Маховик что это такое: Маховик двигателя

Двухмассовый маховик — что это такое

Первый маховик, не много – ни мало, был обнаружен на раскопках древних поселений Междуречья. Стабилизировать таким образом вращение гончарного круга догадались ещё древние мастера. В двигателе внутреннего сгорания самой концепцией заложена неравномерность вращения коленчатого вала, что порождает вибрации и крутильные колебания по всей трансмиссии. Вернее – могло бы порождать, если бы не было маховика. До относительно недавнего времени маховик представлял собой просто чугунный круг с наваренным зубчатым венцом.

Веление времени

Как и многие полезные инновации, двухмассовый маховик шагнул в потребительский сегмент из спортивного.

С одной стороны, гоночные и спортивные автомобили стараются максимально облегчить (а чугунный сплошной маховик – далеко не пушинка). С другой стороны, для гонщиков вибрации – дело привычное, а вот приемистость двигателя куда критичнее. Понятно, что с лёгким маховиком «разгон движка» будет гораздо веселее.

Инженерная мысль не стояла на месте, и бороться с крутильными колебаниями помогли следующие технические решения.

• Два распределительных вала с фазовозвращателями.
• Балансирные валы, которые вращающиеся в два раза быстрее коленвала.
• Электронное управление двигателем и распределенный впрыск сделали работу цилиндров гораздо равномернее, чем у их карбюраторных предков.
• В ведомые диски сцепления стали инсталлировать гаситель крутильных колебаний, представляющий собой четыре или шесть мощных пружин, тангенциально установленных в окнах диска.
• У заднеприводных автомобилей появился демпфирующий элемент трансмиссии — шарнир Джубо, неплохо справляющийся с крутильными колебаниями.
• С переднеприводными машинами такой «фокус» не проходил, и тогда вспомнили про устройство, как бы разрывающее колебания двигателя и трансмиссии, что позволяло двигаться безо всяких рывков даже на оборотах, близких к оборотам холостого хода.

Речь идёт о «герое» нашего повествования, который сделал практически ненужным тяжелый маховик и прочно обосновался в массовом производстве.

Как устроен двухмассовый маховик

Устройство представляет собой ведущий и ведомый диски, соединённых мощным радиальным подшипником. За передачу крутящего момента между дисками отвечают несколько спиральных пружин.

Полость, в которой работают пружины, герметична и заполнена высокотехнологичной несменяемой смазкой.

Ведущий диск, как и его чугунный предок, закреплён на фланце коленвала и имеет зубчатый венец для контакта со стартером.

Вторичный диск находится в контакте с ведомым диском сцепления.

Конструктивно двухмассовый маховик сочетается с мощными бензиновыми и дизельными ДВС (у которых выше крутящий момент и более резкая работа) и МКПП или преселективными роботами типа DSG.

Чего боится двухмассовый маховик

Перегрев несменяемой смазки приводит к её деградации, что в свою очередь приводит к уплотнению пружин, появлению люфта и даже проворотам дисков. Вышеуказанные дефекты могут стать как причиной, так и следствием разрушения уплотнителей и выдавливания высокотехнологичной смазки.

Симптомом начала конца срока службы двухмассового маховика является характерный стук при пуске мотора, переключении передач и движении в натяг.

Все эти неприятности являются следствием езды по грязи и снегу с пробуксовками, длительной буксировки прицепов или других автомобилей и «форсажных» тюнинговых доработок двигателя.

Ремонт двухмассового маховика

Как и в большинство современных высокотехнологичных узлов и агрегатов, производители не предусматривают вмешательства в конструкцию маховика – только его замену.

Замена маховика на полностью аналогичный у официального дилера, как правило, дорогостоящая процедура. На помощь автовладельцу пришли пытливый ум и умелые руки гаражных специалистов (а среди этой публики встречаются настоящие мастера, так что — без тени иронии), и они нашли ряд решений для желающих сэкономить.

1. Замена «родного» двухмассового маховика на подходящую по параметрам аналогичную деталь другого производителя. Эта тактика оправдана для многих конструктивных элементов автомобиля, и нельзя сказать, что аналоги фирменных узлов и агрегатов так уж плохи.
2. Реанимация штатного устройства. Для этого маховик аккуратно разрезают, промывают внутреннюю его полость и все детали. Натяг пружин восстанавливают при помощи компенсирующих бобышек, дополняющих недостающую длину пружины. Полость, в которой работают пружины, заполняют демпфирующей смазкой и герметично заваривают. После этого нужна ещё балансировка. Насколько эта процедура выйдет дешевле покупки нового, но «не родного» – вопрос открытый.
3. Есть ещё опция (только для автомобилей с механическими коробками передач) – это обычный монолитный маховик, подходящий по установочным параметрам для данного мотора. При выборе такого варианта, как минимум, нужно подобрать ведомый диск сцепления с демпферными пружинами вместо цельного штатного. Иначе будут чувствоваться рывки в трансмиссии, вибрации, да и сцепление, со временем, пойдёт в разнос.
4. Изредка встречается совсем уж «колхозный» вариант ремонта, заключающийся в глухом скреплении двух частей маховика ­болтами и сваркой. Даже установка ведомого диска с пружинным демпфером, вряд ли поможет надолго решить проблему, а скорее всего, только её усугубит.

Давать советы – не самое благодарное дело, и обстоятельства бывают разными, но первый вариант выглядит самым предпочтительным. Оригинальные запасные части всегда лучше, но есть производители элементов трансмиссии, в том числе и маховиков, с репутацией, измеряемой десятилетиями и вполне приемлемым качеством. Тот факт, что они не входят в число рекомендованных производителем, обусловлен скорее корпоративной политикой, а для экономного автовладельца – это реальный спасательный круг.

Заключение

Не всякий менеджер-консультант ответит вам, на вопрос о типе маховика. На помощь покупателю приходят аббревиатуры в описании автомобиля — ДММ (двухмассовый маховик), ZMS (Zweimassenschwungrad) и DMF (dual mass flywheel), соответствующие одному и тому же изделию.

Большую часть жизни большинство современных автомобилей проводит в городских условиях, несколько меньшую — на трассах и гораздо меньшую — на бездорожье. Сообразно этой статистике, производители делают автомобили максимально комфортными, надёжными и безопасными для езды по асфальту, или лёгкому бездорожью. Поэтому, сочетание МКПП и DSG с двухмассовым маховиком, применение вискомуфт с электронным управлением и прочие современные инженерные решения — вполне оправданы для большинства дорожных ситуаций, уже отработаны в массовом производстве, и не должны смущать, особенно при покупке нового автомобиля.

Если систематически не подвергать автомобиль специфическим нагрузкам, то современные девайсы, в том числе и двухмассовый маховик, будут служить верой и правдой

Комментарии

Рекомендованные статьи

cтук, как проверить, почему он ломается

ДММ, DMF, ZMS – разные названия одного и того же агрегата, двухмассового маховика. А еще это одна из самых ругаемых деталей современных автомобилей. Потому что стоит дорого, выходит из строя неожиданно и необратимо. Давайте разбираться с тем, зачем они вообще появились, что мешает им работать и как определить проблемы с маховиком.

Для чего нужен маховик

Что вообще такое маховик и где он используется? Это деталь системы сцепления в виде металлического диска с зубцами на торце, диаметром около 40 сантиметров. Маховик крепится к концу коленвала двигателя и выполняет две главных функции:

• Запуск двигателя от стартера (для этого и нужны зубья на торце).
• Передача крутящего момента от мотора на коробку

Но со временем у маховиков появилась еще одна функция – это гашение крутильных колебаний коленвала. Собственно, это привело к разделению маховиков на два типа – одномассовые и двухмассовые. Почему? Все достаточно просто. Во-первых, современные двигатели при тех же размерах стали выдавать больше мощности – в среднем количество лошадиных сил выросло где-то в полтора раза. Во-вторых, экологические нормы тоже сделали моторы более эффективными и мощными, потому что воздушно-топливная смесь в них сгорает полнее, создавая меньше вредных отходов. И в-третьих, мы стали требовать от автопроизводителей большего комфорта от вождения. А это значит – меньше вибраций при работе двигателя и переключении передач.

Раньше, к появления описанных выше факторов, за гашение эту деталь для любого старого автомобиля, может вспомнить, что в нем есть пружины. Они и гасили колебания. Но с ростом мощности двигателей и требований к комфорту, пружины перестали справляться. В результате пришлось переносить эту функцию в маховик. Почему туда? Потому что ведущие производители сцеплений решили, что это будет наиболее эффективным решением. Да и альтернатив да никто и не предложил.

Да как работает двухмассовый маховик и чем его конструкция отличается от одномассового? Ответ частично спрятан в терминах. Одномассовый маховик – это литой металлический диск, то есть «одна масса», которая вращается.
Двухмассовый маховик – это «две массы», потому что он состоит из двух металлических пластин. Одна прикреплена к коленвалу, вторая – к коробке передач. Между собой части соединены подшипником, что позволяет им проворачиваться друг относительно друга. Но самая сложная часть – это демпферная система, которая расположена между дисками маховика. Это набор пружин и шестерен, которые находятся в густой масляной среде, внутри закрытого корпуса из двух основных пластин. В результате, когда часть, закрепленная на коленвале, начинает отклоняться, она приводит в движение пружинный механизм, который тянет за собой часть, связанную с коробкой передач. Все это позволяет очень эффективно поглощать вибрации в работе двигателя и коробке при передаче крутящего момента.

Почему ломается двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик очень много ругают и это просто объяснить. Несмотря на то, что производители заявляют, что DMF может ходить к 200 000 километров, часто он выходит из строя раньше. Причем бывают ситуации, когда коробку сняли, комплект сцепления поменяли, и становится понятно, что маховик еще походит, но весь интервал замены сцепления не выдержит. А снимать коробку дорого и лучше заменить маховик сейчас. При этом стоит он очень и очень недешево – от 600$ и больше 1000$. Серьезный удар по кошельку, да? Как тут не начать ненавидеть «буржуйских» инженеров, которые придумали ненадежные детали?

Действительно, двухмассовый маховик имеет свои слабые места и его ресурс может серьезно уменьшиться, если вы недостаточно внимательно относитесь к своему автомобилю. Например, маховики очень не любят, когда обороты вашего мотора находятся на границе «тряски» двигателя, а вы пытаетесь разогнаться, не понижая передачу. Это особенно иронично, учитывая что маховики сами снижают силу этой самой «тряски», провоцируя водителей на то, чтобы они «забывали» снизить передачу. По сути все, что не вписывается в понятие «нормальный стиль езды», сильнее или слабее убивает двухмассовый маховик: агрессивная езда, резкие ускорения и торможения, езда на низких оборотах, постоянное глушение и запуск двигателя. Все что ведет к росту количества вибраций маховика больше обычного, понемногу сокращает его ресурс.

Более того, на работоспособность маховика негативно влияют и неисправности сопряженных систем. Проблема пропусков в системе зажигания и впрыска, неотрегулированная степень сжатия в цилиндрах, резкие вибрации из-за проблем в системе сцепления, сниженная частота вращения стартера и даже изношенные подушки двигателя, приводящие к вибрациям – все это тоже убивает маховик.

Как проверить демпферный маховик

Да как снимать коробку и проверять маховик дорого и бессмысленно, то диагностировать его состояние нужно по другим признакам. Кроме того, не забывайте, что этот агрегат находится внутри неразборного корпуса и визуальный осмотр тоже не дает 100%-го результата.

По мнению инженеров компании Sachs, одного из производителей сцеплений и двухмассовых маховиков, о том, что проблемы именно с DMF, говорят следующие признаки.

• Вибрация во время запуска мотора, причем даже с толчками, которые ощущаются в рычаге КПП
• Мягкий стук на холостых оборотах мотора
• Трудный запуск мотора, с вибрацией или легким стуком
• Вибрация во время разгона и толчки при повышении передачи
• Вибрация после того, как вы заглушили двигатель, часто со стуком

Ведущие производители двухмассовых маховиков

Кроме оригинальных DMF, на рынке присутствует продукция многих производителей. Но мы бы выделили всего троих, кого можно реально называть лидерами рынка.

LUK – всемирно известный производитель деталей сцепления из Германии, часть концерна Schaeffler Group. Именно инженеры LUK придумали двухмассовый маховик в 1985-м году. Предлагает как сами маховики, да и комплекты сцепления с маховиками для комплексного обслуживания КПП.

Sachs – такой же крупный немецкий производитель деталей сцепления и амортизаторов, часть концерна ZF. Несмотря на то, что в ZF уступили первенство конкурентам в разработке DMF, сказать что чья-то продукция лучше или хуже нельзя. Оба производителя производят качественные детали премиум-качества, которые являются надежной заменой оригинальным маховикам. Более того, часто их маховики и стоят «в оригинале».

Valeo – крупнейший французский концерн. Их продукцию отличает то, что она может быть немного дешевле, что с учетом стоимости маховика, делает их привлекательным выбором. Отличает Valeo и еще один нюанс. Именно французы создали конструкционно доработанный одномассовый маховик, который можно использовать для замены двухмассовому маховику. Но безопасность такой замены остается спорным вопросом и мы в интернет-магазине Leoparts не рекомендуем да поступать. Потому что замена на маховик, который не был предусмотрен в конструкции машины, может привести к проблемам. Вибрации, которые должен гасить именно двухмассовый маховик, могут разрушить коленвал или коробку передач.

При покупке двухмассового маховика нужно обратить внимание на сцепление, да как эти детали зачастую изнашиваются вместе и намного целесообразней менять их комплектом.

Читайте также: Почему скрипят тормоза

Автомобильные маховики: проблемы, симптомы и ремонт

Что такое маховик? Что оно делает?

• 1 Что такое маховик? Что оно делает?
• 2 Типы компонентов
• 3 Что вызывает повреждение маховика?
• 4 Признаки неисправности маховика
• 5 Можно ли ездить с неисправным маховиком?
• 6 Возможен ли ремонт?

Маховик представляет собой громоздкий компонент сцепления, имеющий форму большого диска. Он прикреплен к коленчатому валу двигателя, и его основная цель — обеспечить плавную передачу мощности от двигателя. Он нейтрализует вибрации коленчатого вала и уравновешивает колебания частоты вращения двигателя, сохраняя избыточную энергию для последующего использования. Эта энергия используется для поддержания работы двигателя, например, когда водитель убирает ногу с педали акселератора.

Эти компоненты соединяют двигатель с коробкой передач в автомобилях с механической коробкой передач, используя сцепление для передачи мощности на колеса. Более того, если маховик поврежден, будет намного сложнее успешно переключать передачи, что может привести к необратимому повреждению сцепления. Поэтому очень важно, чтобы проблема была диагностирована и устранена как можно скорее.

Типы компонентов

Эти диски обычно изготавливаются из стали, чугуна или алюминия. Чем выше инерция вращения диска, тем эффективнее он предотвращает высокие колебания скорости. Существует два основных типа маховиков: одномассовые маховики и двухмассовые маховики.

 Одномассовые маховики: 

Состоят из одного металлического диска, не содержащего движущихся частей, что снижает сложность устройства и упрощает его обслуживание. Эти компоненты обладают высокой устойчивостью к нагреву и деформации и при необходимости могут быть обновлены. Помимо того, что они долговечны, они намного дешевле, чем двойные блоки. С другой стороны, цельные компоненты обеспечивают меньшую защиту от вибраций и известны своим шумом. Они больше подходят для скоростных транспортных средств, например, для гонок и езды по бездорожью.

 Двухмассовые маховики: 

Как вы, наверное, догадались, эти маховики состоят из двух дисков. Один соединен со сцеплением, а другой прикреплен к коленчатому валу. Кроме того, они включают в себя пружины, гасящие крутильные колебания. Таким образом, они предназначены для более эффективной защиты компонентов двигателя и трансмиссии. Они также могут повысить эффективность использования топлива, поскольку позволяют более эффективно использовать двигатель. Обычно их устанавливают на большие, тяжелые автомобили с дизельными двигателями. Недостатком является то, что они не могут быть восстановлены и более подвержены термическому повреждению.

Что вызывает повреждение маховика?

Существует несколько факторов, способствующих преждевременному износу и выходу из строя. Вот некоторые из наиболее распространенных причин:

• i Неправильное обслуживание . Если компоненты, такие как новый стартер или сцепление, установлены неправильно, другие детали могут быть повреждены или смещены. В дополнение к этому, если сцепление повреждено, настоятельно рекомендуется заменить его как можно скорее. Если его оставить, это повлияет на маховик, а сцепление заменить намного проще и дешевле.
• i Состояние двигателя и стиль вождения . Например, это может быть вызвано неровным запуском двигателя, тяжелыми нагрузками, вождением на неправильной передаче и низкой частотой вращения коленчатого вала.
• i Перегрев . Это может быть смертельно опасно для дисков, поскольку они могут треснуть или деформироваться, и часто это происходит из-за проскальзывания сцепления.

Признаки неисправности маховика

• ! Запах гари . Водители часто замечают запах гари, исходящий из-под автомобиля. Это показатель того, что сцепление не работает или используется должным образом, и виновником может быть маховик. Например, если маховик деформирован, диск сцепления будет проскальзывать и изнашиваться, вызывая запах гари. Если проблему не устранить, сцепление может со временем вообще перестать работать.
• ! Затрудненное переключение передач . Поврежденный маховик значительно затруднит переключение передач, так как диск сцепления может не отключаться должным образом. Треснувшие диски маховика с большей вероятностью деформируются, вызывая проблемы со сцеплением и трансмиссией.
• ! Вибрирующая педаль сцепления . Если педаль сцепления вибрирует, это может быть признаком того, что опоры пружины маховика неисправны. Это может быть вызвано трещиной или изношенным диском. Пружина предназначена для нейтрализации вибрации при включении сцепления.
• ! Вибрация сцепления . Причин этому великое множество, но сцепление дребезжит, когда оно «скачет» по маховику во время его включения. Этот звук может быть вызван застеклением или деформацией диска сцепления, а также отсутствием или повреждением штифтов маховика.

Можно ли ездить с неисправным маховиком?

Можно ездить с неисправным маховиком, если повреждение незначительное. Однако это не означает, что это целесообразно делать. Неисправность может привести к более серьезным повреждениям компонентов сцепления, коленчатого вала и самого двигателя. Вы почувствуете больше вибраций двигателя, и это повлияет на его общую производительность. Кроме того, если вы подозреваете, что сцепление повреждено, вам следует как можно скорее проверить автомобиль у специалиста.

Возможен ли ремонт?

Одномассовые маховики легче ремонтировать, поскольку поверхность компонентов можно восстановить, тогда как двухмассовые колеса обычно требуют замены, поскольку процессы шлифования могут повлиять на внутренние компоненты. Здесь все может стать дороже, так как часто необходимо заменить сцепление одновременно с маховиком. К счастью, на рынке есть множество доступных комплектов сцепления.

День

техник-смайлик с большим опытом работы в видеоуроках AUTODOC; Никогда не видел без очков; участвует в гонках на своем BMW X5 E53; мечтает получить Золотую кнопку воспроизведения за 1 000 000 подписчиков на YouTube.

Маховики — кинетическая энергия

Маховик можно использовать для сглаживания колебаний энергии и обеспечения более равномерного потока энергии в прерывистой рабочей машине. Маховики используются в большинстве поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Энергия механически накапливается в маховике в виде кинетической энергии.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия маховика может быть выражена как

E _f = 1/2 I ω ²          (1)

где

E _f = маховик кинетическая энергия (Нм, Джоуль, фут фунт)

I = момент инерции (кг м ² , фунт фут ² )

ω = угловая скорость (рад/с)

Угловая скорость — преобразование единиц измерения

• 1 рад = 360 ^o / 2 π =~ 57,29578 ^o
• 1 рад/с = 9,55 об /мин (об/мин) = 0,159 об/с (об/с)

Момент

Момент инерции характеризует инерцию вращения твердого тела и может быть выражен как

I = km r ²                                   (2) 90 115

где

k = инерционная постоянная — зависит от форма маховика 9

r = радиус (м, фут) 0019

• колесо, нагруженное на обод, как велосипедная шина — k = 1
• сплошной плоский диск одинаковой толщины — k = 0,606
• плоский диск с центральным отверстием — k = ~0,3
• сплошной шар — k = 2/5 9 0041
• тонкий ободок — k = 0,5
• радиальный стержень — k = 1/3
• круглая щетка — k = 1/3
• тонкостенная полая сфера — k = 2/3
• тонкая прямоугольная стержень — к = 1 /2

Момент инерции — преобразовать единицы

• 1 кг·м ² = 10000 кг·см ² = 54675 унций в ² = 3417,2 фунта в ² = 23,73 фунта на фут ²

Материалы ротора маховика

90 278 0,014 9027 8 650

Материал	Плотность (кг/м 3 )	Расчетное напряжение ( 9004 0 МПа)	Удельная энергия ( кВтч/кг )
Алюминиевый сплав	2700
Фанера березовая	700	30
Композитное углеродное волокно — 40 % эпоксидной смолы	1550	750	0,052
E-стекловолокно — 40% эпоксидная смола	1900	250
Кевларовое волокно — 40% эпоксидной смолы	1400	1000	0,076
Стареющая сталь	8000	900	0,024
Титановый сплав	4500	0,031
«Супербумага»	1100
S-стекловолокно/эпоксидная смола	1900	350	0 . 020

• 1 МПа = 10 ⁶ Па = 10 ⁶ Н/м ² = 145 psi
• Мартенсетно-стойкие стали представляют собой не содержащие углерода сплавы железа и никеля с добавками кобальта, молибдена, титана и алюминия. Термин старение происходит от механизма упрочнения, который превращает сплав в мартенсит с последующим старением.

Пример. Энергия вращающегося велосипедного колеса

Типичный 26-дюймовый обод велосипедного колеса

имеет диаметр 559 мм (22,0 дюйма) и внешний диаметр шины около 26,2 дюйма (665 мм) . Для нашего расчета мы приблизим радиус — r — колеса к

r = ((665 мм) + (559 мм) / 2) / 2

  =  306 мм

9 0110   = 0,306 м

Вес колеса с шиной 9 г.0110 2,3 кг и инерционная постоянная равна k = 1 .

Момент инерции колеса может быть рассчитан 113 2

Скорость велосипеда 25 км/ч ( 6,94 м/с) .

No related posts.