Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия — Autodromo

Без рубрики

Автор admin На чтение 3 мин Просмотров 1.6к. Опубликовано 18.04.2016

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).

Содержание

Принцип действия маховика двигателя

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

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

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

Как устроен маховик и основные его виды

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

Виды маховиков

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

Двухмассовый маховик (демпферный)

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

Подобное устройство выполняет ряд важных функций и задач:

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

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

Сплошной маховик

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

Облегченный маховик

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

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

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

Маховик двигателя видео:

равномерность и надежность работы двигателя. Дизельные двигатели и запчасти от официального дилера ООО «Ярославский Дизельный Двигатель»

Маховик – массивное колесо, которое используется в современных двигателях как инерционный аккумулятор. Он накапливает кинетическую энергию в моменты, когда поступление энергии выше, чем ее расход, и отдает, когда расход, напротив, превышает потребление. В моторах, для которых характерно поступательное движение поршней, маховик обеспечивает равномерную и стабильную работу на любых оборотах. В чем особенности этой детали, где она находится, и как ее выбрать?

Содержание:

• Типы и устройство
  • Сплошной
  • Облегченный
  • Демпферный
• Где стоит маховик?
• Задачи маховика
• Признаки поломки
• Как надо выбирать?
• Замена маховика

Типы и устройство

Маховики отличаются большим разнообразием, и в одинаковых по принципу работы двигателях внутреннего сгорания можно встретить разные их типы.

Чаще всего пользуются всего три вида: сплошной, демпферный и облегченный. Каждый из них имеет свои особенности.

Сплошной

Самый простой вариант, который встречается в большинстве двигателей внутреннего сгорания независимо от типа транспортного средства. Их можно увидеть в составе как малолитражных авто, так и на огромных промышленных, судовых и тепловозных силовых установках – меняется только размер и масса. В основе сплошного маховика лежит диск, изготовленный из стали или чугуна. Его диаметр для легковых авто достигает 40 см, а в более крупных моторах сильно превышает данное значение. В центральной части диска располагается отверстие, через которое деталь монтируется на хвостовую часть коленчатого вала. По окружности сделан венец с большим количеством зубьев.

Наружная поверхность сплошного маховика оснащена посадочным отверстием, в которое при сборке двигателя устанавливается механизм сцепления. Зубчатый венец, запрессованный по всей окружности диска, необходим для соединения с шестерней стартера.

Когда в замке зажигания поворачивается ключ, стартер через шестерню раскручивает маховик, в результате чего в последнем сразу же запасается достаточная для запуска силовой установки кинетическая энергия.

Несмотря на предельно простое устройство, маховик требует точной балансировки перед тем, как сойти с конвейера. Если деталь не будет отбалансирована должным образом, в ходе эксплуатации двигателя будут возникать биения и сильные вибрации, что в конечном итоге может привести к резонансному разрушению отдельных его частей. Важно, чтобы созданная на заводе балансировка не изменялась в дальнейшем при выполнении работ по сервисному обслуживанию автомобиля.

Облегченный

Конструктивно облегченный маховик принципиально ничем не отличается от сплошного. Главное его отличие заключается в меньшем весе. Это достигается за счет высверливания окон различного размера. На типовых автомобилях такие диски практически не встречаются, так как являются результатом тюнинга.

Специалисты уменьшают массу маховика для того, чтобы обеспечить более быстрый набор скорости. За это приходится расплачиваться менее стабильной работой двигателя на переходных режимах. Как правило, модернизация диска проводится одновременно с другими мероприятиями, направленными на тюнинг двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в целом.

Демпферный

Демпферные или двухмассовые маховики значительно отличаются от сплошных конструкцией. Так, простые модели состоят из ведомого и ведущего дисков, между которыми располагается гаситель колебаний, собранный из нескольких толстых пружин. Есть и конструктивно более сложные модели, в которых дополнительно используются шестерни, собранные в планетарную передачу.

Демпферный маховик работает по принципу виброразвязки следующим образом: пружины, установленные внутри гасителя колебаний, поглощают толчки и вибрацию от двигателя. Сперва крутящий момент приходится на ведущий диск, затем через гаситель проходит уже «очищенный» момент, который через ведомый диск переходит на сцепление и далее идет на трансмиссию.

Двухмассовые диски используются преимущественно на легковых и грузовых автомобилях, тогда как на промышленных, судовых и тепловозных силовых установках до сих пор устанавливаются сплошные детали. Демпферные маховики примечательны большей надежностью и степенью защиты трансмиссии от колебаний, вызванных работой мотора, но при этом куда более дорогие.

Где стоит маховик?

Маховик является одним из компонентов кривошипно-шатунного механизма. В современных двигателях он находится в хвостовой части коленчатого вала и выглядит как металлический диск с зубчатым венцом. Его диаметр составляет в среднем от 30 до 40 сантиметров, точные размеры и форма зависят от модели мотора. В большинстве автомобилей для того, чтобы добраться до колеса маховика, нужно изрядно разобрать двигатель и снять кожухи, под которым скрывается коленвал.

Задачи маховика

Необходимость в использовании маховика возникает из-за неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания. В каждом из цилиндров за два оборота коленчатого вала происходят четыре такта, причем скорость, с которой поршень двигается вверх и вниз, разная в каждом такте. Из-за такой разницы и проявляются биения, вибрации, особенно на высокой скорости вращения вала. Чтобы этого не происходило, одинаковые такты в различных цилиндрах разнесены по времени выполнения, а в дополнение к этому устанавливается массивный маховик.

Он выполняет такие задачи:

• поддержание равномерной угловой скорости вращения коленчатого вала;
• передача крутящего момента от коленвала на сцепление и КПП;
• передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал при пуске ДВС;
• развязка трансмиссии и кривошипно-шатунного механизма двигателя;
• обеспечение равномерного прохождения поршнями мертвых точек.

Примечательно, что чем большим количеством цилиндров укомплектован двигатель внутреннего сгорания, тем его крутящий момент более равномерный. В связи с этим такие моторы оснащаются меньшими по размеру и весу маховиками, нежели двигатели с малым количеством цилиндров.

Основным параметром маховика является его масса. Чем она выше, тем сложнее раскрутить деталь, но тем больше кинетической энергии она запасает и может отдать, а значит, тем более равномерно будет работать мотор.

Признаки поломки

Маховик – деталь, которая постоянно находится под большими нагрузками во время работы ДВС. Со временем элемент изнашивается, может покрываться трещинами, выламываются некоторые зубья, из-за чего утрачивается тесный контакт с шестерней стартера, и возникают проблемы при запуске двигателя. Не исключено даже ударное разрушение маховика с повреждением мотора.

Не нужно быть мастером по обслуживанию автомобилей, чтобы догадаться о наличии проблем с маховиком. В первую очередь на возможную неисправность детали указывает появление громких и совершенно нехарактерных для исправного двигателя звуков как на холостых оборотах, так и на рабочих режимах.

Обычно это проявляется в виде металлического скрежета и скрипа, особенно при запуске мотора. Еще один явный признак – нестабильная работа двигателя на холостых оборотах. Если при нажатии педали газа троение исчезает, вероятно, причина кроется в поломке маховика.

Есть и другие признаки, которые с высокой вероятностью свидетельствуют о проблемах с диском:

• сильные вибрации при работе мотора, зависящие от количества оборотов;
• сложности или невозможность запуска двигателя с помощью стартера;
• уменьшение отзывчивости сцепления, вибрации и хруст при нажатии педали.

Заметив перечисленные признаки за своим автомобилем, не откладывайте решение проблемы на потом и тем более не ждите, пока все пройдет само по себе. Если продолжать эксплуатацию авто с неисправным маховиком, ситуация усугубится: из строя может выйти мотор, сцепление или КПП.

Как надо выбирать?

В большинстве случаев маховик не подлежит ремонту, особенно если надломились зубья, или появились трещины в диске. В подобных ситуациях проще и быстрее будет полностью заменить деталь, заранее купив новую запасную часть. Но как ее выбрать? В этом вам поможет руководство по эксплуатации вашего автомобиля. В нем производитель указывает рекомендуемые параметры для всех деталей, подлежащих замене в ходе эксплуатации машины. При выборе комплектующих обязательно опирайтесь на рекомендации, приведенные в инструкции.

Есть и другие важные советы:

• по возможности покупайте оригинальную деталь, такую же, какая установлена в машине;
• если не позволяет бюджет, закажите совместимый аналог от бренда с хорошей репутацией;
• ни в коем случае не экономьте на маховике, плохая деталь может нанести большой ущерб.

С поиском нужной модели маховика не должно возникнуть никаких проблем, так как в магазинах автозапчастей и на сайтах по продаже автомобильных комплектующих есть возможность подбора деталей по VIN-номеру транспортного средства. Даже если такой услуги по какой-либо причине нет, можно найти комплектующие по модели, году выпуска автомобиля и по параметрам двигателя.

Замена маховика

Диагностика и замена маховика – задачи, которые должны выполняться в строгом соответствии с техническим регламентом производителя автомобиля. В условиях домашнего гаража выполнить установку нового диска достаточно сложно без опыта, навыков и специальных инструментов.

Важно соблюдать правильную ориентацию сцепления, использовать подходящие крепления для фиксации деталей, учитывать другие важные нюансы. Малейшая ошибка, и маховик не только не будет справляться с основной задачей, но и может нанести ущерб всему двигателю. Вот почему по возможности стоит обращаться за услугой замены комплектующих в проверенный автосервис.

Вернуться к списку

Маховик | компонент машины | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Как работает маховик?

07 марта 2022 г.

Маховик — это механизм, который резервирует энергию вращения, сопротивляясь изменению скорости вращения. Запасенная энергия пропорциональна квадрату скорости вращения. Вы можете изменить сохраненную мощность машины, применив крутящий момент для увеличения или уменьшения скорости вращения. Машина или транспортное средство теряют импульс каждый раз, когда замедляются или останавливаются. Маховик компенсирует этот потерянный импульс за счет резервной мощности.

ЧТО ТАКОЕ МАХОВИК НА АВТОМОБИЛЕ?

Маховик представляет собой тяжелое колесо, для вращения вокруг своей оси требуется большое усилие. Когда колесо движется с высокой скоростью, оно будет продолжать вращаться, если вы не остановите его, приложив большое усилие. Когда он вращается, он сохраняет большое количество кинетической энергии, которую он позже использует для питания транспортного средства или машины во время запуска двигателя или ускорения.

С технической точки зрения маховик (в случае механической коробки передач) или гибкий диск (в случае с автоматической коробкой передач) определяется как диск, прикрепленный болтами к коленчатому валу в задней части двигателя. Он служит многим целям:

• На автомобилях с механической коробкой передач дает одну из фрикционных поверхностей для сцепления. Нажимной диск сцепления прикручен к нему болтами, а диск сцепления зажат между ними.
• На автомобиле с автоматической коробкой передач он фактически известен как гибкая пластина и преобразователь крутящего момента трансмиссионных болтов к ней.

На внешней кромке имеется зубчатое кольцо, которое стартер проворачивает для запуска двигателя. Из-за большого диска (относительно коленчатого вала) это позволяет стартеру оказывать большее влияние на двигатель.

Также служит для выполнения определенных задач по эксплуатации двигателя. Хотя более массивные маховики требуют больше энергии для вращения, когда они вращаются, они приобретают больший импульс и помогают двигателю работать более плавно и плавно переключаться при более высоких оборотах.

КАК РАБОТАЕТ МАХОВИК?

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

Маховик сможет накапливать больше энергии, если он вращается с большей скоростью или имеет более высокий момент инерции, что означает его большую массу. Тем не менее, он всегда работает лучше, когда вы вращаете его быстрее, а не увеличиваете его массу. Например, колесо будет производить в два раза больше энергии, чем то, которое весит половину его, при условии, что оба вращаются с одинаковой скоростью. С другой стороны, вращение более легкого колеса в два раза быстрее увеличит количество накопленной энергии в четыре раза.

По этой причине всегда лучше использовать более легкие, высокоскоростные колеса, а не агрегаты, имеющие большой вес. Кроме того, компактные маховики имеют практический смысл в гоночных автомобилях, поскольку они должны быть максимально легкими, чтобы работать на высоких скоростях.

Как работает маховик, если постоянно увеличивать скорость? Это невозможно, потому что есть момент, когда материал колеса не выдержит нагрузки и разлетится на осколки.

КАКОВЫ ФУНКЦИИ МАХОВИКА?

Прежде чем углубляться в принцип работы маховиков для автомобилей , важно знать их функции. Он используется почти во всех типах автомобилей, включая гоночные автомобили, поезда и автобусы. Раньше они имели большой диаметр со спицами и громоздким металлическим ободом. Однако современные агрегаты более компактны из-за того, что изготовлены из композитных или углеродных материалов. Чтобы привести его в движение, приходится сильно давить на руль. В большинстве автомобилей он выполняет следующие функции:

1. Запуск двигателя

Зубья шестерни врезаются в окружную опору маховика при запуске двигателя. В стартере двигателя небольшая шестерня (называемая шестерней Бендикса) соединяется с маховиком, когда вы поворачиваете ключ. Комбинация редуктора и стартера Bendix раскручивает маховик, поворачивает коленчатый вал и начинает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. После запуска двигателя шестерня Bendix убирается, позволяя маховику свободно вращаться.

2. Сглаживание оборотов двигателя

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

3. Балансировка двигателя

Поскольку поршни смещены относительно центров 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 сбалансировать двигатель на опорах и снизить вибрацию по всему автомобилю.

4. Снижение нагрузки на трансмиссию

Стабилизируя движение двигателя и выравнивая его скорость, маховик ограничивает износ других компонентов трансмиссии. Хотя двигатель и трансмиссионные валы параллельны друг другу, крепления между осью и трансмиссией — нет; карданный вал использует универсальные шарниры, которые постоянно меняют угол при повороте. Маховики помогают снизить износ таких соединений.

5. Управление весом

Вес маховика — это одна из регулировок, которую производители двигателей используют для адаптации характеристик двигателя к конкретным целям.

• Более тяжелые маховики позволяют двигателям работать при нагрузках, которые могут привести к заклиниванию двигателя; таким образом, автомобили, постоянно буксирующие тяжелые прицепы, должны иметь маховик большего размера.
• Двигатели, работающие на высоких скоростях, например двигатели гоночных автомобилей, имеют более легкий маховик для лучшего ускорения на скорости; что может затруднить плавную работу двигателя на холостом ходу и затруднить ускорение с полной остановки.