Кто он и где находится маховик

Сам по себе классический маховик довольно прост – это массивный металлический диск, имеющий диаметр порядка 30-40 сантиметров. Изготавливают его, как правило, из чугуна.

По внешней окружности этого круга располагается стальной обод с зубцами, именуемый венцом маховика. Зубчатая передача в данном узле отыгрывают очень важную роль, но об этом мы поговорим немного позже.

Где находится маховик? Найти маховик под капотом автомобиля с первого взгляда не получится. Расположена эта деталь в глубине двигателя и закрыта от посторонних глаз кожухами.

Если точнее, то место этого металлического диска на одном из концов коленчатого вала, который, как вы уже знаете, раскручивается при помощи поршней двигателя.

Крепится маховик к коленвалу очень прочно, так как ему приходится выдерживать сильнейшие нагрузки и быть посредником между мотором и коробкой передач.

О том, как выглядит маховик и где его место в автомобиле мы уже поговорили, теперь необходимо выяснить самое главное — так ли он нужен. Несмотря на внешнюю простоту и отсутствие сложных форм, без этой детали машина не начнёт движение, да и вообще не заведётся. Маховик выполняет следующие функции:

• гашение паразитных колебаний коленвала;
• передачу крутящего момента двигателя на трансмиссию;
• обеспечение связи стартера с коленвалом.

Рассмотрим детальнее вышеперечисленные пункты. Одна из ключевых ролей маховика заключается в гарантировании плавной работы двигателя и гашении разного рода механических колебаний и вибраций.

Именно для этого диск изготавливают из тяжёлого чугуна – главное здесь его масса, благодаря которой обеспечивается накапливание энергии и поддержание вращательного момента коленвала при помощи инерции.

Следующая роль не менее важная – маховик выступает как посредник между двигателем и коробкой передач, а также, по сути, является частью механизма сцепления. Вся мощность мотора и крутящий момент, коими так любят хвастаться автолюбители, проходят через этот скромный, но тяжёлый диск и устремляются далее, через трансмиссию к колёсам.

И, наконец, последняя функция маховика. Немного ранее, описывая строение этой детали, мы упомянули о зубцах, располагаемых по внешней окружности диска, так называемом венце.

При помощи них в момент, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, происходит зацеп шестерни стартера с вышеупомянутыми зубьями, благодаря чему создаётся первичное вращение коленвала и запускается процесс сгорания топлива в цилиндрах. Другими словами – двигатель начинает работу.

Виды

На сегодняшний день выделяются три вида маховиков:

1. Сплошной. Представляет собой простой чугунный диск с зубьями на торце. Такие модели распространены как на отечественных автомобилях, так и на иномарках, особенно эконом-класса.
2. Облегченный. Как правило, облегченная версия ведущего диска устанавливается или на авто с автоматической КПП, или на тюнингованные модели. Главная особенность такого диска — уменьшенная масса, вследствие которой достигается уменьшение инерции и увеличение КПД двигателя до 5%. Облегченный маховик является конструктивно упрощенной разновидностью сплошного типа. Основным его назначением является выполнение роли шестерни, которая вращается при запуске стартера.
3. Двухмассовый или демпферный. В настоящее время приобрел широкую распространенность вследствие своих преимуществ — гашения вибрации, устранения крутильных колебаний коленвала, повышения износостойкости синхронизаторов, защиты трансмиссии от перегрузок и понижения шума. Конструктивно усложненная модель маховика по сравнению с предыдущими видами.

Особенности устройства двухмассового маховика

Конструктивные особенности детали заключаются в наличии двух корпусов, один из которых устанавливается на коленвал с последующим соединением с коленвалом, а второй соприкасается рабочей поверхностью с диском сцепления. Соединение между корпусами обеспечивается за счет двух подшипников (осевого и радиального), которые могут свободно скользить вне зависимости от работы друг друга. Также в середине детали установлена демпфирующая система, состоящая из пружин. Все механизмы обработаны специальной консистентной смазкой, она обеспечивает надежную работу пружин и сепараторов между ними

.В двухмассовом маховике располагается два пакета пружин. Мягкий пружинный пакет обеспечивает мягкость запуска и остановки, а с помощью жесткого пакета обеспечивается демпфирование колебаний в рабочих диапазонах оборотов двигателя.

Принцип работы

Принцип действия эффективный и простой одновременно. Из-за повышения инерционного момента масс на входном валу КПП резонансное количество оборотов становится меньше, чем диапазон оборотов ДВС. Благодаря этому обеспечивается гашение колебательных движений, генерируемых силовым агрегатом. Гашение колебаний достигается за счет демпферно-пружинной системы, которая не допускает соударений частей КПП. В результате достигается уменьшение нагрузки на рабочие элементы.

Ремонт маховика

Ремонт венца маховика Во время вращения шестерня бендикса зацепляется с зубьями венца маховика. Поэтому вся нагрузка во время работы накрадывается на шестерни. Со временем они стираются. В результате происходит поломка автомобиля, которая проявляется такими симптомами: автомобиль плохо заводится, стартер щелкает, но не крутится. Такие симптомы не постоянны. Автомобиль то заводится, то снова стартер щелкает или трещит. Это свидетельствует о плохом зацеплении шестерней бендикса и маховика. Если стерты зубья маховика в определенном месте, то стартер крутится и не запускает двигатель до тех пор, пока маховик не прокрутит дефектное место.

Через некоторое время шестерни попадают в зацеп, и двигатель запускается. Необходимо осмотреть венец маховика и шестерню бендикса, и в случае износа произвести замену. Ремонт можно сделать своими руками. Для этого необходимо достать маховик из автомобиля и с помощью молотка и зубила выбить венец. Если новый венец не надевается, его необходимо нагреть с помощью горелки или, даже лучше, электроплитки и, постукивая молотком, равномерно надеть на диск. Обратите внимание! Венец необходимо разогревать по всей поверхности и не очень сильно. Если разогреть докрасна, то это будет способствовать быстрому износу зубьев в местах разогрева. Иногда, если зубья не очень износились, венец с маховика снимают и одевают другой стороной. Для этого необходимо пометить несколькими метками диск и венец, чтобы, перевернув его, поставить на то же место. Это максимально сохранит балансировку маховика.

Ремонт двухмассового маховика

Симптомов поломки демпферного маховика может быть много, в зависимости от того, что повреждено. Если при запуске или остановке двигателя вы слышите посторонние звуки, это может быть поломкой демпферного маховика. Особенно это заметно на небольших оборотах двигателя, а при увеличении оборотов посторонние вибрации и звуки пропадают. Разбалансировка маховика сопровождается громким гудением, которое увеличивается с увеличением оборотов двигателя.

Если во время разгона автомобиля чувствуются вибрации, то это говорит об износе демпфера маховика. Аналогичные симптомы могут быть и при других поломках. Как же проверить демпферный маховик? Для этого необходимо провести несложный тест. На высокой передаче замедлиться до 1300-1500 оборотов в минуту, а затем педаль газа нажать максимально возможно в крайнее положение. Если вы не услышали странных звуков и вибраций, то ваш маховик работает, скорее всего, нормально. Данный тест очень перегружает маховик, поэтому не проводите его часто.

Но если вы уверены в поломке демпферного маховика, то приготовьтесь к большим расходам. Правда, некоторые сервисы предлагают разборку и восстановление двухмассового маховика. Но тут необходимо хорошо подумать. Заводы-производители не предусматривают ремонт демпферного маховика, поэтому не поставляют в продажу необходимые детали. Чтобы демпферный маховик служил долго, рекомендуется: • Не перегружать автомобиль; • Не бросать педаль сцепления; • Не начинать движение с повышенной передачи; • Не пробуксовывать; • Не водить автомобиль агрессивно.

Какие преимущества и недостатки?

На практике водителю важны не столько технические показатели и конструктивные особенности механизма, сколько удобство и комфорт вождения. Установка в автомобиль двухмассового маховика дает на практике следующие преимущества:

• Переключение передач становится более удобным и мягким.
• Инерционный момент при переключении уменьшается.
• Увеличивается ресурс ДВС и КПП.
• В картере сцепления достигается экономия пространства, что является важным преимуществом для компактных транспортных средств.

Несмотря на многочисленные преимущества, у него имеются и недостатки. Во-первых, стоимость достаточно высокая. Во-вторых, срок эксплуатации значительно ниже, чем у дисков сцепления других разновидностей. Такой недостаток обусловлен конструкцией и внутренней смазкой, которая в течение эксплуатации разрушается. Это единственные существенные недостатки, которые имеются у двухмассовых маховиков.

Несмотря на то, что ресурс эксплуатации детали не является неограниченным, при правильной езде ресурс оценивается в 350-400 тысяч километров.

Принцип работы двухмассового маховика

Все автолюбители знают, что сцепление является одной из ключевых систем любого автомобиля. Основной задачей сцепления является передача крутящего момента на коробку передач. В системе сцепления одной из самых важных деталей является маховик, располагающийся между трансмиссией и двигателем. Какое устройство маховика, какие существуют разновидности данной системы и для чего необходим ведущий диск? Мы с Вами разберём все вопросы в этой статье.

Что представляет собой маховик и зачем он нужен?

При рассмотрении конкретных функций маховика выделяются следующие характеристики:

• Уменьшение колебательных движений при вращении коленвала. В данном случае маховик можно рассматривать как одну из частей двигателя.
• Передача момента с двигателя на КПП. Помимо этого, он является первичным диском сцепления.
• Отвечает за передачу момента со стартера на коленвал.

Другими словами, маховик необходим для выполнения трех важных функций: запуска двигателя со стартера, передаче момента на КПП и обеспечение равномерной работы коленвала.

Маховик — что это, как устроен, где находится — Словарь автомеханика

Маховик — это часть кривошипно-шатунного механизма, системы сцепления и системы запуска двигателя, в виде диска большой массы с зубчатым венцом. Некоторые модификации маховиков имеют свои аббревиатуры – о них читайте в разделе “виды маховиков”.

Зачем нужен и где находится маховик в современном автомобиле

Маховик в автомобилях с ДВС выполняет следующие функции:

• придает равномерность вращению коленчатого вала. Его большая масса накапливает кинетическую энергию на протяжении такта рабочего хода. Остальные три такта отведены для отдачи аккумулированной энергии коленвалу. Таким образом выравнивают и поддерживают стабильной угловую скорость коленвала. При большем количестве цилиндров достигается повышение продолжительности рабочего хода поршня, равномерность крутящего момента и возможность снижения массы самого маховика;
• передает крутящий момент от силового агрегата к механизму сцепления — и потом, к коробке передач и ведущим колесам;
• передает крутящий момент от стартера на коленвал двигателя при запуске двигателя;
• выводит поршни из ВМТ, НМТ при помощи возникающих сил инерции;
• гасит (демпфирует) крутильные колебания, вибрации.

Маховик крепят к торцу коленвала. По отношению к двигателю маховик находится снаружи, между мотором и коробкой передач.

Виды маховиков и особенности конструкции

Есть два основных его вида — одномассовый и двухмассовый. Их главное отличие в том, из скольких компонентов состоит сам маховик. Одномассовый — это цельнолитая деталь (одна масса), которая выполняет свои функции. А в двухмассовом массы две — это два диска в корпусе, которые приходят в зацепление друг с другом с использованием сложной демпфирующей системы между ними.

Устройство двухмассового маховика: 1 — ступица; 2 — радиальный подшипник; 3 — первичный диск; 4 — дуговая пружина; 5 — фланец; 6 — зубчатый венец; 7 — вторичный диск; 8 — вентиляционное отверстие; 9 — уплотнительная мембрана; 10 — кольцевая камера, заполненная смазкой.

Одномассовый маховик

Он устроен проще всего, поэтому надежен и наиболее распространен. В центре диска из чугуна или стали, диаметр которого составляет 300-400 мм, находится посадочное место для установки на хвостовик коленвала. Оно представляет собой расширение (ступицу). В центре — большое отверстие, а 4-12 отверстий под болты помещены на окружности для фиксации.

Одномассовый маховик

Противоположной стороне отводится роль ведущего диска сцепления. Наружную поверхность оснастили местом под установку сцепления и кольцевой контактной площадкой — под ведомый диск сцепления. По окружности внешней стороны напрессовали зубчатый венец из стали.

Простота конструкции, относительная дешевизна производства обусловили массовое распространение такого вида маховиков Существенный недочет конструкции — она не способна в достаточной степени погасить крутильные колебания, возникающие в современных более мощных, но при этом менее объемных моторах. Поэтому на таких автомобилях зачастую устанавливают двухмассовые маховики.

Двухмассовый (демпферный) маховик

Между двумя дисками конструкции (ведущим и ведомым), которые соединены подшипником, расположена особая пружинно-демпферная система. Ее применение позволило отказаться от использования в ведомом диске сцепления демпфирующего устройства. Ведущий диск двухмассового маховика непосредственно соединен с фланцем коленвала. Крутящий момент передается на ведомый диск, но благодаря пружинно-демпферной системе внутри это происходит с задержкой и с гашением вибраций и крутильных колебаний.

Двухмассовые маховики имеют ряд преимуществ:

Двухмассовый маховик

• лучше справляются с колебаниями, вибрациями, толчками;
• способствуют тому, чтобы удобнее переключались передачи;
• уменьшают износ синхронизаторов;
• защищают трансмиссию;
• помогают сэкономить топливо.

Но есть и недостатки:

• они дороже в производстве, обслуживании и при замене;
• более требовательны к условиям эксплуатации — не любят сильных вибраций, езды на низких оборотах, перегрева.

Двухмассовые маховики имеют ряд названий, которые по сути являются аббревиатурами: DMF (Dual-Mass Flywheel на английском) или ZMS (ZweiMassenSchwungrad на немецком).

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Эта новая разновидность двухмассового маховика. Пружинно-демпферная система получила дополнение – центробежный маятник в виде грузов по окружности махового колеса. Низкие обороты двигателя вызывают раскачивание грузов ввиду незначительной центробежной силы. Вызванные колебания находятся в противофазе с теми, что частично сгладили пружины, что позволяет окончательно их погасить. При возросших оборотах амплитуда центробежного маятника уменьшается, как и значение в демпфировании.

Главное достоинство конструкции — помощь в устранении неравномерности вращения коленвала на низких оборотах. Его распространение связано с доминирующими в автомобилестроении тенденциями:

• сделать мотор меньшим по объему и легче, сохранив мощность;
• расширить диапазон крутящего момента, используя низкие обороты.

Неисправности и их признаки

Ввиду немалых нагрузок со временем маховик деформируется и разрушается.

В одномассовом маховике проблемным местом может быть зубчатый венец, который может разрушаться со временем. Его демонтируют механическим способом. При установке нового – приходится прибегать к нагреву и заменять болты. Также возможно появление трещин и поломок диска. Решается только заменой детали целиком.

Повреждение зубьев венца

Замена венца на одномассовом маховике

Чтобы своевременно выявить неисправности одномассового маховика, обращайте внимание на:

• возросший уровень вибраций, шумов;
• ухудшение работы сцепления;
• проблемы при запуске двигателя.

Что касается двухмассового маховика, то его более сложная конструкция подразумевает возникновение неисправностей, которые устранить труднее. В нем могут:

• поломаться, полностью разрушиться дуговые пружины;
• износиться подшипники, детали, подвергающиеся трению.

Поломка пружин в двухмассовом маховике

Признаки проблем с двухмассовым маховиком следующие:

1. Ощущение вибрации при пуске двигателя, возможно с толчками, которые чувствуются даже в рычаге КПП.
2. Мягкий стук при работе двигателя на холостых оборотах.
3. Вибрация во время разгона.
4. Толчки при переключениях передач.
5. Вибрация, возникающая даже после глушения двигателя.

В теории двухмассовый маховик можно перебрать, но на практике его только меняют.

Подбор и покупка деталей

Маховики подбирают по VIN-коду или модели/марке автомобиля или коду двигателя. Выбирая между оригинальными деталями и аналогами от ведущих мировых производителей, учитывайте тот факт, что такие производители как LUK и Sachs изобрели конструкцию двухмассового маховика и чаще всего с завода в машинах стоят именно их детали. Поэтому при разнице в стоимости между оригиналом и продукцией LUK/Sachs выбирайте то, что будет дешевле — в коробке будет одно и то же.

Одномассовый маховик меняется только на деталь такой же конструкции. Для тюнинга автомобилей применяют облегченные маховики, но его нельзя просто установить — нужно менять или компоненты двигателя, или хотя бы настройки его работы.

Двухмассовый маховик следует менять на аналогичную деталь. Но некоторыми производителями предлагается замена двухмассовых маховиков на более надежную конструкцию одномассового маховика с определенными доработками. Такие conversion kits (комплекты для переоборудования) предлагает компания Valeo — еще один крупнейший мировой производитель автозапчастей и двухмассовых маховиков. Такая замена до сих пор остается спорным вопросом — такие производители как LUK и Sachs утверждают, что так делать нельзя — никакой одномассовый маховик не справится с задачами двухмассового (в первую очередь вибрациями и крутильными колебаниями), поэтому вы снижаете ресурс коробки передач и других смежных деталей. Valeo, который и предлагает подобную замену, утверждает, что его инженеры все продумали и такая замена допускается только для определенных моделей двигателей (VAG 1,9, 1,8 турбо, Passat B5, Caddy, Audi A3, Audi TT, Golf5, Golf6, Skoda Octavia в первом кузове, практически все модели группы VAG с 2000-х по 2009 год с двигателями 1,8).

Связанные термины

Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия

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

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

Принцип действия маховика двигателя

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

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

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

Как устроен маховик и основные его виды

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

Виды маховиков

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

Двухмассовый маховик (демпферный)

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

Подобное устройство выполняет ряд важных функций и задач:

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

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

Сплошной маховик

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

Облегченный маховик

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

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

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

Маховик двигателя видео:

Что такое маховик и зачем он нужен двигателю?

Маховик — это специальное дискообразное механическое приспособление, крепящееся болтами к заднему концу коленчатого вала и служащее главным образом для создания инерции вращения коленчатого вала и трансмиссии (см. абзац ниже). Вокруг внешнего периметра маховика, представляющего собой зубчатые шестерни, привод стартера входит в зацепление с данным зубчатым венцом маховика, поворачивая маховик, который вращает коленчатый вал, тем самым приводя в движение сам двигатель.

Зачем нужен маховик? Маховик довольно тяжелый по своей массе — это сделано для того, чтобы при вращении он не давал поршням двигателя остаться в мертвой точке, как бы подталкивая их своим вращением вкупе со своей массой — одним словом, маховик нужен для создания инерции.

Что такое маховик и зачем он нужен двигателю? Видео 

Как работает маховик? Объясняется простыми словами

Маховик — это машина, которая резервирует энергию вращения, сопротивляясь изменениям скорости вращения. Запасенная энергия пропорциональна квадрату скорости вращения. Вы можете изменить сохраненную мощность машины, применив крутящий момент для увеличения или уменьшения ее скорости вращения. Машина или транспортное средство теряет импульс каждый раз, когда замедляется или останавливается. Маховик восполняет потерянный импульс за счет зарезервированной мощности.В этом кратком руководстве мы обсудим , как работает маховик и что он делает.

Что такое маховик на автомобиле?

Маховик — это тяжелое колесо, которое требует большого усилия для вращения вокруг своей оси. Когда колесо движется с высокой скоростью, оно будет продолжать вращаться, если вы не остановите его, приложив много усилий. Когда он вращается, он сохраняет большое количество кинетической энергии, которую позже использует для включения транспортного средства или машины во время запуска двигателя или увеличения скорости.

Что такое маховик на автомобиле? Технически объяснение, маховик (если ручной) или гибкий диск (если автоматическая коробка передач) определяется как диск, который прикреплен болтами к коленчатому валу в задней части двигателя. Он служит многим целям:

• На автомобилях с механической коробкой передач образует одну из поверхностей трения для сцепления. К нему прикручен нажимной диск сцепления, и диск сцепления зажат между ними.
• На автомобилях с автоматической коробкой передач он на самом деле известен как гибкая пластина, а гидротрансформатор болтами трансмиссии.

На его внешнем крае находится зубчатое кольцо, которое стартер поворачивает для запуска двигателя. Из-за большого диска (относительно коленчатого вала) это позволяет стартеру иметь больше рычагов воздействия на двигатель.

Он также служит для выполнения определенных задач работы двигателя. Хотя более массивные маховики требуют больше энергии для вращения, при вращении они набирают больше оборотов и помогают двигателю работать более плавно и плавнее переключаться на более высоких оборотах.

Как работает маховик?

Как работает маховик для хранения энергии? Что ж, вы можете сравнить это с механизмом механической батареи.В то время как аккумулятор хранит энергию в химической форме, маховик сохраняет энергию в форме движения или, если быть точным, кинетической энергии.

Маховик может накапливать больше энергии, если он вращается с большей скоростью или имеет больший момент инерции, что означает более крупный размер. Однако он всегда работает лучше, когда вы вращаете его быстрее, а не увеличиваете его массу. Например, колесо будет производить вдвое больше энергии, чем то, которое весит половину его, при условии, что оба они вращаются с одинаковой скоростью.С другой стороны, вращение колеса зажигалки вдвое быстрее увеличит количество запасенной энергии в четыре раза.

Чем легче маховик, тем больше запасается энергии

ПОДРОБНЕЕ

По этой причине всегда лучше использовать более легкие, быстроходные колеса, чем агрегаты, имеющие большой вес. Кроме того, компактные маховики имеют практический смысл в гоночных автомобилях, потому что они должны быть как можно более легкими для движения на высоких скоростях.

Как работает маховик , когда вы постоянно увеличиваете скорость? Это невозможно, потому что есть момент, когда материал колеса не сможет справиться с силой и разбиться на фрагменты.

Каковы функции маховика?

Прежде чем углубляться в принцип работы маховиков для автомобилей , важно знать их функции. Он используется практически во всех типах автомобилей, включая гоночные автомобили, поезда и автобусы. Раньше они имели большой диаметр со спицами и громоздкий металлический обод. Однако современные устройства более компактны, так как сделаны из композитных материалов или углеродного волокна. Вам нужно сильно толкать колесо, чтобы оно пришло в движение.В основном он выполняет эти функции в большинстве автомобилей:

1. Запуск двигателя

Зубья шестерни врезаются в опору маховика по окружности, запускающую двигатель. В стартере двигателя небольшая шестерня (называемая шестерней Bendix) соединяется с маховиком, когда вы поворачиваете ключ. Комбинация шестерня / стартер Bendix вращает маховик, поворачивая коленчатый вал и начиная цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. После запуска двигателя шестерня Bendix снимается, позволяя маховику свободно вращаться.

2. Сглаживание оборотов двигателя

После запуска двигателя коленчатый вал преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение. Тем не менее, это движение прерывистое, поскольку мощность генерируется только дважды (для четырехцилиндрового двигателя) или четыре раза (для восьмицилиндрового) за один оборот двигателя. Масса маховика обеспечивает инерцию, чтобы коленчатый вал двигателя вращался между каждым из этих срабатываний поршня, поэтому скорость вращения коленчатого вала остается постоянной, а двигатель работает плавно.

3. Балансировка двигателя

Поскольку поршни смещены относительно центра коленчатого вала, двигатель, следовательно, вибрирует и раскачивается, поскольку каждый поршень срабатывает под разным углом. Большой вес маховика подавляет это движение из стороны в сторону, помогая стабилизировать и уравновесить двигатель на опорах и снизить вибрацию по всему автомобилю.

4. Снижение напряжения трансмиссии

За счет стабилизации движения двигателя и плавности его скорости маховик ограничивает износ других компонентов трансмиссии.Хотя валы двигателя и трансмиссии параллельны друг другу, крепления между осью и трансмиссией — нет; карданный вал использует универсальные шарниры, которые постоянно меняют угол поворота при повороте. Маховики помогают снизить износ таких шарниров.

5. Манипуляции с весом

Вес маховика — это одна из регулировок, которую производители двигателей используют для настройки характеристик своего двигателя для конкретных целей.

• Более тяжелые маховики позволяют двигателям работать при нагрузках, которые могут вызвать его увязку; таким образом, автомобили, постоянно буксирующие тяжелые прицепы, должны иметь больший маховик.
• Двигатели, работающие на высоких скоростях, такие как двигатели гоночных автомобилей, имеют более легкий маховик для лучшего ускорения на скорости; что может затруднить плавную работу двигателя на холостом ходу и затруднить ускорение после полной остановки. Из-за этого гонщикам нужно, чтобы их пит-бригады подталкивали их к запуску машин.

Топ-5 симптомов неисправности маховика

1. Обжигающий запах

Этот запах возникает при неправильном использовании сцепления из-за неисправного маховика или неопытного водителя.На облицовке муфты используются материалы, снижающие уровень шума, производимого муфтой во время работы. Облицовка муфты выделяет много тепла из-за трения из-за неправильного использования, что, по сути, приводит к глянцеванию поверхности от тепла. Следствием этого является сильный резкий едкий запах, который может стать довольно заметным.

2. Дребезжание сцепления

Вместо плавного включения сцепление «проскальзывает» по маховику. Сцепление многократно захватывает и отпускает, что ощущается как заикание или вибрация при отпускании сцепления.Это может происходить на любой передаче, но наиболее популярно при трогании с полной остановки. В то время как деформированный маховик иногда является причиной, вибрацию сцепления может быть трудно диагностировать, поскольку прижимной диск, диск сцепления или выжимной подшипник часто являются неисправностью, независимо от того, изношены ли детали, сломаны, деформированы или загрязнены маслом из-за двигателя или утечка трансмиссии.

3. Пробуксовка сцепления

Часто, когда вы пытаетесь переключить передачи во время движения, передачи могут проскальзывать.Обычно это происходит, когда вы можете сказать, что на колеса не передается мощность. Часто это прямой результат износа сцепления. Проскальзывающая муфта в конечном итоге приведет к износу и маховика. Вы можете начать слышать скрежет прижимного диска, и в конечном итоге другие детали маховика в узле сцепления перегреются, что приведет к их деформации или даже к трещинам.

4. Перемещение сцепления

Противоположно пробуксовке сцепления. Вместо выключения сцепления сцепление просто не выключается полностью.Вы столкнетесь с различными уровнями шлифования шестерен при переключении передач или даже с полной неудачей при включении первой передачи при трогании с места.

Торможение сцепления на самом деле не является неисправностью самого маховика. Это подшипник или втулка маховика или коленчатого вала в сборе.

5. Вибрация педали сцепления

Наряду с этим, каждый раз, когда вы нажимаете на сцепление, могут возникать вибрации от педали сцепления или пола вашего автомобиля. Эти колебания указывают на то, что опоры рессоры маховика вышли из строя.Как вы, возможно, знаете, пружинный механизм обычно снижает вибрации, создаваемые используемым сцеплением.

Почему маховики важны и какие бывают типы?

Подобно большому тяжелому диску, установленному между коленчатым валом и системой сцепления, маховик играет жизненно важную роль в передаче мощности любому двигателю.

Простое, но эффективное устройство, маховик в вашем автомобиле — жизненно важная часть трансмиссии, которая творит чудеса с передачей мощности от двигателя.Он напоминает большой тяжелый диск, который соединен с концом коленчатого вала и взаимодействует с диском сцепления для включения привода колес.

Физика, лежащая в основе маховика, означает, что ему нужен большой крутящий момент, чтобы заставить его вращаться, но, в свою очередь, ему также нужен большой крутящий момент, чтобы замедлить его, а это означает, что он очень эффективно сохраняет угловой момент. Это делает маховик простым устройством накопления энергии, и когда он устанавливается на хвостовой части коленчатого вала, он использует эту сохраненную энергию вращения для сглаживания передачи мощности от двигателя.

По мере того как поршни совершают возвратно-поступательное движение, они проявляют разные силы и крутящие моменты на каждой стадии цикла двигателя. Наибольший крутящий момент возникает во время рабочего хода, когда поршень мощно опускается вниз, быстро вращая коленчатый вал.

Без маховика, прикрепленного к концу коленчатого вала, вращение было бы неравномерным, с быстрым вращением на рабочем такте, за которым следовало бы 540 градусов относительно невысокой скорости вращения каждого поршня. Таким образом, маховик использует свою высокую инерцию вращения (свою устойчивость к изменениям скорости вращения) для выравнивания крутящего момента, так что коленчатый вал вращается более равномерно и плавно.

Фантастический практический эксперимент, демонстрирующий работу двигателя с маховиком

Поскольку вес маховика является ключевым фактором в его энергосбережении, огромная масса большого выступа на конце коленчатого вала оставляет возможности для некоторых изменений. Облегченные маховики стали неотъемлемой частью автоспорта и гусеничных дорожных автомобилей, мгновенно меняющих динамику двигателя. Облегчение происходит путем удаления излишков материала с существующего маховика (в более старых вариантах, сделанных из чугуна) и его балансировки, или путем покупки вторичного маховика (обычно сделанного из стали), разработанного специально для данного автомобиля.

Уменьшенная масса означает, что маховик намного легче вращается под действием мощности двигателя.Это делает его идеальным для ускорения на более низких передачах, когда частота вращения двигателя должна быстро меняться, и является популярной модификацией для автомобилей, жаждущих более динамичной трансмиссии.

Отсутствие инерции в облегченном маховике также означает, что частота вращения двигателя очень быстро падает при переключении на более высокую передачу (вместо зависания) и увеличивается при малейшем нажатии педали акселератора для плавного переключения на пониженную передачу за счет согласования оборотов.Хотя плавность оборотов двигателя может быть несколько нарушена в результате уменьшения массы, резкие характеристики оборотов делают это снижение веса общей темой в автомобилях, модифицированных для автоспорта.

Быстрая демонстрация характеристик стандартного и облегченного маховика.Видео через Heywood Jablome

Другой тип — двухмассовый маховик , который работает противоположно облегченному варианту, принося вторичный кусок материала в бой. Так в чем же смысл его добавления?

Когда двигатель совершает возвратно-поступательное движение, циклы создают большое количество нежелательной вибрации, которая может нарушить работу других компонентов на линии.Эти колебания различаются по частоте в зависимости от количества цилиндров под рукой и их ориентации.

Например, балансировка двигателя, задействованная в рядной шестерке, создает очень небольшие неблагоприятные вибрации, поскольку первичные и вторичные силы, создаваемые внутри двигателя, компенсируют друг друга. С другой стороны, одно- и двухцилиндровые двигатели создают большое количество вибраций из-за присущего им дисбаланса. Возникающие в результате вибрации распространяются от коленчатого вала к трансмиссии и могут нарушить переключение передач и общую работу коробки передач.

Двухмассовый маховик делает все возможное для борьбы с этими вибрациями, демпфируя их влияние за счет двух масс и комбинации пружин.Одна масса соединена с коленчатым валом, а другая — с трансмиссией.

Первичная масса образует большой диск, который вращается вместе с коленчатым валом, а вторичная масса представляет собой меньший диск, который находится внутри него. Пружины физически соединяют две массы, поэтому, когда первичная масса вращается, вторичная масса также находится под влиянием пружин. Пружины являются ключевым компонентом, поскольку они максимально уравновешивают любые неприятные вибрации, прежде чем они достигнут вторичной массы и трансмиссии.

Этот бесшумный, но обучающий ролик демонстрирует внутреннюю работу двухмассового маховика

Маховики должны были идти в ногу с тенденцией к уменьшению габаритов последних лет из-за отсутствия цилиндров, что приводит к нежелательным отклонениям частоты вращения коленчатого вала и большим уровням вибрации.Это способствовало развитию подобных двухмассовых маховиков со стандартными одномасовыми агрегатами, позволяющими по сравнению с ними иметь громкую и дребезжащую трансмиссию.

К сожалению, более сложная природа компонентов двухмассового маховика означает, что детали изнашиваются и их необходимо заменять, что увеличивает затраты на обслуживание того, что должно быть долговечным и простым компонентом.

У вашего автомобиля двухмассовый или облегченный маховик? Может быть, вы даже ежедневно водите машину с доработанным маховиком? Прокомментируйте ниже свой опыт работы с этим жизненно важным компонентом!

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Маховик со спицами

Маховик — это тяжелый диск или колесо, прикрепленное к вращающемуся валу. Маховики используются для хранения кинетической энергии. Импульс маховика не позволяет ему легко изменять скорость вращения. Благодаря этому маховики помогают валу вращаться с одинаковой скоростью. Это помогает, когда крутящий момент, прилагаемый к валу, часто меняется. Неравномерный крутящий момент может изменить скорость вращения.Поскольку маховик сопротивляется изменениям скорости, он снижает влияние неравномерного крутящего момента. Двигатели, которые используют поршни для обеспечения мощности, обычно имеют неравномерный крутящий момент, и для решения этой проблемы используются маховики.

Чтобы заставить колесо (любое колесо) вращаться, требуется энергия. Если трение мало (хорошие подшипники), то он будет долго вращаться. Когда требуется энергия, ее снова можно взять из колеса. Итак, это простое механическое средство хранения энергии. Количество запасенной энергии зависит от веса и скорости вращения — чтобы более тяжелое колесо вращалось быстрее, требуется больше энергии.Другим фактором является радиус (размер), потому что чем дальше от оси находится часть колеса, тем больше энергии требуется для вращения. Эти три фактора могут быть представлены как M (масса), ω {\ displaystyle \ omega} (угловая скорость) и R (радиус). Объединение двух приведенных ниже уравнений дает ω {\ displaystyle \ omega} ² MR ² /4. Маховик — это не просто колесо, оно специально предназначено для хранения энергии. Так что он должен быть тяжелым и / или быстро вращаться. Например, у некоторых автобусов есть маховик, который используется для остановки и запуска.Когда автобус останавливается (например, на светофоре), маховик соединяется с колесами, поэтому энергия вращения передается ему, поэтому автобус замедляется, а маховик ускоряется. Затем, когда автобус снова должен начать движение, он снова подключается и энергия передается обратно. Конечно, вам не захочется таскать тяжелое колесо в автобусе, поэтому оно сделано из более легкого материала, способного выдержать чрезвычайно быстрое вращение.

Кинетическая энергия вращающегося маховика равна

E = 12Iω2 {\ displaystyle E = {\ frac {1} {2}} I \ omega ^ {2}}

Где момент инерции центра масс равен

I = 12MR2 {\ displaystyle I = {\ frac {1} {2}} MR ^ {2}}

где I {\ displaystyle I} — момент инерции массы относительно центра вращения, а ω {\ displaystyle \ omega} (омега) — угловая скорость в радианах.

Маховик использовался с древних времен, наиболее распространенным традиционным примером является гончарный круг. Во время промышленной революции Джеймс Ватт внес свой вклад в разработку маховика в паровом двигателе, а его современник Джеймс Пикард использовал маховик.

В мире венчурного капитала термин «маховик» используется для обозначения повторяющегося, приносящего прибыль центра бизнеса.

Что такое маховик? (с рисунком)

Маховик — это простое вращающееся колесо, используемое для хранения энергии или стабилизации чего-либо. Энергия, которую он хранит, равна его моменту инерции — физическому термину, который в основном означает массу объекта, умноженную на квадрат расстояния от оси вращения, умноженный на квадрат его угловой скорости, деленный на 2. Помощь маховиков стабилизируют приводные валы, подверженные переменному давлению, например, поршневые двигатели или поршневые насосы. Стабилизирующий эффект достигается за счет того, что маховик сопротивляется изменению скорости вращения.

Маховики используются в качестве накопителей энергии для научных экспериментов с большой мощностью, которые могут вызвать недопустимый всплеск мощности при отключении электроэнергии от электросети.Такие батареи с маховиком могут работать в вакууме, чтобы предотвратить потерю энергии из-за трения воздуха, и будут периодически снова увеличивать скорость, чтобы компенсировать потерю скорости вращения из-за рассеивания энергии из-за тепла и вибрации. Хорошая конструкция маховика будет рассеивать как можно меньше тепла и вибрации, сохраняя энергию для целевого применения.

Маховик накапливает разное количество энергии в зависимости от его массы и скорости вращения.Например, велосипедное колесо имеет массу около 1 кг (2,2 фунта), диаметр около 70 см (28 дюймов) и скорость вращения около 150 об / мин (оборотов в минуту). В сумме это составляет 15 Дж (джоулей) накопленной энергии. Затем рассмотрим колесо поезда, движущегося со скоростью 60 км / ч (37 миль / ч), с массой 942 кг (2076 фунтов), диаметром 1 м (3,3 фута) и скоростью вращения 318 об / мин. У этого маховика будет энергия вращения около 64 кДж (килоджоулей), что примерно в 43000 раз больше, чем у колеса велосипеда.

Батареи с маховиком, предназначенные для аккумулирования энергии, имеют намного большую энергию, чем оба этих предыдущих примера, в основном из-за экстремальных скоростей вращения.Один из примеров, сделанный компанией по производству маховиков в Оттаве, имеет массу 100 кг (220 фунтов), диаметр 60 см (27 дюймов) и скорость вращения 20 000 об / мин. Эта маховиковая батарея может хранить около 10 МДж (мегаджоулей), чего достаточно, чтобы зажечь 100 100-ваттных лампочек в течение 1000 секунд. Этот аккумулятор с маховиком не намного больше холодильника. Маховик еще большего размера, используемый в качестве резервного источника электроэнергии, может выдерживать мощность 100 МДж. Эти типы маховиков могут использоваться в казино, больницах, центрах обработки данных или в промышленности для поддержания питания в случае сбоя или колебаний на входе.

Как маховики накапливают энергию?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 10 марта 2020 г.

Стоп … старт … стоп … старт — это не способ водить машину! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль или машину, вы впустую тратить накопленный заранее импульс, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Разве не было бы лучше, если бы вы могли как-то хранить эту энергию, когда вы остановился и вернуть его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать за вас.Впервые использован в гончарные круги, которые тогда очень популярны в гигантских двигателях и машинах во время промышленной революции маховики теперь возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и мощности растения. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

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

Зачем нужны маховики

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

Двигатели самые счастливые и самые эффективные когда они вырабатывают мощность 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 необходимо полностью остановиться.Муфты и шестерни частично решают эту проблему. (Клатч — это механический «выключатель», который может отключить двигатель от машины это вождение, в то время как шестерня — это пара заблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (усилие поворота) машины, поэтому он может ехать быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с одинаковой скоростью.) Но чего не могут сделать сцепления и шестерни, так это сэкономить энергию, которую вы тратите впустую. когда вы тормозите и отдаете позже. Это работа маховика!

Что такое маховик?

Маховик — это очень тяжелое колесо, которое требуется много силы, чтобы вращаться.Это может быть большой диаметр колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра, сделанный из чего-то вроде углеродного волокна композитный. В любом случае, это колесо, которое нужно толкать действительно сложно настроить его вращение. Так же, как маховику нужно много силы, чтобы запустить его, поэтому для его остановки требуется много силы. В виде в результате, когда он вращается на высокой скорости, он стремится к продолжать 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 об «механический аккумулятор», но он накапливает энергию в виде движения (другими словами, кинетическая энергия), а не энергия, запасенная в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясненные в поле ниже — но вы можете пропустить их, если вам это не интересно или вы знаете про них уже) скажите что большого диаметра и тяжелых колес хранят больше энергии, чем колеса меньшего размера и легкости, а маховики которые вращаются быстрее, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широкого и тяжелого стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактные и изготовленные 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 таким же образом вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что они то, что называется моментом инерции (сколько «хлама» они сделаны из и как это распределено) и угловой скорости (как быстро они вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость аналогична обычной. скорость только ходит по кругу.

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

E = ½mv2

(где m — масса, а v — скорость), поэтому эквивалентный кинетический энергия вращающегося объекта дается этим:

E = ½Iω2

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

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и сбивает с толку, но понять его гораздо проще, чем вы могли бы считать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и количества движения эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько фактической массы он имеет, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка, она вращается. Чем дальше от центра находится масса, тем большее влияние он оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта — и мы количественно оцениваем это, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Так что большой диаметр, легкий, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокий момент инерции, чем у прочного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса дальше от точки вращения.

Законы о сохранении

Законы сохранения энергии и закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам так же, как они применяется к объектам, движущимся по прямой линии. Так что то, что крутится с определенное количество энергии и углового момента (вращение эквивалент обычного прямолинейного количества движения) сохраняет свое угловой момент, если только сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет это.Этот закон называется сохранением угловой импульс.

Когда фигурист протягивает руки, некоторые из их масса находится дальше от центра их тела (точки вращения) значит, у них более высокий момент инерции. Если они быстро крутятся с вытянутыми руками, но затем внезапно подносят руки к центр они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит, что их полный угловой момент должны оставаться такими же, и это может случиться только в том случае, если они вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить движение, когда они снова руки).

Artwork: Если вы медленно вращаетесь (стоя на вращающемся подносе без электропитания или сидите на офисном стуле) и быстро прижимаете руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставьте его неизменным).

Какая лучшая конструкция для маховика?

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 поскольку кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы Вы можете видеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обод, который вдвое тяжелее (удваивает его момент инерции), он накапливает вдвое больше энергии, когда вращается с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (вдвое больше угловая скорость), вы в четыре раза увеличите запас энергии.Вот почему конструкторы маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, быстроходные маховики тоже более практично в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила на маховике увеличивается со скоростью, а энергия, которую колесо может накапливать, равна ограничено прочностью материала, из которого он изготовлен: вращать маховик слишком быстро, и вы в конечном итоге достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на фрагменты.Прочные и легкие материалы лучше всего подходят для маховиков, поскольку они могут быстрее всего вращаться без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, композиты из углеродного волокна, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые специально разработаны, чтобы безопасно разбиться на крошечные фрагменты, если они будут вращаться слишком быстро.

Произведения: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, фиксированный момент инерции — или есть? Эта гениальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запасаемой энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в движение груз (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 рычажный механизм (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычажный механизм ( 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 сохранять свою энергию?

Фото: Маховики со временем перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипники с очень низким коэффициентом трения, они сохранят свою энергию в течение нескольких дней. В этом экспериментальном маховике используется сверхпроводящий подшипник без трения, который вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США / Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет продолжать двигаться, если на него не действует сила.Вы можете подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема заключается в том, что маховики вращаются на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть еще одна проблема: поскольку маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы, устанавливая их на подшипниках с низким коэффициентом трения. подшипники и герметизированы внутри металлических цилиндров, поэтому они не теряют столько энергия на трение и сопротивление воздуха, как это делали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они почти полностью вращаются без трение) и герметизированы внутри вакуумных камер (поэтому нет потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

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

Считайте что-то вроде старомодного пара тяговый двигатель — по сути, тяжелый старый трактор с приводом от паровой двигатель, который движется по дороге, а не по рельсам. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателями производя мощность 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 полезная работа для нас.

Во-первых, если паровой двигатель вырабатывает мощность с перерывами (возможно, потому, что у него только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, которую получают колеса. Так что пока цилиндр двигателя может добавлять мощность на маховик каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика на устойчивой, непрерывной скорость — и двигатель будет плавно катиться, а не дергаться в уходит и запускается (как если бы он приводился в действие непосредственно поршнем и цилиндр).

Во-вторых, маховик можно использовать для замедления автомобиль, как тормоз, но тормоз, поглощающий энергию автомобиля вместо того, чтобы тратить его как обычный тормоз. Предположим, вы ведете тяга двигателя по улице, и вы внезапно хотите остановиться. Вы может отключить паровой двигатель с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы замедляться. При этом будет передаваться энергия от автомобиля к маховику, который набирает скорость и сохраняет спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью прекратить.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы должны использовать сцепление, чтобы повторно подсоедините маховик к ведущим колесам, чтобы маховик вернуть большую часть двигателя, поглощенного им при торможении.

В-третьих, маховик может использоваться для временного дополнительная мощность, когда двигатель не может производить достаточно. Предположим, вы хотите обогнать медленно движущуюся лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному из двигатель или колеса. Когда вы снова подключаете его к колесам, он как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это только работает однако временно, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна потеряться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Вы можете утверждать, что маховики — одно из старейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они обладали высоким моментом инерции, работали как маховики, предназначались они для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая старая из существующих форм круга — даже старше, чем круги используется при транспортировке) полагается на то, что его поворотный стол будет прочным и тяжелым (или с тяжелым ободом), поэтому он имеет высокий момент инерции, который заставляет его вращаться самостоятельно пока вы лепите сверху глину руками.Водяные колеса, которые производят энергию из рек и ручьев, также имеют форму маховиков, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и питание мельниц на постоянной скорости. Такие водяные колеса стали популярными со времен Римской империи.

Фото: Гидравлические колеса используют простой принцип маховика для поддержания постоянной скорости вращения. Это модель подводного водяного колеса (приводимое в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики времен Промышленного Revolution и используются в таких вещах, как заводские паровые машины и тяговые двигатели. Присмотритесь практически к любой заводской машине из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и вращаются с большой скоростью скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть выполнены с высокой точностью, так как даже если они немного разбалансированы, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность чугуна и стали в Промышленная революция сделала возможным создание качественных, высоких прецизионные маховики, которые сыграли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и качественно.

После работ таких пионеров электричества 19 века, как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре стала широко доступны для управления заводскими машинами, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, угольные паровые машины. Между тем, автотранспорт, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания, работающие от бензин, дизельное топливо и керосин.Маховики обычно были большими и тяжелыми и не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховиков несколько упала на на обочине по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова поднялась, в основном потому, что людей стало больше обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию — и маховики очень хороши в этом.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как M.A.N. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как гиробусы. Основная идея — установить тяжелый стальной маховик (диаметром около 60 см или пару футов, вращающийся со скоростью около 10000 об / мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощение кинетической энергии и замедление транспортного средства.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается передает энергию трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные тормоза с маховиком, что может дать общую экономию энергии, возможно, на треть или более. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстрые вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо батарей. Одним из больших преимуществ этого является то, что маховики потенциально может прослужить в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые могут потребуется очень дорогая замена примерно через десять лет.

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

За последние несколько лет болиды Формулы 1 также использовали маховики, но больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Kinetic Energy Recovery System) и состоит из очень компактного, очень скоростного маховика. (вращается со скоростью 64000 об / мин), которая поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла при торможении. Водитель может нажмите переключатель на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, обеспечивая кратковременный прирост скорости при для разгона нужна дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы не повредить драйвер, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, аналогично гибридным автомобилям.)

Так же, как маховики — в виде водяные колеса — играли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии. Один трудностей с силовыми установками (а тем более с формы 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 намного проще, чем стоит хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Иногда, когда предложение электроэнергии превышает спрос (например, ночью или в выходные) электростанции могут кормить их избыток энергии в огромные маховики, которые будут хранить ее в течение периоды от минут до часов и время от времени отпускайте его снова пиковой потребности. На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании. Компания Beacon Power первой использовала маховики, чтобы обеспечить накопление энергии до 20 мегаватт для удовлетворения временных пиков потребность.Они также используются в компьютерных центрах обработки данных, чтобы обеспечивать аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики — это относительно простая технология с множество плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторные батареи: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, они обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (Есть еще много работающих маховиков, начиная с Industrial Revolution), экологически безопасны (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химикатов, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают обороты. (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективен (может быть 80 процентов или более) и занимает меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, накачанные водохранилища).

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

Самый большой минус маховиков (конечно что касается транспортных средств) — это вес, который они добавляют. Полная Формула 1 KERS 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) в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущегося автомобиля будет действовать как гироскоп, сопротивляться изменениям в своем направлении и потенциально влиять на управляемость автомобиля (хотя есть разные решения, включая установку маховиков на карданы, как корабельный компас).А дальнейшая трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются с чрезвычайно высокой скоростью, что может вызвать их разбить и взорвать на осколки. Это действует как ограничение на насколько быстро могут вращаться маховики и, следовательно, сколько энергии они можно хранить. В то время как традиционные колеса делались из стали и вращались на открытом воздухе современные чаще используют высокоэффективные композиты или керамика и быть запечатанными внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергия без ущерба для безопасности.

Маховик — wikiwand

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Flywheel .

Подключено к:

Из Википедии, свободной энциклопедии

Спасибо за жалобу на это видео!

Двухмассовый маховик Форд Фокус

Для чего нужен маховик в двигателе

Необходим маховик двигателя для набора инерции вращения коленчатого вала, которая позволяет поршням преодолеть мертвые точки. Кроме того, эта деталь двигателя внутреннего сгорания передает крутящий момент на стартер и коробку передач. Снижается неравномерность вращения  кривошипно-шатунного механизма.

К каким системам относится?

Несмотря на то, что крепится деталь на коленчатый вал ДВС, относится маховик сразу к нескольким системам двигателя:

• редуктор системы запуска – на него передается вращение;
• стартер – работа маховика обеспечивает начальное вращение вала ДВС;
• коробка передач – на нее передается крутящий момент с диска сцепления;
• кривошипно-шатунный механизм – сглаживаются импульсы неравномерного вращения.

Крупные размеры маховика позволяют при начальном вращении набрать этой детали инерцию. Поскольку она жестко связана с коленвалом, поршни в нижней/верхней точке не задерживаются, а увлекаются дальше по ходу вращения для нового цикла сжатия/воспламенения топлива.

Из-за наличия мертвых точек вал вращается неравномерно, вначале набирает угловую скорость, затем теряет ее. Поэтому диаметр маховика подбирается для каждого мотора индивидуально, чтобы сгладить значения этих угловых скоростей в разные отрезки времени. Основными проблемами при этом становятся:

• расположение вращающегося маховика на одном конце коленвала – резкое увеличение нагрузки на подшипник с этой стороны;
• повышение общего веса коленвала – нагрузка возрастает на оба подшипника, кривошипы и шатуны.

Поэтому подшипники усиливаются, чтобы вращаться в экстремальных эксплуатационных условиях весь заявленный ресурс.

Местоположение внутри ДВС

Находится эта деталь всегда у коренного подшипника коленчатого вала, являющегося самым мощным в моторе. Более подробно увидеть местоположение внутри ДВС позволяет чертеж маховика сборочный. К фланцу коленвала он крепится ступицей, обратная сторона приходит в зацепление с главным диском сцепления.

Зубчатый венец на наружном диаметре маховика предназначен для зацепления с бендиксом стартера в момент запуска ДВС.

Поскольку во всех указанных приводах используются зубчатые передачи, метка на маховике показывает его нормальное положение относительно вала и ведущего диска сцепления. Чтобы деталь, в свою очередь, не создавала вибраций на коленвал ДВС, производится балансировка маховика на стенде.

Конструкция маховика

Изначально детали изготавливалась из чугуна цельной, в настоящее время кроме классических модификаций существуют дополнительные виды маховиков демпферный и облегченный. Автомобиль комплектуется этим узлом на заводе, но в некоторых случаях владелец может произвести тюнинг ДВС, заменив его другой модификацией.

Классический сплошной

Традиционный полнотелый маховик отливается в виде диска из серого чугуна. Этот конструкционный материал не пригоден для изготовления зубчатой передачи, зато резко снижает себестоимость детали и повышает эксплуатационный ресурс.

Затем на наружный диаметр заготовки напрессовывают обод маховика с зубьями для периодического зацепления в момент запуска ДВС с бендиксом стартера. Диаметр готового изделия обычно составляет 40 см, число зубьев зависит от конкретной схемы передачи авто.

С одной стороны поверхность маховика имеет вид фланца для присоединения к аналогичным посадочным отверстиям главного диска сцепления. Для защиты от механических повреждений используется кожух маховика, крепящийся болтами к блоку цилиндров.

При регулярном подключении/отключении стартера возможна поломка зубьев. Поэтому обод (венец) считается расходным элементом детали, продается отдельно. Корпус (тело) ремонту обычно не подлежит, заменяется целиком после выработки ресурса.

В современных машинах воспламенением в камерах сгорания заведует датчик ДПКВ или ВМТ. Он отсчитывает проходящие мимо его зубцы наружного венца маховика, определяя положение коленвала в каждый момент времени. Сигнал подается в бортовой компьютер, по положению вала вычисляется, какой цилиндр в это время сжимает топливную смесь, подается искра для воспламенения.

Облегченный

При решении основной задачи при комплектации коленвала маховиком – вывод из мертвых точек поршней ДВС, автоматически возникает другая проблема:

• тяжелая деталь сильнее нагружает коленчатый вал и увеличивает время разгона машины;
• угловая скорость маховика не может снизиться мгновенно, при торможении происходит запаздывание.

Поэтому для улучшения указанных характеристик мотора вес детали снижают на несколько килограммов, изготавливая прорези ближе к центру. Динамика улучшается максимум на 5 – 7%, однако на низких оборотах возникают следующие минусы:

• затрудненное движение по скользкой и грязной трассе;
• снижение момента крутящего;
• при переключении на высшую передачу недостаточный набор оборотов, изнашивается диск сцепления;
• небольшое увеличение расхода горючего;
• быстрая потеря крутящего момента, несмотря на практически мгновенный разгон.

Для облегченных деталей из алюминиевого сплава или с прорезями в теле используется стандартный кожух маховика, которым укомплектована машина на заводе.

Двухмассовый

Проблему компенсации вращательных колебаний решает демпферный маховик, конструкция которого схожа с обгонной муфтой генератора. В отличие от бензинового двигателя дизельный мотор по умолчанию низкооборотный. Динамика машины достигается за счет передаточного числа трансмиссии. Кинематическая схема привода здесь сложнее, детали прочнее, а узлы крепче.

Двухмассовый маховик ДВС имеет сложную конструкцию:

• один диск (корпус) крепится на коленвал, имеет наружный венец для зацепления со стартером;
• второй зафиксирован на диске сцепления;
• между собой диски вращаются относительно друг друга на радиальном и упорном подшипниках;
• демпфирующие пружины так же находится между дисками в полимерном сепараторе, предотвращающем блокировку.

В момент запуска ДВС работает пакет с мягкой пружиной, в нормальном режиме работы двигателя включается в действие жесткая пружина. Для смазки деталей трения используется паста с сульфидом молибдена, закладывающаяся в маховик на весь эксплуатационный ресурс, составляющий около 150 000 км пробега машины.

Причем, смазка не должна попадать на детали сцепления, с торцов дисков маховика она удаляется при ТО и осмотре.

подскажите что такое МАХОВИК

МАХОВИК МАХОВИК или маховое колесо, тяжелое колесо на валу двигателя или другой машины, выравнивающее ее ход. Размеры и масса маховика обычно определяются допустимыми отклонениями от номинальной частоты вращения и той энергией, которую он должен отдавать машине в заданное время. Энергия, аккумулируемая маховиком, пропорциональна его массе и квадрату скорости ее вращения. Поскольку скорость тем больше, чем больше удаление массы от оси вращения, маховику обычно придают форму колеса с массивным ободом. Энергия сообщается машине первичным двигателем, например электрическим или внутреннего сгорания. В период пониженной нагрузки только часть входной энергии затрачивается на полезную работу, а остальная часть аккумулируется маховиком, который ускоряется до скорости, превышающей среднюю. На участке же цикла машины, требующем повышенной энергетической отдачи, маховик замедляется, отдавая накопленную кинетическую энергию. Это позволяет применять привод меньшей мощности.

Зверек такой))))))))))))

МАХОВИК єто часть двигателя которий уравновешивает работу двигателя, заодно виполняет работу одной из частей сцепления!

В авто на двигателе противовес для преодоления валом двигателя мертвых точек поршней.

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также используется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии и для рекуперативного торможения. Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма. Такие как гончарный круг, массивные колеса водяной мельницы или массивные зубчатые колеса. Помимо энергии, вращающийся маховик накапливает ещё и момент импульса, что используется для ориентации космических аппаратов. Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в гироскопах.

вот он на двс

А еще служит для заводки дв-ля, стартером…. это так)))…. не то чтобы служит, просто удобно ключем заводить, а не пихать)))…. PS знатаки хуевы)))))

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии.2)

Моховик – гриб такой.

а снаружи его не видно

Двухмассовый маховик. Плюсы и минусы

Создание маховика уходит корнями в глубь автомобильной истории и приравнивается ко времени создания ДВС. Но по сути функциональная часть маховика со времен создания практически не изменилась, вплоть до конца XXвека, когда был изобретен двухмассовый маховик.

Основной функцией маховика всегда являлось сглаживание рывков в работе двигателя, за с чет приличной массы самого маховика, который в большинстве случаев был чугунным. Одновременно с этим благодаря массе маховика и придаваемой им инерции вращающимся деталям, можно было добиться значительной экономии топлива при движении по трассе. Вместе с тем за счет той же самой инерции маховик не позволял поршням останавливаться в мертвых точках (ВМТ и НМТ). Но конструкция широко распространенных маховиков «классического» типа, оставалась не решенной.

С увеличением мощности современных автомобилей стал вопрос о необходимости применения двухмассового маховика, т.к. демпферных усилий самого диска сцепления стало недостаточно. И от этого снижался комфорт и удобство управления автомобилем.

Появление же двухмассовых маховиков (ДММ), которые начали активно применяться в конструкции современных автомобилей, стало решением проблемы колебаний двигателя в момент переключения передач, при резких ускорениях и др. благодаря демпферу крутильных колебаний, который применяется в конструкции ДММ.

Суть конструкции ДММ заключается в увеличении демпфирующего угла отклонения при вращении. Для примера демпфирующее отклонение диска сцепления  составляет 10-12градусов в каждую сторону (суммарно 20-24градуса). Но вместе с возможностью применения двухмассового маховика предел угла демпфирования увеличился до 60градусов в каждую сторону, что суммарно составляет 120градусов. И это без учета демпфирования сцепления.

Вот некоторые преимущества ДММ в сравнении с обычным маховиком:

1 Двигатель издает значительно меньше шумов от работы сцепления.

2 Снижаются рабочие вибрации во всем диапазоне оборотов двигателя.

3 Отсутствие вибраций при начале движения.

4 Отсутствие развития резонансных колебаний при движении на малых скоростях

5 Легкое и более мягкое включение передач (особенно это полезно для начинающих водителей, не умело работающих сцеплением)

6 Удобство и простота установки в любой двигатель. Совместимость с любым типом сцепления, как «вытяжного», так и «нажимного».

7 Повышает ресурс двигателя, за счет его более сбалансированной работы.

Но двухмассовый маховик имеет и недостатки:

Стоимость самой детали  — от 1000долларов.

Значительно более короткий срок службы самой детали (3 года). – это обусловлено конструктивными особенностями и в частности особой смазкой, которая применяется внутри маховика, состав которой разрушается в течение трех лет и деталь выходит из строя. Более того при агрессивном стиле вождения двухмассовый маховик выходит из строя значительно раньше.

Так что прежде чем приобретать данную деталь для своего автомобиля стоит взвесить все «за» и «против». 

Еще почитать:

Причины низкого давления масла в двигателе
Что нужно знать о радарах.
Газ на автомобиль. Ставить или нет?
6 способов применения Кока-Колы для автомобиля
Устройство и принцип работы автокондиционера
Антипробуксовочная система
Система АBS
Устройство и принцип работы автомобильного термостата

Ремонт маховика

Основные неисправности маховика логично вытекают из его конструкции:

• изнашиваются и ломаются зубья венца;
• лопаются пружины, протекает смазка, попадает на диск сцепления (только у демпферных модификаций).

Зато во время разрушения пружин или подшипников маховика демпферного части деталей могут повредить стартер, детали сцепления, что резко увеличит стоимость ремонта машины.

Причины неисправности

Кроме агрессивного стиля вождения (быстрый разгон/резкое торможение) причинами неисправности маховика являются:

1. несоблюдение требований руководства эксплуатации – скорости переключаются на «неправильных» оборотах;
2. плохой контакт – клеммы стартера и АКБ должны крепится жестко;
3. износ подшипников коробки передач и коленвала – возникают вибрации;
4. износ подушек ДВС – вибрации передаются на все элементы двигателя;
5. нарушена регулировка топливной аппаратуры – двигатель работает неравномерно, с перебоями;
6. качество солярки – влияет на процесс сгорания, возможны детонации.

Указанные причины способны многократно увеличить амплитуду не системных колебаний в дизеле. Системные колебания производителем учтены, для их компенсации используются технические решения в самой конструкции ДВС.

Диагностика

Поскольку вращается маховик на валу ДВС, диагностировать его неисправности очень сложно. Например, даже для визуального осмотра придется снять крышку и частично разобрать узел сцепления. Посторонние звуки (треск) очень схожи с неисправностями стартера, так как зубья бендикса входят в зацепление с венцом маховика.

Таким образом, при внешнем осмотре после разборки можно выявить дефекты зубчатой передачи и заусенцы со стороны диска сцепления (при шлифовке допускается снимать максимум 0,3 мм).

Что такое маховик Автоблог

Новый вопрос от читателя нашего АВТО БЛОГА.

«Добрый день Сергей, сразу хочу сказать вам спасибо, за ваш сайт, для просто то что нужно, иногда такие вопросы рассказываете, ответ на которые не могу найти нигде. Меня зовут Аркадий я недавно купил автомобиль, подержанный нашего автопрома, ВАЗ 2114, наверное, нужно было бы побольше денег накопить, и взять нормальное авто. Тот же Логан хотя бы. Как взял сразу начались проблемы, то одно сломается, то другое сейчас все и не упомнить. Но вот последняя поломка с которой у меня к вам и вопрос. Пару дней назад автомобиль перестал заводиться, поворачиваю ключ, а из-за под капота металлический хруст и тишина, мой ВАЗ 2114, не заводится. Перепугался страшно, думал все что то с двигателем не то. Оттащил машину на сервис, сегодня позвонили и сказали, что это маховик накрылся и что двигатель тут не причем. А вот что такое маховик и для чего он служит, я понятие не имею, не разводят ли меня на станции? Может, поменяют, что то другое, а мне лапшу на уши вешают? Не подскажите в этом вопросе?»

Что же Аркадий, постараюсь вам помочь, читайте дальше …

Итак, маховик – это большое вращающееся колесо, накопитель кинетической энергии. Это если по научному. Применяются не только в автомобилестроении, но и в других видах промышленности. Самые ранние применения это ветряная мельница и гончарный круг.

Но вам же интересно применительно к автомобилю. Буду объяснять простым языком, для профессионалов эта информация будет не интересна. Маховик автомобиля находится на одной стороне колен.вала (коленчатого вала) двигателя, крепится он очень прочно, несколькими болтами. Представляет из себя, большой, дискообразный круг, с «венцом» сверху. «Венец маховика», это зубчатое колесо, которое одевается на маховик в разогретом состоянии, после того как венец маховика остынет, две детали становятся практически не разъемные. То есть маховик становится похож на одну большую шестерню.

Металл маховика очень прочный, но не ломкий, способен выдержать большие нагрузки. Предназначений у маховика два.

Первое. После того как вы сели в автомобиль и повернули ключ зажигания, стартер начинает своей малой шестерней раскручивать большую шестерню маховика. Маховик присоединен к колен.валу, который заставляет поршни двигаться. Поршни начинают сдавливать топливо, подается искра и автомобиль заводится

То есть является очень важной частью при пуске двигателя. Без него приходилось бы крутить двигатель вручную как раньше, «кривым стартером», как называли его водители прошлого века, загнутый ключ который вставлялся в двигатель и выполнял функцию маховика

Но это еще не все функции.

Второе. Маховик — призван бороться с сторонней энергией двигателя, то есть он гасит колебания двигателя, которые пошли бы в кузов. Благодаря такой функции, наш с вами двигатель работает ровно, без детонации (колебания двигателя). Вообще то колебания двигателя есть, но они не такие мощные. А двигатели некоторых иномарок вообще не слышно. Можно понять, что он работает только по приборам, по тахометру, например. Это говорит о очень хорошей сбалансированности двигателя и маховик играет здесь не последнюю роль.

Вот в принципе и все. И последнее на СТО вас не обманывают, такой хруст и скрежет из под вашего капота, разносится именно из-за маховика. Стартер пытается зайти в зацепление с «венцом», а там либо сломаны зубы, либо они вообще сточились. Стачиваются зубы маховика, из-за некачественной закалки или металла. Так что не бойтесь, вас мастера не обманывают. Надеюсь, я вам ответил, читайте наш АВТОБЛОГ

Каталог запчастей КАМАЗ в Набережных Челнах

I. Особенности маховиков в зависимости от применяемой модели сцепления.

В зависимости от установленного на двигателе сцепления маховики имеют следующие конструктивные особенности: 1. Маховики двигателей Евро-0, Евро-1, Евро-2 под сцепление модели 14 представлены на рис.2. На рис. 2a представлена основная конструкция маховика устанавливаемого на автомобильные двигатели: Крепление маховика к фланцу коленчатого вала осуществляется восемью болтами 740.1005127-11 (М14), угловое положение определяется двумя штифтами. На рис. 2б изображено отличие маховика, имеющего специальную выборку для создания дисбаланса, описание которого приведено далее. На рис. 2в изображен снятый в настоящее время с производства маховик с сухарями под разводной механизм сцепления. При замене маховика с сухарями на маховик без сухарей требуется демонстрировать разводной механизм сцепления, для чего отвернуть четыре оси отжимных рычагов 3, снять для чего отвернуть четыре оси отжимных рычагов 3, снять отжимные рычаги 1, втулки рычага 2, пружины 4 (рис.1). 

На рис.2г показана аннулированная втулка установочная маховика 740.1005133 с манжетой, в комплекте с которой применялся негерметичный подшипник 6-205К первичного вала коробки передач. При установке вместо нее втулки 740.1005133-20 (рис.2а) требуется замена подшипника на герметичный – модели 180205С23 или 180205С17. 

На рис. 2д показана снятая с производства шестерня 740.1005030 привода ГРМ и применявшаяся ранее конструкция манжеты. В настоящее время для уплотнения коленчатого вала применяется и поставляется в запасные части манжета новой конструкции с уплотнительным элементом из фторопласта (PTFE), при этом пружина для прижатия уплотнительного элемента не предусмотрена. С целью исключения вредного контакта не допускается применение аннулированной шестерни 740.1005030 с манжетой новой конструкции, которая применяется только с шестерней 740.1005030-01, отличающейся отсутствием бурта (рис. 2а).

Сводные данные по поставляемым в запасные части маховикам под сцепление модели 142 представлены в таблице 1. В таблице 2 указаны обозначения снятых с производства маховиков под сцепление модели 142 и модели маховиков для их замены при проведении ремонтных работ. При ремонте двигателей Евро-0 рекомендуется устанавливать под болты крепления маховика шайбу 740.1005130, введенную на двигателях последующих семейств, которая предотвращает деформацию поверхности маховика под головками болтов. При этом фаски на отверстиях шайбы должны быть обращены в сторону головок болтов для предотвращения контакта острой кромки отверстия с галтелью подголовника.

Таблица 1. Перечень маховиков, поставляемых в запасные части, предназначенных для работы со сцеплением модели 142.

Таблица 2. Данные по взаимозаменяемости маховиков снятых с производства.

2. Маховики двигателей Евро-2, Евро-3, Евро-4 под сцепление «Fichtel&Sachs» (F&S) и коробку передач с механическим управлением представлены на рис. 3.

Крепление маховика к фланцу коленчатого вала осуществляется десятью болтами 7406.1005127 (М16), угловое положение маховика определяется штифтом. Сводные данные по маховикам под сцепление «Fichtel&Sachs», поставляемым в запасные части, представлены в таблице 3. 

Таблица 3. Перечень маховиков, поставляемых в запасные части, предназначены для работы со сцеплением производства F&S.

3. Маховики двинателей Евро-1, Евро-2 под двухдисковое диафрагменное сцепление модели 17 (рис.4, табл.4) в настоящее время не производятся и в запасные части не поставляются. При проведении ремонтных работ в случае невозможности восстановления маховика его необходимо заменить на один из выпускаемых маховиков. Одновременно с заменой маховика и сцепления может потребоваться замена механизма переключения передач.

Таблица 4. Маховики для заказа при замене сцепления модели 17 на сцепления моделей 142 и Sachs.

4. Маховики под АКП производства фирм «Zahnradfabric» (ZF) и «Allison» (США) (см. рис5.а) имеют аналогичную конструкцию маховикам по рис. 3 и отличаются от последних наличием дополнительных отверстий Б, предназначенных для крепления адаптера коробки передач к гибким пластикам 4. Маховики под коробки ZF и Allison не являются взаимозаменяемыми, так как различаются диаметром А и осевым смещением пластин 4 относительно зеркала маховика. Обозначения маховиков и их конструктивные особенности приведены в табл. 5. Для крепления маховика, предназначенного для упаковки АКП ZF или Allison, используются специальные болты 740.35-1005127, имеющие увеличенную по сравнению с серийными болтами 7406.1005127 длину стержня (±1,5 мм).

Маховики под АКП производства фирмы «Voith» отличаются от маховиков под механическое сцепление отсутствием дистанционной втулки и подшипника первичного вала (рис. 5б).

Таблица 5. Обозначения маховиков под автоматические коробки передач

II. Особенности маховиков в зависимости от типа топливной аппаратуры.

В зависимости от типа топливной аппаратуры, угол А (рис.6) расположения паза под фиксатор, отсчитываемый от плоскости первого кривошипа коленчатого вала, может принимать следующие значения:

— двигатели Евро-0 – 33°;

— двигатели Евро-0 (7408), Евро-1 (740.17, 740.14), устанавливаемые на сельскохозяйственную технику и автобусы — 29°;

— двигатели Евро-1, Евро-2 — 24°;

— двигатели Евро-3, Евро-4 — 26°;

III. Конструктивные особенности Маховика, зависящие от модели коленчатого вала.

Все маховики с креплением по рис. 3 (10 болтов М16) имеют специальный дисбаланс, выполняющий роль заднего противовеса. Величина дисбаланса определяется специальной выборкой в виде сектора и может принимать два значения в зависимости от радиуса кривошипа применяемого коленчатого вала (см. табл.6).

Маховик с креплением по рис.2 (8 болтов М14) устанавливается на двигатели с ходом поршня 120 мм (радиус кривошипа 60 мм) и в большинстве комплектаций не имеет специального дисбаланса. Исполнение с дисбалансом (0,1226 кг*м) применяется только при отсутствии заднего противовеса (рис.7), вместо которого на коленчатый вал напрессовывается шестерня привода масляного насоса.

Направление дисбаланса, приведенное в таблицах 3-5, отсчитывается плоскости, проведенной через ось маховика и ось штифтового отверстия.

В производстве все маховики балансируются отдельно от коленчатых валов, вследствие чего при замене на двигателе коленчатого вала или маховика их повторная совместная балансировка не требуется.

Таблица 6. Величины дисбаланса маховиков. 

Дополнительно рекомендуем ознакомиться информационными письмами:

— №17-291-2007 – описывает порядок монтажа маховиков, выполнение которого необходимо для обеспечения надежности уплотнения заднего фланца коленчатого вала;

— №17-369-2010 – описывает конструктивные особенности коленчатых валов КАМАЗ и порядок определения ремонтных работ. 

— Каковы преимущества легкого маховика и почему он уже не легкий?

cdunn на высоте.

Чтобы добавить немного (особенно для автомобилей), в гоночной машине вам часто нужно снизить скорость с 7000 до 5500 об / мин (или даже выше диапазона, в зависимости от двигателя) за доли секунды, чтобы переключиться на повышенную передачу. . Особенно на более высоких оборотах двигателя это требует большого количества энергии для выпуска (и зависит от веса маховика).

Чем легче маховик, как только вы нажимаете на сцепление, тем быстрее падают обороты двигателя. Это палка о двух концах. Мало того, что позволяет переключаться быстрее, вы должны переключать быстрее и точнее. Время между сцеплением и переключением (при идеальном совпадении оборотов) сокращается, а также уменьшается окно возможностей для идеального переключения. Ваши обороты не будут просто торчать, медленно падая (у вас будет много времени, чтобы возиться с рычагом переключения передач) — они тонут, как камень, и вы должны переключиться, пока они не упали слишком низко (иначе вы получите грубый шок когда снова отпускаете сцепление).

То же самое и для переключения на пониженную передачу — пятка с носком дает вам очень быстрый скачок оборотов, но, опять же, вы должны переключаться в кратком окне, которое появляется.

обычно жестче и на гоночных сцеплениях, поэтому неверно рассчитанные переключения еще тяжелее для вашего автомобиля — неаккуратное переключение не только убьет ваше время в гонке, но и повредит вашу машину.

Малый вес гоночного маховика также затрудняет трогание с места (с остановки). Когда вы участвуете в гонках, вы делаете это только один раз за гонку, а иногда и вовсе не делаете это, если это катящийся старт.Когда вы едете на работу, вы делаете это весь день. Более тяжелый маховик имеет гораздо больший импульс — когда вы отпускаете сцепление после остановки, этот импульс помогает поддерживать стабильную работу двигателя при увеличении нагрузки и дает вам больше свободы в управлении дроссельной заслонкой, чтобы автомобиль продолжал движение и регулировал. отключается плавно.

С гоночным маховиком тут ничего не поделаешь — когда вы выключаете сцепление после остановки, двигатель быстро увязнет (и заглохнет), если вы не добавите топливо, чтобы поддерживать высокие обороты.Но из-за того, что маховик такой легкий, добавление лишь небольшого количества топлива заставит двигатель разгоняться до высоких оборотов, если вы выпрыгнете из пистолета до того, как сцепление начнет работать. Вся эта процедура намного более чувствительна с легким маховиком (и жестким сцеплением). Такое ежедневное вождение было бы кошмаром, а движение с частыми остановками — тренировкой всего тела и умственной тренировкой для концентрации.

Что такое маховик и для чего он нужен?

Механическая коробка передач может показаться базовой механической конструкцией.

Вы делаете всю работу по переключению передач, не так ли?

Но вы не видите всех частей, которые постоянно находятся в движении, чтобы держать вашу машину под вашим контролем.

Одна из таких частей — маховик. В автомобиле с механической коробкой передач маховик выполняет решающую функцию.

Давайте подробнее рассмотрим, что такое маховик, что он делает и что может пойти не так.

КОНСТРУКЦИЯ МАХОВИКА

В механической коробке передач маховик представляет собой толстый металлический диск.

Обычно он изготавливается из чугуна, стали или, в некоторых случаях, алюминия.

Он чрезвычайно жесткий, чтобы предотвратить изгиб или коробление во время использования.

Край маховика имеет ряд зубцов шестерни, которые входят в зацепление со стартером двигателя.

Маховик прочно прикреплен болтами к фланцу коленчатого вала со стороны трансмиссии внутри раструба.

На стороне, обращенной к механической коробке передач, поверхность обработана ровно, чтобы диск сцепления мог зацепиться за него.

ЧТО ДЕЛАТЬ МАХОВИК

Но что делает маховик? На самом деле у него несколько разных целей:

• Маховик обеспечивает массу для инерции вращения, чтобы двигатель вашего автомобиля работал. В противном случае двигатель заглохнет, когда вы отпустите педаль газа.
• Уравновешивает двигатель. Маховик специально прижимается к коленчатому валу автомобиля, чтобы сгладить неровности, вызванные даже небольшим дисбалансом.
• Позволяет использовать электростартер.Стартер входит в зацепление со стартовым кольцом на краю маховика, чтобы начать вращение двигателя.
• Что наиболее важно для водителей, маховик соединяет двигатель с трансмиссией через муфту для передачи мощности на колеса.

Когда ваша нога находится на педали сцепления, диск сцепления отсоединяется от маховика.

Это то, как автомобиль может стоять на холостом ходу с включенным переключателем или как автомобиль может остановиться накатом.

Но когда педаль отпускается, диск сцепления плотно прижимается к маховику.

Когда это происходит, входной вал трансмиссии вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя.

КАКИЕ ПРОБЛЕМЫ МОГУТ ВОЗНИКНОВИТЬСЯ С МАХОВИКОМ?

Маховик чрезвычайно прочен благодаря своей сверхпрочной конструкции.

Это не означает, что проблем не может быть, просто они встречаются реже.

Среди наиболее распространенных проблем с маховиком, которые могут возникнуть, — это загрязнение.

Негерметичное заднее основное уплотнение коленчатого вала или переднее уплотнение первичного вала коробки передач может привести к утечке масла на маховик.

Это вызывает пробуксовку сцепления и чрезмерное трение и нагрев.

Это может привести к короблению или горячим точкам, вызывая вибрацию при зацеплении и ускорении.

В очень редких случаях маховик может треснуть из-за интенсивной эксплуатации в высокопроизводительных или тяжелых транспортных средствах.

РАСХОДЫ НА РЕМОНТ МАХОВИКА

Иногда маховик может быть восстановлен, чтобы восстановить плоскую ровную поверхность, с которой сцепление будет сопрягаться, если проблема заключается в короблении или горячих точках.

Если шлифовка маховика невозможна, замена является единственным другим ремонтом.

Ремонт маховика стоит в среднем от 500 до 650 долларов за труд.

Если требуется замена маховика, средняя стоимость ремонта составляет от 700 до 1200 долларов в зависимости от марки и модели.

Это также прекрасное время для замены сцепления, если приближается время его замены.

Если вам нужна замена маховика, вы можете найти качественных местных механиков на AutoGuru.

Самый лучший бит? Вы можете быстро получить расценки и забронировать все это в Интернете!

Flexplate и маховик — 3 вещи, которые вам нужно знать [самое важное]

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

1.

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

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

Когда это происходит, он перестает получать питание от двигателя.

Таким образом, передача переключается без повреждения трансмиссии.

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

Коробка автомат устраняет сцепление и скрежет.

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

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

Гидротрансформаторы заменяют сцепление механической коробки передач.

Позволяет отсоединить нагрузку от источника питания.

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

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

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

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

2.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

3.Стоимость ремонта и замены

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

Замена маховика может отличаться в зависимости от модели и качества,

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

Это были некоторые важные факты о маховиках и гибких пластинах.

Могу ли я водить машину с треснувшим шлейфом

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

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

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

Маховик в двигателе

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

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

Функции и применение маховика

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

Уравнение энергии, запасенной в маховике

Для тонкостенного пустого цилиндра

Для толстостенного пустого цилиндра

м = масса маховика
r = радиус

Как работает маховик? — Его функция и принцип работы

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

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

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

Что такое маховик и его типы

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

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

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

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

Почему маховики используются в I.Двигатель C

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

E = 1/2 X I ω ²

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

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

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

Или,

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

Сейчас так как (ω ₁ + ω ₂ ) / 2 = ω

Следовательно,

Теперь, поскольку, ω = 2πN / 60

Следовательно,

Где K — радиус вращения маховика.

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

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

Как мы можем использовать маховики для определения направления движения?

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

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

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

Общие сомнения в отношении маховиков и их ответы

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

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

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

Также читайте:

Не можете найти то, что ищете?

Почему бы не запросить собственную тему!

Примечание: * (Внешняя ссылка на brilliant.com предназначена только для того, чтобы помочь вам понять концепции; и мы не несем ответственности за контент на этом сайте. Пожалуйста, прочтите наш Заявление об ограничении ответственности и политику конфиденциальности для получения подробной информации).

Как маховики накапливают энергию?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 апреля 2021 г.

Стоп … старт … стоп … старт — это не способ привод! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль или машину, вы впустую тратить накопленный заранее импульс, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Разве не было бы лучше, если бы вы могли как-то хранить эту энергию, когда вы остановился и вернуть его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать за вас. Впервые использован в гончарные круги, которые в то время пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики теперь возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и мощности растения.Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

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

Зачем нужны маховики

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

Двигатели самые счастливые и самые эффективные когда они производят мощность 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 необходимо полностью остановиться. Отчасти эту проблему решают муфты и шестерни. (Клатч — это механический «переключатель», который может отключить двигатель от машины это вождение, в то время как шестерня — это пара заблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (усилие поворота) машины, поэтому он может ехать быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с одинаковой скоростью.) Но чего не могут сделать муфты и шестерни, так это сэкономить энергию, которую вы тратите впустую. когда вы тормозите и отдаете его позже. Это работа маховика!

Что такое маховик?

Маховик — это очень тяжелое колесо, которое требуется много силы, чтобы вращаться. Это может быть большой диаметр колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра из чего-то вроде углеродного волокна композитный. В любом случае, это колесо, которое нужно толкать действительно сложно настроить его вращение.Так же, как маховику нужно много силы, чтобы запустить его, поэтому для его остановки требуется много силы. В виде в результате, когда он вращается на высокой скорости, он имеет тенденцию 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 чем-то вроде «механический аккумулятор», но он накапливает энергию в виде движения. (другими словами, кинетическая энергия), а не энергия, запасенная в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясненные в поле ниже — но вы можете пропустить их, если вам это не интересно или вы знаете про них уже) скажите что большого диаметра и тяжелых колес хранят больше энергии, чем колеса меньшего размера и лёгкости, а маховики которые вращаются быстрее, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широкого и тяжелого стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактные и изготовленные 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 таким же образом вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что у них есть то, что называется моментом инерции (сколько «хлама» они сделаны из и как они распределяются) и угловой скорости (как они быстро вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость аналогична обычной. скорость только ходит по кругу.

Так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется этим уравнением:

E = ½mv2

(где m — масса, а v — скорость), поэтому эквивалент кинетической энергия вращающегося объекта дается этим:

E = ½Iω2

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

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и сбивает с толку, но понять его намного проще, чем вы могли бы подумать. считать. 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 вращается вокруг.Чем дальше от центра находится масса, тем большее влияние он оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта — и мы количественно оцениваем это, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции. Так что большой диаметр, легкий, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокий момент инерции, чем у прочного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса дальше от точки вращения.

Законы о сохранении

Законы сохранения энергии и закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам так же, как они применяется к объектам, движущимся по прямой линии.Так что то, что крутится с определенное количество энергии и углового момента (вращение эквивалент обычного, прямолинейного, линейного количества движения) сохраняет свое угловой момент, если не сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет это. Этот закон называется сохранением угловой импульс.

Когда фигурист протягивает руки, некоторые из их масса находится дальше от центра их тела (точки вращения) значит, у них более высокий момент инерции. Если они быстро крутятся с вытянутыми руками, но затем внезапно подносят руки к центр, они мгновенно уменьшают свой момент инерции.Но закон сохранения углового момента говорит, что их полный угловой момент должны оставаться такими же, и это может случиться только в том случае, если они увеличат скорость вверх. Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить движение, когда они снова руки).

Artwork: Если вы медленно вращаетесь (стоя на вращающемся подносе без электропитания или сидите на офисном стуле) и быстро прижимаете руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее.Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставьте его неизменным).

Какая лучшая конструкция для маховика?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (больше массы или массы, расположенной дальше от ее центра), или если он вращается с большей скоростью. А поскольку кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы Вы можете видеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции.Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обод, который вдвое тяжелее (вдвое больше его момента инерции), он будет накапливает вдвое больше энергии, когда вращается с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (вдвое больше угловая скорость), вы в четыре раза увеличите запас энергии. Вот почему конструкторы маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, быстроходные маховики тоже более практично в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила на маховике увеличивается с увеличением скорости, а энергия, которую может накапливать колесо, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: вращать маховик слишком быстро, и вы в конечном итоге достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки. Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут быстрее всего вращаться без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, композиты из углеродного волокна, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния.Некоторые из них специально разработаны, чтобы безопасно разбиться на крошечные фрагменты, если они будут вращаться слишком быстро.

Произведения: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, фиксированный момент инерции — или есть? Эта гениальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запасаемой энергии. Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в движение груз (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 рычажный механизм (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычажный механизм ( 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 сохранять свою энергию?

Фото: Маховики в конечном итоге перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипники с очень низким коэффициентом трения, они сохранят свою энергию в течение нескольких дней. В этом экспериментальном маховике используется сверхпроводящий подшипник без трения, который вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его.Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США / Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет продолжать двигаться, если на него не действует сила. Вы могли подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема в том, что маховики вращаются на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть еще одна проблема: поскольку маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или сопротивление также замедляют их.Современные маховики решают эти проблемы, устанавливая их на подшипниках с низким коэффициентом трения. подшипники и герметизированы внутри металлических цилиндров, поэтому они не теряют столько энергии на трение и сопротивление воздуха, как это делали бы традиционные маховики. Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они почти полностью вращаются без трением) и герметизированы внутри вакуумных камер (поэтому нет потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже не похож на колесо! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков в случае поломки ротора.Такие маховики имеют присоединенный электродвигатель и / или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Считайте что-то вроде старомодного пара тяговый двигатель — по сути, тяжелый старый трактор с приводом от паровой двигатель, который движется по дороге, а не по рельсам. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателями производит мощность 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 полезная работа для нас.

Во-первых, если паровой двигатель вырабатывает мощность с перерывами (возможно, потому, что у него только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, получаемую колесами. Так что пока цилиндр двигателя может добавлять мощность на маховик каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика на устойчивой, непрерывной скорость — и двигатель будет плавно катиться, а не дергаться в уходит и запускается (как если бы он приводился в действие непосредственно от поршня и цилиндр).

Во-вторых, маховик может использоваться для замедления автомобиль, как тормоз, но тормоз, который поглощает энергию автомобиля вместо того, чтобы тратить его как обычный тормоз. Предположим, вы ведете тяга двигателя по улице, и вы внезапно хотите остановиться. Ты может отключить паровой двигатель с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы замедляться. При этом энергия будет передаваться от транспортного средства к маховику, который будет набирать скорость и удерживать спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью прекратить.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы воспользуетесь сцеплением, чтобы повторно подсоедините маховик к ведущим колесам, чтобы маховик отдайте двигателю большую часть поглощенной им во время торможения.

В-третьих, маховик может использоваться для временного дополнительная мощность, когда двигатель не может производить достаточно. Предположим, вы хотите догнать медленно движущуюся лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному из них двигатель или колеса. Когда вы снова подключаете его к колесам, он как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это только работает однако временно, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна потеряться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Вы можете возразить, что маховики — одно из старейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они обладали высоким моментом инерции, работали как маховики независимо от того, предназначались они для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая старая из существующих форм круга — даже старше, чем круги используется при транспортировке) полагается на то, что его поворотный стол будет прочным и тяжелым (или с тяжелым ободом), поэтому он имеет высокий момент инерции, который заставляет его вращаться сам по себе пока вы лепите сверху глину руками.Водяные колеса, которые производят энергию из рек и ручьев, также имеют форму маховиков, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и питание мельниц на постоянной скорости. Такие водяные колеса стали популярными со времен Римской империи.

Фото: Гидравлические колеса используют простой принцип маховика для поддержания постоянной скорости вращения. Это модель подводного водяного колеса (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики времен Промышленного Revolution и используются в таких вещах, как заводские паровые двигатели и тяговые двигатели. Присмотритесь практически к любой заводской машине из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и вращаются с большой скоростью скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они тоже должны быть выполнены с высокой точностью, так как даже если они немного разбалансированы, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность чугуна и стали в Промышленная революция сделала возможным создание качественных, высоких прецизионные маховики, которые сыграли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и качественно.

После работ таких пионеров электричества XIX века, как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре стала широко доступны для управления заводскими машинами, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, угольные паровые машины. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания, работающие от бензин, дизельное топливо и керосин.Маховики обычно были большими и тяжелыми и не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховиков несколько упала на на обочине по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова поднялся, в основном потому, что людей стало больше обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию — и маховики очень хороши в этом.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как M.A.N. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как гиробусы. Основная идея — установить тяжелый стальной маховик (диаметром около 60 см или пару футов, вращающийся со скоростью около 10 000 об / мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощение кинетической энергии и замедление транспортного средства.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается передает энергию трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные тормоза с маховиком, что может дать общую экономию энергии примерно на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстрые вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо батарей. Одним из больших преимуществ этого является то, что маховики потенциально может прослужить в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые могут потребуется очень дорогая замена примерно через десять лет.

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

За последние несколько лет болиды Формулы-1 также использовали маховики, но больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Kinetic Energy Система восстановления) и состоит из очень компактного маховика с очень высокой скоростью вращения. (вращается со скоростью 64000 об / мин), которая поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла при торможении. Водитель может нажмите переключатель на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, обеспечивая кратковременный прирост скорости при для разгона требуется дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил драйвер, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, аналогично гибридным автомобилям.)

Фото: ультрасовременный маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и выделять кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Так же, как маховики — в виде водяные колеса — играли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один трудностей с силовыми установками (а тем более с формы 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 намного проще, чем его производить. стоит хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Иногда, когда предложения электроэнергии больше, чем спроса (например, ночью или в выходные) электростанции могут кормить их избыток энергии в огромные маховики, которые будут хранить ее в течение периоды от минут до часов и время от времени отпускайте его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании. Компания Beacon Power первой использовала маховики, чтобы обеспечить накопление энергии до 20 мегаватт, чтобы справиться с временными пиками энергопотребления. потребность. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, чтобы обеспечивать аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики — это относительно простая технология с множество плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторные батареи: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, они обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (Есть еще много работающих маховиков, начиная с Industrial Revolution), экологически безопасны (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химикатов, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают обороты. (в отличие, например, от аккумуляторов, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективен (может быть, 80 процентов или более) и занимает меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, накачанные 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 требуется электричество, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL

Самый большой минус маховиков (конечно что касается транспортных средств) — это вес, который они добавляют. Полная Формула 1 KERS система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к массе автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы 1) в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущегося автомобиля будет действовать как гироскоп, сопротивляться изменениям в своем направлении и потенциально влиять на управление транспортным средством (хотя есть разные решения, включая установку маховиков на карданы, как корабельный компас).А дальнейшая трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются с чрезвычайно высокой скоростью, что может вызвать их разбить и взорвать на осколки. Это действует как ограничение на насколько быстро могут вращаться маховики и, следовательно, сколько энергии они можно хранить. В то время как традиционные колеса делались из стали и вращались на открытом воздухе современные чаще используют композиты или керамика с высокими эксплуатационными характеристиками, которые должны быть запечатаны внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергия без ущерба для безопасности.

5 Признаков неисправности маховика (и стоимость замены в 2021 г.)

Последнее обновление 22 июня 2020 г. позже использовать. В ситуациях, когда крутящий момент двигателя непостоянен, маховик будет дополнять его собственной накопленной энергией вращения.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Маховики можно встретить в автомобилях с механической коробкой передач, а не с автоматикой. В автомобилях с автоматической коробкой передач вместо этого используется гибкая пластина, которая также соединяет трансмиссию с двигателем.

Маховик обеспечивает правильную работу шестерен автомобиля с механической коробкой передач, когда водитель использует сцепление. Это также предотвращает сильную вибрацию автомобиля.

Если маховик вашего автомобиля начинает выходить из строя, есть несколько легко распознаваемых симптомов, на которые следует обратить внимание.

Топ 5 симптомов неисправного маховика

# 1 — Проскальзывание шестерен

Часто, когда вы пытаетесь переключить передачи во время движения, шестерни могут проскальзывать. Обычно это происходит при попытке переключиться на более высокую передачу (например, с 3-й на 4-ю), когда двигатель работает, но вы можете сказать, что мощность не передается на колеса. Это происходит чаще на высоких передачах и когда вы нажимаете педаль акселератора больше, чем просто немного.

Это часто является прямым результатом износа сцепления.Проскальзывание сцепления в конечном итоге приведет к износу и маховика. Если вы и дальше будете позволять этому случиться, пробуксовка передач только ухудшится.

Вы можете начать слышать скрежет прижимного диска и, в конечном итоге, другие детали маховика в узле сцепления перегреются и вызовут их деформацию или даже трещину. Наконец, если не заменить сцепление и маховик, вы просто не сможете переключаться вообще.

Езда на педали сцепления во время движения, медленное включение / выключение сцепления, когда ваша нога находится на педали газа, или быстрое отключение сцепления на высоких оборотах (например, дрэг-рейсинг) — обычные причины износа маховика и / или сцепление.

Небольшая задержка включения сцепления или мягкая педаль сцепления являются признаками пробуксовки передач.

# 2 — Запах гари

Помимо пробуксовки передач, вы заметите запах гари, который проникнет в салон автомобиля. Этот запах возникает при неправильном использовании сцепления, будь то неисправный маховик или неопытный водитель.

Муфты имеют облицовки с материалами, предназначенными для снижения уровня шума, производимого муфтой во время работы.Облицовка муфты выделяет много тепла из-за трения из-за неправильного использования, что по существу приводит к глянцеванию поверхности от тепла. В результате получается сильный резкий едкий запах, который может стать довольно заметным.

# 3 — Дребезжание сцепления

Это происходит, когда вместо плавного включения сцепление «проскальзывает» по маховику. Он неоднократно захватывает и отпускает, что похоже на заикание или вибрацию при отпускании сцепления. Хотя это может произойти на любой передаче, чаще всего это происходит при запуске с полной остановки.

В то время как деформированный маховик иногда является причиной, вибрацию сцепления может быть трудно диагностировать, поскольку диск сцепления, нажимной диск или выжимной подшипник часто являются неисправностью, независимо от того, изношены ли детали, деформированы, сломаны или загрязнены маслом из-за утечка двигателя или трансмиссии.

# 4 — Вибрация педали сцепления

Наряду с этим каждый раз, когда вы нажимаете на сцепление, будут возникать вибрации от педали сцепления или пола вашего автомобиля. Эти вибрации указывают на то, что опоры рессоры маховика вышли из строя.

Как вы, возможно, знаете, пружинный механизм — это то, что обычно снижает вибрации, создаваемые используемым сцеплением. Это только лишнее доказательство того, что у вас неисправный маховик и его необходимо заменить.

# 5 — Фиксатор сцепления

Это противоположно пробуксовке сцепления. Вместо того, чтобы сцепление не включается, сцепление просто не выключается полностью. Вы столкнетесь с различными уровнями шлифования зубчатых колес при попытке переключения передач или даже с полной неудачей при включении первой передачи при трогании с места.

Торможение сцепления — это неисправность не самого маховика, а скорее подшипника или втулки маховика или коленчатого вала в сборе.

До сих пор мы обсуждали наиболее распространенные симптомы неисправного маховика. Могут быть и другие симптомы, но их сложнее диагностировать, потому что есть другие проблемы, которые могут их вызвать.

Но легче всего распознать симптомы неисправного маховика, потому что они почти все одинаковы, независимо от того, какой тип автомобиля с механической коробкой передач вы ведете.Лучшее, что вы можете сделать, — это показать свой автомобиль профессиональному автомобильному технику, если вы заметили какой-либо из этих симптомов.

Стоимость замены маховика

Стоимость замены маховика может значительно варьироваться. Некоторые маховики стоят менее 50 долларов, а другие стоят 400 долларов и более. Все зависит от того, какой тип автомобиля вы водите, насколько прочен маховик и является ли деталь точной заменой OEM или послепродажным обслуживанием. Кроме того, может потребоваться замена сцепления и / или выжимного подшипника.

Затем, конечно, вы должны учитывать трудозатраты на выполнение работы по замене. Поскольку большинство автомехаников берут от 90 до 110 долларов в час, вы можете рассчитывать на оплату около 500 долларов только за труд.

Причина этого в том, что маховик прикреплен к коленчатому валу в двигателе, и механикам сложнее вынуть и заменить.