Маховик: устройство, функции, признаки поломки

Маховик или маховичный накопитель энергии — деталь двигателей внутреннего сгорания. 

Маховик получает энергию от двигателя, накапливает ее и передает транспортным узлам, например, коленвалу или к механизму сцепления. При помощи маховика происходит равномерное высвобождение энергии — так сглаживаются задержки между тактами в работе ДВС.

Виды автомобильных маховиков

Сплошной (одномассовый) 

Самый простой по конструкции маховик. Представляет собой круглую пластину из особого сплава с зубчатым кольцом — венцом. Зубцы обеспечивают сцепление с валом стартера и дальнейшее раскручивание коленвала. 

Это наиболее распространенный вид, несложный в изготовлении и самый доступный по цене. 

Двухмассовый маховик

Нередко водители меняют заводской маховик на двухмассовый. Он состоит из двух одинаковых пластин. Так же в строение добавляется еще один комплект пружин. В демпферном маховике находятся пружины разной жесткости. С помощью такой детали гасятся колебания, которые производит сам маховик. 

Двухмассовый маховик имеет ряд преимуществ: например, обеспечивает более ровную работу двигателя, усиливает защиту трансмиссии от перегрузок. В то же время из-за особенностей строения такая деталь не так надежна и стоит дороже. 

Облегченный

Такой маховик редко устанавливают на заводе, чаще всего он используется для тюнинга — облегченная деталь ускоряет разгон. Снижение массы достигается за счет уменьшения стали в составе, поэтому изнашиваться маховик будет быстрее. 

Неисправности маховика и их признаки

В большинстве случаев проблема решается заменой маховика, но оставлять без внимания другие узлы не следует. Нередко бывает, что неисправность маховика – результат неправильной работы связанных с ним систем.

Изнашивание и/или повреждение зубчатого венца

В основном венец выходит из строя из-за естественного износа или попадания в картер посторонних предметов. Иногда это происходит из-за неправильного монтажа запчастей – самого маховика или стартера. Если стартер «буксует» или при запуске отмечается стук – это повод обратиться на СТО.

Биение маховика

Биение маховика – это нормальный процесс, но только если величина биения не выходит за пределы, установленные производителем. Эта неисправность связана с работой сцепления: не до конца выжатое сцепление, пробуксовка или поломки приводят к повышенному износу рабочей поверхности маховика. Одна из самых простых причин – неправильный момент затяжки крепежных болтов, поэтому в первую очередь проверяем их. Такая мелочь как плохо затянутые болты может привести и к повреждениям посадочного места под фланец коленвала.

Выработка на рабочей поверхности маховика

Из-за естественного износа в месте, где ведомый диск сцепления контактирует с рабочей поверхностью маховика, возникает выработка. Этот процесс проходит годами, но водитель неосознанно может его ускорить: например, часто трогаться с пробуксовкой. При обнаружении выработки, а так же при наличии трещин следует заменить деталь. 

У двухмассового маховика нередко нарушается целостность или изнашиваются пружины. Иногда производят замену пружин, но подобрать их очень сложно. Слишком мягкие или жесткие пружины уменьшают эффективность запчасти. 

Неочевидные признаки, когда нужно обратить внимание на маховик:

 — увеличение вибрации;

 — трудности при запуске двигателя;

 — рывки при переключении скоростей;

 — усиление шумов на холостом ходе.

Преимущества маховиков TRIALLI:

 — Снижают неравномерное вращение коленвала.

 — Уменьшают пульсацию крутящего момента.

 — Решают проблему колебания двигателя внутреннего сгорания при переключении передач.

 — Удобно монтировать на любой двигатель.

Будьте в курсе — подписывайтесь на нас в социальных сетях:

YouTube

VK

Одноклассники

Telegram

3.2.3.3 Маховик и его физический смысл

В установившемся режиме работают очень многие машины – станки, прессы, прокатные станы, лесопильные рамы, текстильные машины, генераторы электрической энергии, компрессоры, насосы и т.д. Наилучшее условие для работы всех этих машин – абсолютно равномерное вращение их главного вала (принимаемого обычно в качестве ведущего звена). Колебания скорости главного вала вызывают дополнительные нагрузки, вследствие чего снижаются долговечность и надежность машин. Но поскольку колебания скорости полностью устранить невозможно, нужно хотя бы по возможности сократить их размах. Иными словами, значение коэффициента неравномерности δ надо сделать приемлемо малым. Рассмотрим, каким образом можно решить эту задачу.

Все звенья механизма обладают инертностью. Чем инертнее материальное тело, тем медленнее происходят изменения его скорости.

Уравнения (3.69) показывают, что при уменьшении величины δ возрастает приведенный момент инерции J_пр механизма, а, следовательно, его масса и кинетическая энергия. Поэтому увеличение равномерности движения ведущего звена может быть достигнуто за счет увеличения приведенного момента инерции механизма. Увеличение приведенных масс или приведенных моментов инерции ведет за собой увеличение масс отдельных звеньев механизма. На практике это увеличение производится посадкой на один вал машины добавочной детали, имеющий заданный момент инерции. Эта деталь носит название

махового колесаилимаховика.

Задачей маховика является уменьшение амплитуды периодических колебаний скорости ведущего звена, обусловленных свойствами самих механизмов или периодическим изменением соотношений между величинами движущих сил и сил сопротивлений. Подбором массы и момента инерции маховика можно заставить ведущее звено двигаться с заранее заданным отклонением от некоторой его средней скорости.

Маховик является аккумулятором кинетической энергии механизма. Он накапливает ее во время ускоренного движения и отдает обратно во время замедления механизма. Такая аккумулирующая роль маховика позволяет использовать накопленную им энергию для преодоления повышенных полезных нагрузок без увеличения мощности двигателя.

Физически роль маховика в машине можно представить следующим образом. Если в пределах некоторого угла поворота ведущего звена работа движущих сил больше работы сил сопротивления (А_дв.с.>А_с.с), то ведущее звено вращается ускоренно и кинетическая энергия увеличивается. При наличии в машине маховика приращение кинетической энергии распределяется между массами звеньев механизма и массой маховика, а при его отсутствии все приращение кинетической энергии должно быть отнесено к массам звеньев механизма. Если же А_дв.с.< А_с.с, то ведущее звено вращается замедленно и кинетическая энергия уменьшается.

Форма маховика может быть любой. Но по конструктивным соображениям наиболее удобной является форма в виде диска с тяжелым ободом, колесо со спицами (рисунок 3.20) или другая форма, симметричная относительно главных осей инерции. Это позволяет избежать дополнительных давлений на вал подшипника, на который насажен маховик.

Итак, чтобы определить размеры махового колеса, нужно знать его массу, а та, в свою очередь, зависит от момента инерции маховика. Существует несколько способов определения момента инерции маховика. Мы остановимся только на двух.

Что такое маховик и как он работает?

Если у вас есть автомобиль или мотоцикл, то вы наверняка слышали о маховике. Но знаете ли вы, что такое маховик? И какова его функция в автомобильных двигателях. В этой статье мы обсудим все возможное, что касается маховика. Итак, давайте начнем наше исследование.

Что такое маховик?

Маховик представляет собой круглое колесо, прикрепленное к коленчатому валу двигателя, которое аккумулирует механическую энергию двигателя во время рабочего такта и передает эту накопленную энергию подготовительным тактам (т. е. такту всасывания, сжатия и выпуска) во время работы двигателя. Изготавливается из стали или чугуна. Он в основном используется в двигателях и производственных машинах, таких как прокатные станы, штамповочные машины, ножницы, прессы и т. д.

Конструкция

Маховик представляет собой круглое колесо (или диск), изготовленное из стали или чугуна (в зависимости от области применения). Он также действует как часть механизма сцепления и гидравлического привода. Он имеет зубья на внешнем крае, который входит в зацепление с зубьями ведомой шестерни электродвигателя и используется для проворачивания (вращения коленчатого вала) двигателя во время его запуска.

Зачем нужен маховик?

Чтобы понять это, давайте рассмотрим пример работы одноцилиндрового четырехтактного двигателя. В четырехтактном двигателе у нас есть четыре такта, то есть всасывание, сжатие, рабочий ход и выпускной такт. Только в рабочем такте мы получаем мощность, а в остальных тактах мощность требуется для выполнения различных процессов, таких как всасывание, сжатие и выхлоп. Поэтому нам нужно устройство, которое может накапливать мощность во время рабочего такта и подавать эту мощность на оставшиеся такты, когда это необходимо. Это можно сделать с помощью маховика. Маховик накапливает мощность во время расширения или рабочего такта, а затем передает эту мощность на оставшиеся такты двигателя для его работы.

Каким образом маховик крепится к коленчатому валу?

Маховик изготовлен из тяжелой стали или чугуна и прикреплен к заднему концу коленчатого вала. Вес маховика зависит от характера изменения давления, числа цилиндров и конструкции двигателя.

Вес маховика уменьшается с увеличением числа цилиндров. Это означает, что двухцилиндровый двигатель имеет более легкий маховик по сравнению с одноцилиндровым двигателем.

Читайте также:

Руководство по ходункам: что это такое…

Пожалуйста, включите JavaScript

Руководство по ходункам: что это такое и как они работают История автомобиля — как развивался современный автомобиль?

Что такое многодисковое сцепление – основные детали, типы и работа

Работа маховика

Из четырех тактов мы получаем мощность только в одиночном такте (т. для впуска свежей шихты, сжатия свежей шихты и отвода продуктов сгорания. Во время рабочего такта двигатель имеет тенденцию ускоряться и замедляться во время оставшихся 3 тактов. Но маховик, благодаря своему моменту инерции, сопротивляется ускорению двигателя во время рабочего такта и сопротивляется замедлению двигателя во время подготовительного такта. Он накапливает энергию (энергию вращения), когда двигатель пытается ускориться, и передает эту энергию двигателю, когда он имеет тенденцию замедляться. Таким образом, маховик поддерживает работу двигателя на постоянной скорости, что необходимо для бесперебойной работы автомобиля.

Основная функция маховика

1. Обеспечивает постоянную выходную мощность там, где наблюдаются колебания мощности.
2. Поддерживает постоянную скорость двигателя во время всех тактов.
3. Хранит механическую энергию (энергию вращения) двигателя и отдает ее при необходимости.

Применение

Маховик в основном используется в двигателях и производственных машинах (прокатных станах, штамповочных станках, прессах и т. д.) для получения постоянной скорости во время работы.

Также используется как часть механизма сцепления и гидропривода. Узел сцепления установлен на маховике и вращается вместе с ним.

В этой статье я изо всех сил старался объяснить вам, что такое маховик и как он работает. Если вы обнаружите, что что-то отсутствует или неверно, прокомментируйте нас или вы также можете написать нам. И если вы нашли эту статью информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею в социальных сетях. Заранее спасибо.

Типы, использование, функция, схема [Примечания GATE]

Серия испытаний

Автор: Мохит Униял|Обновлено: 26 августа 2022 г. Маховик был изобретен 1000 лет назад (между 1038 – 1075 годами) неолитическими веретенами и гончарным кругом. Итак, что такое маховик? С какой целью изобрели маховик? Давайте обсудим это в этой статье.

Это очень простое устройство, которое мы можем видеть на многих машинах. Эта статья дает общее представление о маховике, требованиях и функциях маховика, принципе работы маховика, силе, действующей на маховик , тип и применение маховика.

Загрузить полные примечания к формуле проектирования машины в формате PDF

Прочитать статью полностью

Что такое маховик?

Как правило, маховик представляет собой абсолютно жесткий круглый элемент, установленный на коленчатом валу двигателя, или вращающийся вал, предназначенный для передачи мощности. Функция маховика заключается в управлении колебаниями вращающегося элемента. Маховик имеет высокий момент инерции массы, благодаря чему он способен поглощать и выделять большое количество энергии, когда это необходимо.

Многие машины имеют режимы нагрузки, из-за которых функция времени крутящего момента изменяется в течение цикла. Таким образом, для преодоления этого типа состояния маховик является лучшим решением. Поскольку чугун дешевый, в основном чугун используется для изготовления маховика. Для увеличения срока службы можно также использовать сталь, так как она обладает свойствами высокой прочности и антикоррозионными свойствами, что делает ее долговечной.

Схема маховика

Функция маховика

В общем случае функции маховика заключаются в обеспечении плавной отдачи мощности в случае флуктуационного режима энергоресурса (например, двигатель внутреннего сгорания, паровой двигатель) или в обеспечении достаточно большого количества энергии за короткий промежуток времени. Исходя из этого, основные функции маховика следующие:

• Для минимизации рывков в элементе машины
• Для накопления избыточного количества кинетической энергии вращения, когда машина находится в состоянии холостого хода или без нагрузки
• Для подачи большого количества энергии за минимальное время.
• Балансировка вращающегося элемента, установленного на той же оси, но в другой плоскости

Принцип работы маховика

Основной принцип работы маховика основан на моменте инерции вращательной массы, где кинетическая энергия вращения накапливается и высвобождается в колесе, когда колесо накапливает кинетическую энергию, скорость вращения колеса увеличивается. Когда требуется высокая энергия, колесо высвобождает свою кинетическую энергию, и скорость колеса снижается.

Кинетическая энергия, запасенная в маховике, зависит от момента инерции массы и скорости маховика. Энергия, запасенная в маховике, определяется уравнением

Кинетическая энергия = (1/2)I ω ²

Где,

• I – момент инерции массы
  ω– средняя угловая скорость колеса

При изменении скорости кинетическая энергия, связанная с маховиком, также изменяется, изменение кинетической энергии маховика дается

Изменение кинетической энергии = кинетическая энергия в начале – кинетическая энергия в конце 5

ΔK.E.=(1/2)I ω ² [(𝜔 _i − 𝜔 _f )/𝜔]

Где

90 106

𝜔 _i — Начальная угловая скорость колесо,

𝜔 _f — Конечная угловая скорость колеса

Типы маховика

В соответствии с нашими требованиями, наличием места и конструктивной точки зрения маховик можно разделить на следующие типы:

• Маховик ободного типа – используется для низких скоростей
  Момент инерции для маховика ободного типа определяется по формуле: I= ( MR ² )/2
  
• Маховик ободного типа – для средней скорости
• Маховик дискового типа – для высокой скорости
  Момент инерции для маховика ободного типа определяется по формуле: I = MR ²

Маховик Использует

Основные области применения маховика следующие:

1. Двигатель внутреннего сгорания, паровой двигатель – в этом случае маховик хранит флуктуирующую форму энергии и обеспечивает плавную и менее флуктуирующую мощность на выходе
2. Дизельный генератор
3. Штамповка и штамповка эксплуатация – В этом случае имеется источник плавной подачи энергии, но с помощью маховика мы вырабатываем большое количество энергии за меньшее время.
4. Гироскоп – Применение маховика в гироскопе предназначено для поддержания устойчивости и управления направлением, где трение не является доминирующим. Например – направление спутника контролируется с помощью маховика в гироскопе

Часто задаваемые вопросы о маховике

• Что такое маховик?

   Механическое устройство, используемое в машинах, служит резервуаром, который накапливает энергию в период, когда предложение энергии превышает потребность, и высвобождает энергию, когда спрос превышает предложение.

• Какими параметрами управляет маховик?

   Маховик контролирует и минимизирует колебания скорости внутри цикла. Маховик не может контролировать скорость при межцикловых колебаниях, т.е. изменениях скорости из-за изменения нагрузки на двигатель.

• Разница между маховиком и регулятором?

  Маховик контролирует и минимизирует колебания скорости внутри цикла, Маховик не может контролировать скорость при межцикловых колебаниях, т. е. изменениях скорости из-за изменения нагрузки на двигатель.

• Влияет ли сила тяжести на работу маховика?

  Нет, так как принцип работы маховика основан на моменте инерции массы, который напрямую связан только с массой и скоростью вращения колеса.

  Это одно из лучших преимуществ, которое может работать в отсутствие гравитации. Направление сателлитов контролируется маховиком.

• Можем ли мы использовать маховик для длительного хранения энергии?

  Нет, на практике мы не можем хранить энергию в маховике в течение длительного периода времени.

  Мы можем использовать его для хранения энергии, но только в течение очень короткого периода времени. Функция маховика состоит в том, чтобы поглощать и отпускать его в течение одного полного цикла. В случае двигателя внутреннего сгорания он накапливает энергию во время рабочего такта и высвобождает ее во время такта всасывания, сжатия и выпуска, время, необходимое для завершения всего этого переднего цикла, очень меньше, поэтому для хранения энергии в таких случаях используется маховик.