу и заметите, что скорость вашего двигателя (об/мин) увеличивается намного быстрее, чем скорость вашего автомобиля, это будет обозначено как 2) Невозможно переключить. 3 3) Запах гари. 4 4) Вибрация сцепления (вибрация сцепления) 5 5) Не заводится или заводится неровно.

Что делать, если в машине шатается маховик?

Даже стандартные рулевые колеса, установленные на автомобилях, сбалансированы.Поворот руля может иметь катастрофические последствия для велосипеда и резко сократить красную линию. Чем выше скорость, тем сильнее эффект вибрации.

Что такое автомобильный двигатель

Поршни в автомобильных двигателях вращают коленчатый вал, двигаясь вверх и вниз. Автомобильные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, которые приводят в движение автомобиль. Свеча зажигания, часть автомобильного двигателя. Многие типы уплотнений, называемых прокладками, используются в двигателях коммерческих и легковых автомобилей для предотвращения утечек газа и жидкости.

Какие автомобили имеют двигатель V8?

В автомобилях двигатели V8 используются в самых разных легковых и грузовых автомобилях, особенно в сегментах высокопроизводительных автомобилей и типах транспортных средств, таких как американские маслкары, спортивные автомобили, автомобили класса люкс, пикапы и грузовики.

Какие автомобили имеют дизельный двигатель?

Дизельное топливо используется в дизельных двигателях большинства грузовых автомобилей и микроавтобусов, поездов, автобусов, кораблей и сельскохозяйственной, строительной и военной техники. Некоторые грузовики и небольшие автомобили также имеют дизельные двигатели.

Какие автомобили имеют задний двигатель?

Примерами являются более современные Toyota MR2 со средним расположением двигателя, Acura NSX, многие Lamborghini и Ferrari. На автомобилях с задним приводом (RR) двигатель расположен за задней осью.К ним относятся автомобили VW с воздушным охлаждением и Chevrolet Corvair.

Каковы преимущества облегченного маховика?

Преимущества облегченного маховика такие же, как и уменьшение веса любой части трансмиссии. Вы получаете двигатель, который вращается быстрее. Это здорово, когда вы находитесь в дороге, потому что это означает, что вы достигнете самых высоких оборотов, когда мощность будет намного выше.

Каковы преимущества генератора с маховиком?

Маховик 8 работает в отличие от обычных угольных и газовых генераторов с КПД 3540%.Рули очень надежны, безопасны, долговечны, энергоэффективны и экологичны. 9. Из-за растущей концентрации и нестабильности возобновляемых источников возрастает потребность в хранении энергии.

Что является примером функции маховика?

Функции рулевого колеса 1 Используется для хранения энергии, когда она доступна, и передачи ее, когда она необходима. 2 Чтобы уменьшить колебания скорости. 3 Для уменьшения мощности двигателя или электродвигателя. 4 Области применения маховика можно условно разделить на две части, в зависимости от доступного источника энергии и типа приводимого в действие механизма.

Когда не нужно использовать маховик?

Маховик не используется, если циклические колебания энергии малы или незначительны. Регулятор необходим для всех типов двигателей, поскольку он ограничивает расход топлива по мере необходимости. При постоянной нагрузке контроллер остается неактивным, но циклические колебания располагаемой мощности позволяют продолжать работу маховика.

В чем преимущества маховиковой системы

Преимущества и недостатки маховикового накопителя энергии Преимущества FESS.«Высокая удельная мощность. Высокая плотность энергии. Срок службы маховика практически не зависит от глубины цикла загрузки и разгрузки. Не требует регулярного ухода, простой и недорогой уход. Короткое время зарядки.

Как определяется размер маховика?

Размер маховика зависит от количества цилиндров и конструкции двигателя. Поток мощности через цилиндры двигателя неравномерен. Однако в многоцилиндровом двигателе импульсы мощности перекрываются, что обеспечивает достаточно плавный поток мощности.

Что нужно знать о флайбридже?

Если судно достаточно большое, чтобы его можно было перевозить, на горных станциях часто может быть электрический холодильник или, по крайней мере, холодильник, а на некоторых есть ■■■■■■■■ кухни с раковинами. В то время как некоторые капитаны предпочитают выполнять все действия на главной палубе, с мостика открывается вид с высоты птичьего полета.

Почему в маховиках используются композитные ободья?

Композитные диски легче и прочнее стальных, что позволяет им развивать гораздо более высокие скорости.Количество энергии, которое может храниться в маховике, зависит от квадрата скорости, что делает желательными более высокие скорости. Сегодня высокопроизводительные маховики используются во многих аэрокосмических устройствах и системах бесперебойного питания.

Когда энергия, запасенная в маховике, не используется?

Энергия, хранящаяся в маховике, представляет собой кинетическую энергию, доступную на 100 %, но управляющим механизмом является трение. Маховик не используется, если циклическое колебание энергии мало или незначительно.

Какой энергией обладает маховик?

Маховик представляет собой тяжелое вращающееся тело, служащее накопителем энергии.Он действует как блок питания между источником питания и машинами. Энергия, запасенная в маховике, имеет форму кинетической энергии.

Зачем нужен легкий маховик в автомобиле?

Это означает, что при включенном сцеплении можно приложить больший крутящий момент без увеличения скорости. Так стоит ли покупать облегченный руль для своего автомобиля? Преимущества облегченного маховика такие же, как и уменьшение веса любой части трансмиссии. Вы получаете двигатель, который вращается быстрее.

На сколько можно похудеть, используя алюминиевые маховики?

С алюминиевым корпусом весом 1015 фунтов. вращающийся узел традиционного стального маховика, но именно влияние потери веса на момент инерции, меру сопротивления объекта изменениям его вращения, способствует фактическому увеличению.

Есть ли розничный продавец накопителя энергии маховика?

Есть делитель накопителя энергии маховика, которого не было во время моей диссертации 1.«Сложность долговечных подшипников с низкими потерями 2. Пределы напряжения и усталости 3. Пределы материалов прибл. 700 м/с максимальная скорость 4 Потенциально опасные виды отказа 5….

Какие существуют типы маховиков?

Виды руля. По угловой скорости маховики можно разделить на два типа. 1. Летать на высокой скорости. Угловая скорость этих маховиков колеблется от 30 000 до 60 000 об/мин и даже может регулироваться до 100 000 об/мин.

Может ли легкий маховик стать причиной остановки?

Однако более легкий маховик (иногда 11 фунтов или меньше!) означает сцепление, карданный вал, корму, оси и т. д.они остановятся после включения сцепления. Решение, конечно, очень простое: больше разгоняться, выжимая сцепление.

Как запасается энергия в маховиковом двигателе?

В четырехтактном двигателе каждый цилиндр совершает ход за два оборота коленчатого вала. Маховик хранит эту энергию в виде кинетической энергии и делает ее доступной в последующих циклах (сжатие, впуск и выпуск), чтобы поддерживать непрерывную работу двигателя.

Как работает маховик в игрушечной машинке?

Подсветка руля: руль работает как руль маленького автомобиля, который вы используете для подъема, отпускания и масштабирования.Тяжелое колесо между двигателем и трансмиссией поддерживает не только скорость и импульс, но и крутящий момент.

Каковы недостатки более легкого маховика?

Вы обнаружите, что двигатель, настроенный для гонок, разгоняется и замедляется намного быстрее, чем стандартный двигатель. Основным недостатком более легкого маховика является то, что он снижает крутящий момент двигателя или инерционное вращение, особенно на склонах. Чем легче маховик, тем быстрее двигатель набирает обороты вверх и вниз, но тем быстрее он теряет обороты на подъемах.

Как работает система накопления энергии маховика?

Сердцем накопителя энергии маховика является преобразование энергии в механическую энергию, которая управляет входной и выходной энергией процесса преобразования с одинаковой частотой и фазой. Блок преобразования мощности определяет эффективность системы и контролирует работу системы рулевого управления.

Какая часть системы маховика самая важная?

Ротор маховика является наиболее важной частью системы накопления энергии маховика.Преобразование энергии всей системы зависит от вращения маховика. Необходимо разработать маховик с высокой прочностью и подходящей конструкцией на основе конструкции динамики ротора.

Что лучше маховик или аккумулятор?

Преимущества маховика по сравнению с обычным аккумулятором. Этот тип маховика более эффективен, чем обычные батареи (если не принимать во внимание затраты на установку), и поэтому предпочтительнее обычных батарей.Ниже приводится краткое изложение некоторых преимуществ маховика по сравнению с обычной батареей: Большая емкость накопления энергии.

Зачем вам маховик Kynett pro?

Маховик Kynett PRO — быстрая установка! Во время тренировки с маховиком вы заметите, что энергия, которую вы расходуете в концентрической (тяговой) фазе, равна энергии, необходимой вам в эксцентрической (замедленной) фазе для замедления маховика. Они не привыкли к традиционным силовым тренировкам.

Почему модель маховика важна для HubSpot?

Маховик — это пользовательский шаблон от HubSpot, который объясняет, какой импульс вы получаете, строя весь свой бизнес на основе отличного обслуживания клиентов.Он отлично подходит для хранения и высвобождения энергии и оказывается очень важным при обдумывании вашей бизнес-стратегии.

Из какого материала сделан маховик?

Маховик оказывается очень толстым металлическим диском. Обычно изготавливается из чугуна, стали или алюминия. Предотвращение деформации и изгиба во время использования очень строго.

Где в автомобиле расположены маховики?

Проще говоря, автомобильный маховик представляет собой зубчатый венец, установленный на коленчатом валу в задней части двигателя.Рули прочные и долговечные. Рулевое колесо автомобиля, как правило, сделано из стали и вращается через обычные подшипники.

Для какой энергии используется маховик?

Маховик представляет собой вращающееся механическое устройство, используемое для накопления энергии вращения. Конструкция маховика и выбор материала зависят от конечного использования и требований.

Какой материал используется для изготовления маховиков?

Большой вес также увеличивает инерцию при прохождении поворотов.Рулевые колеса обычно изготавливаются с использованием процесса литья, при этом литье в песчаные формы является наиболее распространенным производственным процессом для рулевых колес на сегодняшний день. В зависимости от применения в качестве материала используется ковкий чугун, сталь или алюминий.

Почему важен выбор материала при изготовлении маховика?

Однако грузоподъемность маховика и диапазон угловых скоростей, при которых он может безопасно вращаться, зависят от материала маховика. Поэтому выбор материала является одним из важнейших аспектов при изготовлении руля.

Как используется маховик в сцеплении?

Маховик также используется как часть механизма сцепления и гидравлического привода. Внешний край маховика имеет кованые зубья, которые входят в зацепление с шестерней моторизованного электростартера, когда двигатель прокручивается для запуска.

Какова была первоначальная конструкция одномассового маховика?

Одномассовый маховик был оригинальной конструкцией маховика, который позже был заменен популярным двухмассовым маховиком.Этот комплект был разработан для рынка легковых и легких коммерческих автомобилей.

Какие маховики используются в сборке сцепления?

Двухмассовые маховики Новые двухмассовые маховики часто используются в сцеплениях механической коробки передач. Этот тип маховика поглощает удары, связанные со сцеплением.

Как закалены зубья шестерни маховика?

Затем кольцо нагревают и сверлят до малого диаметра или шлифуют до нужного размера. Затем зубья шестерни нарезаются и закаляются во втулку для повышения прочности и долговечности.

Как обычно изготавливается маховик

Маховики обычно изготавливаются из стали и работают на обычных подшипниках, а их максимальная скорость обычно ограничивается несколькими тысячами оборотов в минуту. Маховики с высокой плотностью энергии могут быть изготовлены из композитного углеродного волокна и могут использовать магнитные подшипники, которые позволяют им вращаться со скоростью до 60 000 об / мин (1 кГц).

Из какого материала сделаны маховики?

Старые паровые двигатели имеют чугунные маховики.Совсем недавно маховики были предложены для систем накопления энергии и рекуперативного торможения в транспортных средствах. Некоторые из них были построены, некоторые из высокопрочной стали, некоторые из композитных материалов. Там вроде разные материалы.

Как изготавливают маховики для электродвигателя?

Как уже упоминалось, эти маховики предназначены для электродвигателя, поэтому необходимо предусмотреть процесс монтажа для установки маховика на вал двигателя. Это было сделано путем установки клина на вал двигателя и ступицы маховика, а затем установки маховика на вал двигателя и удара по нему.

Какое литье используется для маховиков?

По этой причине эти детали обычно литые, толстые и тяжелые, чтобы соответствовать поверхности муфты. Большой вес также вызывает большую инерцию при прохождении поворотов. Маховики обычно изготавливаются с использованием процесса литья, а литье в песчаные формы является наиболее распространенным сегодня процессом производства маховиков.

Какая система хранения у маховика?

Типичная конфигурация хранения на руле. Системы FES состоят из цельного или композитного маховика, соединенного с двигателем-генератором, размещенным в картере под очень низким давлением для уменьшения потерь на саморазряд.Как видно из табл. 2, они имеют высокую циклическую нагрузку.

Как обычно изготавливают маховики в мире

Маховики обычно изготавливаются с использованием процесса литья, а литье в песчаные формы является сегодня наиболее распространенным процессом изготовления маховиков. В зависимости от применения в качестве материала используется ковкий чугун, сталь или алюминий.

Откуда взялся принцип работы маховика?

Принцип работы колеса можно найти в неолитическом веретене и гончарном круге, а также в круглых брусках древних времен.

Как маховики используются для накопления кинетической энергии?

Маховик представляет собой механическое устройство, специально разработанное для эффективного накопления энергии вращения (кинетической энергии). Маховики могут выдерживать изменения скорости из-за их момента инерции.

Кто производители маховика?

Агентства Erose Glass — Изготовление рекламных листовок. Erose Glass Agencies является производителем и экспортером всех видов медицинских, лабораторных, офтальмологических и оптометрических инструментов.чем больше ламинаторов производится.

Что такое велотренажер с маховиком

Марси Клаппэргометр — один из лучших компактных эргометров для тех, кто ищет исключительное кардио. Его прочная цельная стальная конструкция с углом наклона 14 градусов является одним из многих преимуществ, которые он предлагает.

Спиннинг — это то же самое, что и велотренажер?

Спиннинг – это занятие, которым занимаются во многих спортзалах, и это повальное увлечение, которое началось в Америке несколько лет назад, а затем распространилось по всему миру.Первое заметное различие между велотренажером и велотренажером заключается в том, что велотренажер больше похож на гоночный велосипед, и вы можете выполнять больше упражнений, чем на обычном велотренажере.

Какой спиннинг лучше для домашнего использования?

Топ-5 дешевых спиннинговых велосипедов для домашнего использования в 2019 году №1 Велотренажер для дома Sunny Health & Fitness Pro №2 Велотренажер для дома Ancheer №3 Велотренажер для дома Merax Fitness Велотренажер №4 Велотренажер для дома Sunny Health & Fitness ProGear 100S №5 SFB1002.

Что искать в велотренажере?

Вот 10 ключевых критериев, которые следует учитывать при выборе велотренажера. Вес руля определяет комфорт и плавность езды на велосипеде. Чем больше вес, тем плавнее и комфортнее будет кататься на велотренажере. Если рулевое колесо слишком легкое, оно может ■■■■ при нажатии на педали.

Что такое гибкая пластина

Что такое гибкая пластина? Между двигателем транспортного средства и трансмиссией и передаточным механизмом находится интеллектуальное и незаменимое устройство, адаптированное к двигателям всех форм и размеров, от первых паровозов до современных высокопроизводительных транспортных средств.

Почему flexplate трескается или выходит из строя?

Поскольку идеальное выравнивание двигателя и редуктора невозможно, гибкая пластина может компенсировать малейшее смещение. По мере увеличения смещения гибкая пластина изгибается сильнее. Этот постоянный изгиб в конечном итоге утомит металл и сломает гибкий лист. Смещение должно быть менее 0,008 дюйма, и чем меньше, тем лучше.

Является ли маховик гибкой пластиной?

Гибкая пластина (или гибкая пластина) представляет собой металлический диск, который соединяет выход двигателя с входом гидротрансформатора в автомобиле с автоматической коробкой передач.Заменяет руль обычной механической коробки передач.

Что такое треснутая гибкая пластина?

Треснувшая или сломанная гибкая пластина может быть вызвана неисправностью преобразователя и/или изношенными упорными шайбами ​​коленчатого вала, что приводит к чрезмерному осевому люфту коленчатого вала. Это возвратно-поступательное движение коленчатого вала. Простая замена гибкого комплекта устраняет только ущерб, вызванный проблемой, а не ее причину.

Что такое маховик в бизнесе

Что это такое? Флаер — очень полезная аналогия для реализации бизнес-стратегии, созданной Джимом Коллинзом.Опишите, каково это следовать новой стратегии, например, приводить в движение гигантский руль. Изначально движения нет, многие считают эту стратегию абсурдной, сложно представить вождение на высокой скорости.

Что такое концепция маховика?

На руле. Концепция маховика исходит из механического устройства, называемого маховиком, которое можно использовать для управления направлением и противодействия нежелательным смещениям, а также для поддержания устойчивости таких объектов, как корабли и спутники.

Что такое маховик?

Обучение маховику: комплексный подход.Настоящая силовая тренировка. При обучении водителей к мышцам применяется взрывная сила на нескольких уровнях путем ускорения, остановки и торможения руля.

Что такое маховик продаж?

Использование флаера для описания продаж позволяет руководителям сосредоточиться на том, как они собирают, хранят и высвобождают энергию, измеряемую трафиком и лидами, бесплатными подписками, новыми клиентами и энтузиазмом в отношении существующих клиентов. В нем чувствуется сила и импульс.

Что такое маховик компании?

Flywheel Sports — спортивная компания, которая в основном управляет крытыми велостудиями в США, а также присутствует в Объединенных Арабских Эмиратах.Под брендом Flywheel компания предлагает уникальные курсы езды на велосипеде в помещении, в которых используются технологии для стимулирования соревнований и улучшения результатов на дистанции.

Что такое маховик в двигателе автомобиля?

Маховик представляет собой круглое колесо, прикрепленное к коленчатому валу двигателя, которое накапливает механическую энергию двигателя во время такта трансмиссии и передает эту накопленную энергию во время работы на подготовительные такты двигателя (впуск, сжатие и выпуск). Изготавливается из стали или чугуна.

Сколько стоит замена маховика

Стоимость замены руля может сильно различаться. Некоторые листовки стоят менее 50 долларов, а другие — до 400 долларов и более. Все зависит от типа автомобиля, долговечности рулевого колеса и от того, является ли это заменой оригинального производителя или послепродажного обслуживания.

Сколько стоит замена маховика?

Стоимость полной замены, включая детали, может стоить от 400 до 1300 долларов. Поскольку эта деталь находится в двигателе, механику потребуется потратить несколько часов, в среднем около четырех часов, на разборку вашего автомобиля, чтобы снять маховик и заменить его.

Сколько стоит замена сцепления?

Средняя стоимость замены сцепления составляет от 1296 до 1507 долларов. Затраты на оплату труда оцениваются в 612–773 доллара, а запчасти продаются по цене от 684 до 734 долларов.

Для чего используется маховик

Маховик представляет собой механическое устройство, использующее сохранение углового момента для накопления энергии вращения, формы кинетической энергии, которая пропорциональна произведению момента инерции на квадрат скорости вращения.В частности, если предположить, что момент инерции маховиков постоянен, то запасенная энергия напрямую связана с квадратом скорости их вращения. Поскольку маховик используется для хранения механической энергии для последующего использования, имеет смысл использовать его как электронное устройство.

Какова функция маховика в машине?

  • Обеспечивает постоянную мощность при колебаниях напряжения.
  • Поддерживает постоянную частоту вращения двигателя во всех циклах.
  • Сохраняет механическую энергию (энергию вращения) двигателя и при необходимости снова отдает ее.

Как проверяют гидротрансформатор?

Как проверить гидротрансформатор Запуск и прогрев двигателя Сначала необходимо запустить двигатель и дать трансмиссионному маслу прогреться примерно до 40 градусов. Активируйте рычаг переключения передач. Теперь вы можете попытаться включить ведущее колесо и внимательно прислушаться, чтобы убедиться, что вы не слышите звук гидротрансформатора.

Что такое гидротрансформатор и как он работает?

Преобразователь крутящего момента — это устройство в автоматической коробке передач, которое находится между двигателем и шестернями. Преобразователь крутящего момента, который по сути представляет собой усовершенствованную гидравлическую муфту, передает и увеличивает крутящий момент двигателя, когда автомобиль полностью останавливается, не касаясь коробки передач и не переключая ее.

Каков основной принцип гидротрансформатора?

Преобразователь крутящего момента работает по тому же принципу, что и сцепление или гидравлическое сцепление, которое проскальзывает, когда автомобиль стоит, передавая мощность и циркулирующую жидкость по мере увеличения оборотов двигателя.Подобно гидравлическому сцеплению, преобразователь крутящего момента также гасит импульсы сгорания двигателя для более плавной работы.

Каковы преимущества гидротрансформатора?

  • Простота. Преобразователи крутящего момента позволяют запускать и останавливать транспортное средство без вмешательства пользователя.
  • Парное умножение. В моменты перед полным включением гидротрансформаторы действуют как своего рода бесступенчатая трансмиссия.
  • Эффект полета.
  • Бесконечное скольжение.
  • Держатель для жидкости.

Как работает маховик двигателя

Двигатель сконструирован с маховиком или гибкая пластина в зависимости от которой будет определяться по типу трансмиссии, т. е. в автоматических трансмиссиях используется гибкая пластина, а в в стандартной трансмиссии используется маховик. Оба делают одно и то же, только отличается тем, что на маховике будет установлен узел сцепления, а на к гибкой пластине будет прикреплен преобразователь крутящего момента.Оба прикреплены к двигателю коленчатый вал и помогают сбалансировать двигатель для плавной работы, а также обе функции зубчатый венец для работы стартера. Двухмассовые маховики имеют дополнительную слой, который находится между поверхностью диска сцепления и корпусом маховика который может немного двигаться, что помогает более плавному переключению, входной вал передача помещается в этот слой.

Что пошло не так?

У маховика, как правило, есть только две проблемы: во-первых, это зубчатый венец, в котором стартер используется для вращения двигателя, изнашивание может препятствовать работе стартера.Вторая проблема связана со сцеплением, из-за которого на маховике могут образоваться канавки. или тепловая проверка, затрудняющая переключение передач или позволяющая проскальзывать сцеплению. В любом случае маховик должен быть заменен или отполирован в таких ситуациях. возникают.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Сколько стоит?

Каждый раз, когда вам нужно заменить маховик, необходимо снять коробку передач. Стоимость будет варьироваться в зависимости от вариантов трансмиссии, но обычно плата будет варьироваться от 800 долларов.00 до $1200,00 (США) плюс стоимость маховика, который может работать от 140,00 и 230,00 долларов (США) в большинстве случаев.

Маховик

  • Помогает сбалансировать двигатель
  • Оснащен зубчатым венцом стартера
  • Удерживает сцепление в сборе
  • Болты крепления коленчатого вала двигателя

Как это работает?

Маховик крепится болтами и вращается непосредственно с коленчатым валом, действующим как твердое тело. муфта для соединения выходной мощности двигателя и передачи ее на трансмиссию Входной вал.Маховик также действует как агент, помогающий запустить двигатель через пусковой двигатель. Маховик «приурочен» к коленчатому валу и может быть закреплен только одним способом. Это достигается за счет смещения разболтовки, что помогает сохранить баланс двигателя во время работы. При замене крепления маховика болты должны быть затянуты в соответствии со спецификациями производителя, чтобы сохранить маховик честность.

Посмотрим!

Вот фланец крепления маховика на блоке в разрезе.В центре коленчатого вала представляет собой направляющий подшипник, используемый для поддержки входного вала коробки передач.

Так выглядит клатч как при установке на маховик

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Двухмассовый маховик сделал переключение передач более комфортным.

Вопросы?

Наши сертифицированные специалисты готовы ответить на маховик вопросы бесплатно. Мы надеемся, что вы сэкономили деньги и узнали из этого руководства.Мы создают полный набор руководств по ремонту автомобилей. Пожалуйста подпишитесь на наш канал 2CarPros на YouTube и часто проверяйте наличие новых видео, которые регулярно загружаются.

Статья опубликована 11 марта 2022 г.

Как работает облегченный маховик

Как работает облегченный маховик? Среди большинство, есть две точки зрения на легкие маховики. То во-первых, они не влияют на выходную мощность.Во-вторых, они делать. Какая мысль правильная? На самом деле и то, и другое в каком-то смысле верно.

Если бы мы измерили выходную мощность двигателя сначала с легким маховиком, а потом снова со штатной деталью на двигателе dyno, изменения мощности не произойдет. Сначала кажется, что легкий маховик ничего не сделал и был пустой тратой денег. Это не кейс. Диностенд, который показывает максимальную мощность при постоянных оборотах, не демонстрирует того, что происходит с выходной мощностью двигателя в реальных жизненных ситуациях — например ускорение.Если двигатель разгоняется на динамометрическом стенде (речь идет о скорость около 2000 об/мин в секунду), он покажет выходную мощность около На 20%-25% меньше, чем при постоянном числе оборотов.

Причина этого в том, что при ускорении транспортное средство двигатель не только должен толкать общую массу автомобиля, но и внутренние компоненты двигателя также нуждаются в ускорении. Это имеет тенденцию к поглощать больше энергии, поскольку дополнительная мощность используется для ускорения внутренней массы компонентов двигателя, и именно поэтому двигатель, ускоряющийся на динамометрическом стенде, производит меньше мощности, чем при постоянных оборотах.Также следует помнить, что скорость ускорение внутренних частей двигателя намного больше, чем остальная часть автомобиля. Тогда это предполагает, что при облегчении маховика будет меньше мощности. требуется, чтобы ускорить его, и, следовательно, больше энергии будет доступно для толкания машина вдоль.

Теперь может показаться невероятным, что, удалив несколько фунтов от маховика — заметная разница с автомобилем весом более 3000 фунтов. ускорение будет.На самом деле разница довольно заметна и Секрет этого скрыт в коробке передач. Всем известно, что автомобили ускорение с большей скоростью на низких передачах, потому что коробка передач автомобиля в основном механический рычаг и точно так же, как при использовании рычага, чтобы поднять тяжелый объект, коробка передач уменьшает массу автомобиля, которую видит двигатель. Например, на первой передаче двигатель увидит массу автомобиля, как говорят только окружающие. 250 фунтов, но внутренняя масса двигателя все равно останется около 45 фунтов.

Так как для «виртуального» снижения веса типичного облегченного маховика в 3-й серии или М3 мы подготовили полный математический анализ:

Расчеты для маховиков UUC, показывающие точные «виртуальная» потеря веса на каждой передаче —

М3/3-серия (Е36 и Е46, 1992-2004) нажмите здесь, чтобы загрузить файл Acrobat .pdf

М5/З8/540и (1996-2003) щелкните здесь, чтобы загрузить Acrobat.pdf-файл

Это теперь легче увидеть, откуда берется дополнительная производительность, когда вы осветляете маховик. Вы эффективно «облегчить» автомобиль более чем на 10% на первой передаче, просто сняв масса от маховика. По мере того, как используемая передача увеличивает это «осветление». эффект снижается. Вот почему улучшение ускорения автомобиля снижается на более высоких передачах, очень эффективно на высшей передаче. Отлично подходит для перетаскивания и узких гоночных трасс, но не увеличивает максимальную скорость автомобиля.

Вы увидите, что расчеты включают диаметр маховика, потерянный вес (такая же общая разница вращающейся массы в UUC Stage1 или Stage2 из-за к разнице веса нажимного диска), передаточные числа, включая 6-ступенчатую приложение и типичный коэффициент diff.

Эффективные «виртуальные» потери веса:

ШЕСТЕРНЯ М3 и 3-я серия «виртуальная»
потеря веса:
М5/З8/540и «виртуальный»
потеря веса:
1-й механизм 346.5 фунтов 394,4 фунтов
2-й механизм 133,15 фунтов 151,7 фунтов
3-й механизм 68,9 фунтов 75,4 фунтов
4-й механизм 46.18 фунтов 48,5 фунтов
5-й механизм 36,15 фунтов 37,6 фунтов
6-й механизм 30.04 фунтов 31,0 фунтов


Общее эмпирическое правило эквивалентности потери веса «прибавлению» мощность примерно 10lbs/hp.То есть на каждые сброшенные 10 фунтов машина прибавляет. эффективное увеличение производительности на 1 л.с.

Учитывая это, эффективное увеличение производительности, выраженное в можно ожидать, что мощность будет такой же, как и «виртуальный» потерянный вес. из-за маховика на каждой передаче деленное на 10:

л.с. л.с. л.с. л.с. л.с. л.с. л.с. л.с. л.с. л.с.
ШЕСТЕРНЯ М3 и 3-я серия «виртуальная»
прирост производительности:
М5/З8/540и «виртуальный»
прирост производительности:
1-й механизм 34.6 39,4
2-й механизм 13,3 15,2
3-й механизм 6,9 л.с. 7,5
4-й механизм 4.6 4,9
5-й механизм 3,6 3,8
6-й механизм 3 л.с. 3.1

Это усиление, зависящее от передачи, также является еще одной причиной, по которой типичный динамометр на 4-й передаче тяга может не показать существенной разницы — расчеты показывают, что мало будет обнаружено более 4 л.с., но прогон динамометрического стенда на 4-й передаче ничего не показывает. реальное ускорение через шестерни. Улучшения в согласование оборотов и повышенная мощность прижима сцепления сохраняются независимо от передачи.

Из-за характера «виртуальной» потери веса типичная 4-я передача динамометрические прогоны могут показать незначительные различия. Ускорение в реальном мире покажет улучшение, эквивалентное «виртуальной» потере веса.

� 2003-2004 УУК Моторверкс – http://www.uucmotorwerks.com � 908-874-9092

Что делает маховик в автомобиле? (Все, что вам нужно знать)

Все автомобили имеют свой маховик.Когда мы говорим маховик, это тяжелый металлический диск. Диаметр составляет от двенадцати (12) до пятнадцати (15) дюймов. По его окружности врезаны зубья шестерни.

Так что же делает маховик в автомобиле? Каждый компонент транспортного средства имеет свои функции, и они влияют на работу каждого транспортного средства. Маховик помогает запустить двигатель, выравнивает обороты двигателя, уравновешивает двигатель, снижает нагрузку на трансмиссию, а его вес помогает.

Маховики соединены с задней частью коленчатого вала.Они находятся между двигателем и коробкой передач. Маховики также называют гибкими пластинами, связанными с автоматической коробкой передач.

При этом он будет легче маховиков, используемых с МКПП. Это может быть стандартный компонент автомобиля, но многие люди до сих пор не так много знают об этом. И вам, как водителю, важно знать о компонентах вашего автомобиля, таких как маховик.

При этом многие водители автомобилей спрашивают, что делает маховик в их автомобиле, и поэтому в этой статье давайте расскажем вам о функции маховика.Вы можете обратиться к этой статье за ​​руководством. Давайте начнем.

Какова цель маховика в автомобиле?

Каждый компонент транспортного средства имеет свои функции. Они способствуют работе каждого автомобиля. Это цели маховика в вашем автомобиле.

1. Запуск двигателя

Зубья шестерни врезаются в окружность маховика, помогая запустить двигатель. Стартер двигателя имеет небольшую шестерню.Эта маленькая шестеренка называется шестеренкой Бендикса.

Состыкуется с маховиком, если повернуть ключ. Шестерня Bendix или комбинация стартера будут вращать маховик.

После вращения маховика он проворачивает коленчатый вал и запускает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. Если двигатель не запустился, шестерня Bendix уберется, чтобы маховик мог свободно вращаться.

2. Сглаживает обороты двигателя

Если двигатель запущен, коленчатый вал преобразует движение поршня вверх и вниз в круговое движение.Но это движение будет рывковым, потому что мощность будет генерироваться вдвое только в четырехцилиндровом двигателе. Он также может быть четырехкратным для восьмицилиндрового двигателя за один оборот двигателя.

Таким образом, масса маховика будет использовать инерцию, чтобы коленчатый вал двигателя вращался между каждым срабатыванием поршня. При этом скорость вращения коленчатого вала будет постоянной, что обеспечит плавную работу двигателя.

3. Уравновешивает двигатель

Поршни смещены относительно центра коленчатого вала.При этом двигатель будет вибрировать, и он тоже будет хихикать, если каждый из поршней будет стрелять под другим углом. Тем не менее, тяжелый вес маховика будет сопротивляться боковому движению, и это поможет стабилизировать, а затем сбалансировать двигатель в его креплениях, а также уменьшит вибрацию по всему автомобилю.

4. Снижает нагрузку на трансмиссию

Маховик уменьшит износ других компонентов трансмиссии, если вы стабилизируете движение двигателя и сгладите его скорость.Например, даже если узлы двигателя и трансмиссии расположены параллельно, шляпка крепления находится между трансмиссией и осью. Маховик удалит износ в этих соединениях.

5. Его вес помогает

Масса маховика определяется изготовителем двигателя по индивидуальному заказу и используется для адаптации характеристик двигателя к конкретным условиям эксплуатации. Например, тяжелый маховик поможет двигателю работать при больших нагрузках.

С другой стороны, двигатель, работающий на высокой скорости, как в гоночных автомобилях, выиграет от более легкого маховика.Это потому, что это может улучшить ускорение в скорости, и может быть труднее удерживать двигатель.

Что делает маховик в двигателе?

Маховик представляет собой тяжелое колесо, соединенное с вращающимся валом. Это сгладит подачу мощности от двигателя к машине. Инерция маховика будет противодействовать и изменять колебания скорости двигателя.

Маховик имеет большую инерцию вращения для эффективного противодействия колебаниям скорости.Колесо с тяжелым ободом, соединенным с центральной ступицей спицами или перемычкой, имеет очень большую инерцию вращения. Многие маховики используются для поршневого двигателя, чтобы сгладить поток мощности.

Что делает маховик в маленьком двигателе?

Ключ для маховика представляет собой прямоугольный металлический штифт, с его помощью можно выровнять коленчатый вал и маховик и одновременно затянуть гайку маховика. К сожалению, ключ-маховик может сломаться и защитить многие дорогостоящие детали режущего ножа, которые сильно ударяют по объекту.

Маховик вашего двигателя изначально предназначен для хранения двигателя внутреннего сгорания и удержания коленчатого вала, который движется между тактами двигателя. Это потому, что маховик на маленьком двигателе имеет так много функций.

Что делает маховик в сцеплении?

Сцепление состоит из множества компонентов, и все они играют важную роль в работе. Например, маховик выполняет три основные функции. Первая функция поддерживает вращающуюся массу или то, что мы называем инерцией, чтобы способствовать вращению двигателя.

Он также обеспечивает более стабильную передачу крутящего момента во время работы. Вторая функция обеспечивает зацепление зубчатого венца стартера. И третья функция заключается в создании одной из ведущих фрикционных поверхностей для фрикционного диска.

Что делает маховик в механической коробке передач?

Маховик представляет собой металлический диск. Он напоминает шестерню, которая находится между сцеплением и коробкой передач. Наряду со сцеплением, эта часть помогает передавать мощность двигателю и трансмиссии.Эта часть есть в любом легковом автомобиле с ручным управлением, большегрузном грузовике или большой машине.

Как работает маховик?

Маховик очень важен для механической батареи, масса которой вращается вокруг оси. Маховик будет хранить энергию в форме кинетической энергии, и он будет работать, разгоняя ротор до очень высокой скорости. Это также будет поддерживать энергию в системе в виде энергии вращения.

Аккумулятор энергии на маховике — выдающаяся и надежная технология, которая заменила обычные свинцово-кислотные батареи в системах накопления энергии.Многие современные высокоскоростные системы накопления энергии с маховиком имеют значительный вращающийся цилиндр, поддерживаемый статором.

Где находится маховик?

Маховик вашего автомобиля расположен ближе к задней части двигателя и находится непосредственно между двигателем и коробкой передач. Таким образом, корпус будет целым, и в нем будет заключен маховик, и вы не увидите всего этого, пока не снимете коробку передач двигателя.

Каковы преимущества и недостатки маховика?

Маховик имеет свои преимущества и недостатки.Он указан ниже.

Преимущества

  1. Он имеет быстрый отклик мощности
  2. Время перезарядки будет коротким
  3. Мощность и энергия почти независимы
  4. Он имеет потенциально высокую удельную энергию
  5. Он имеет высокий цикл и календарный срок службы
  6. Он имеет Относительно высокая эффективность туда и обратно

Недостатки

  1. Короткое время разряда
  2. Сложность долговечного подшипника с малыми потерями
  3. Существуют пределы механического напряжения и усталости
  4. Материал имеет предельную скорость наконечника около 700 м/с
  5. Возможны режимы жесткого разрушения
  6. Относительно высокие паразитные и собственные потери

Чем маховик отличается от регулятора?

Маховик и регулятор являются механическими устройствами, и они используются в основном для одной цели: контролировать колебания скорости, за исключением удара.