Маховик для чего нужен: Что такое маховик двигателя, для чего он используется в автомобиле?

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!

Для чего нужен маховик. | Автоочерк

Ну начнём с того, что маховик из себя представляет. Думаю все видели как он выглядит. Дак вот, это тяжёлый металлический диск закреплённый на коленвале, который обязательно должен быть хорошо сбалансирован. По совместительству служит для передачи крутящего момента на коробку через узел сцепления, закрепленный на нём. Также на наружней части маховика установлен зубчатый венец для работы стартера.

Вследствие своей внушительной и сконцентрированной массы накапливает нехилую кинетическую энергию. Которая выражается через инерцию. Тем самым тяжёлый маховик помогает малообъёмным двигателям преодолевать сопротивление от сжатия воздуха в цилиндрах в момент его пуска. Также улучшает отдачу двигателя при кратковременных перегрузках, когда обороты двигателя малы для развития достаточного крутящего момента, например при трогании с места.

И способствует более равномерному вращению, плохо сбалансированных двигателей. Например у 4-х цилиндровых моторов есть момент когда шатуны находясь в мёртвых точках располагаются в одной плоскости и не несут никакой полезной работы. Этот момент помогает преодолеть маховик, способствуя более равномерной работе двигателя.

Особенно этот эффект будет заметен на двигателе с 1-м цилиндром. Таким образом с увеличением числа цилиндров увеличивается равномерность работы двигателя за счёт перекрытия цилиндров, и соответственно уменьшается вес маховика.

В автоматических коробках роль маховика выполняет. Torque-converter (преобразователь крутящего момента) или гидротрансформатор, ну или совсем по простому бублик. За счёт циркулирующей в нём жидкости в разных полостях, он может менять силу инерции. Также имеет внушительный вес и демпфер внутри.

Также встречаются двухмассовые маховики. С демпферной внутренней частью, которая призвана гасить удары при переключении передач.

А в автоспорте зачастую встречаются облегченные маховики. Снизу такие моторы едут хуже, зато раскручиваются они быстрее. Из-за уменьшившихся потерь на раскручивание лишнего веса. Также бывают нюансы когда плохо сбалансированный облегченный маховик, разрушается и крушит всё на своём пути.

Грубо.

Очень грубо.

Спасибо за внимание! Надеюсь было полезно.

Подписывайтесь, ставьте лайки.

Читайте про полезность шкива коленвала.

Маховики и смысл их существования

У большинства современных иномарок с «механикой» между мотором и сцеплением стоит двухмассовый маховик. Разберемся в особенностях этого недешевого узла, способного доставить немало проблем автовладельцу в случае поломки

Если к концу 20 столетия автопромышленность Западной Европы только начинала внедрять в конструкцию некоторых автомобилей двухмассовые маховики (ДММ), то сейчас уже более 70 % выпускаемых европейских автомобилей с механической коробкой передач оснащаются этим узлом. Смысл внедрения сложного и весьма дорогостоящего механизма, вопреки расхожему мнению, вполне обоснован. Главной целью при создании ДММ была защита трансмиссии от генерируемых маховой массой двигателя крутильных колебаний, противостоять которым демпфер крутильных колебаний, расположенный на ведомом диске сцепления, в полной мере уже не мог. Для этого было много причин: рост мощностей и крутящих моментов современных двигателей, повышение требования к комфорту при запуске мотора, переключении передач и ускорении, снижение износа синхронизаторов КП, снижение общей вибронагруженности в салоне и т. д. На все это, помимо конструкции прочих элементов автомобиля, влияли демпфер крутильных колебаний и максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы. И если демпфер диска сцепления позволял отклоняться лишь на 30 градусов относительно положения покоя, то ДММ расширил предел этого значения до 100 градусов в каждом направлении.

Первым производителем в Европе, которому удалось создать и начать крупносерийное производство двухмассовых маховиков, в которых был реализован этот физический принцип стала фирма LuK. Так, одна часть маховика по-прежнему была жестко связана с коленчатым валом двигателя, в то время как другая повышала момент инерции коробки передач. Обе массы при этом связаны демпфирующей системой пружин, которых в свою очередь лишился диск сцепления. Но помимо многочисленных достоинств данный узел до сих пор имеет ряд недостатков, главные из которых — повышенные требования к эксплуатации, дороговизна узла и высокие требования к сервису при его замене. Эта специфика вызывает немало вопросов у автовладельцев. Мы ответим на самые волнующие из них.

Каковы отличия в ресурсе маховика на разных автомобилях и в разных условиях эксплуатации? Есть ли примеры максимального срока службы узла?

В первую очередь, на ресурс влияет тип двигателя — дизельный или бензиновый, т.к. значения крутящего момента у них значительно расходятся. По опыту, на дизельных двигателях применяют более массивные конструкции, которые рассчитываются на повышенные нагрузки в режиме малых оборотов коленчатого вала. Второй фактор — это как раз эксплуатация. Так, например, в режиме маршрутного такси ресурс естественно снижается: здесь приходится говорить о необходимости менять двухмассовый маховик одновременно со сцеплением. С другой стороны, в режиме пригорода пробег до выхода из строя может достигать и 700 000 км, как это было с некоторыми VW Caddy 1.9 TDI.

Повысился ли ресурс маховиков за последние 10 лет?

К сожалению, в современных тенденциях снижения массы и габаритов силовых агрегатов и трансмиссии нет места для увеличения ресурса данных узлов, и мы вынуждены констатировать, что чем современнее и экологичнее автомобиль, тем меньше ресурс всех силовых агрегатов. Производители маховиков не в силах влиять на всю конструкцию автомобиля и техническое задание к нему как к конечному продукту — ресурс автокомпонентов задают сами автопроизводители, поэтому вопрос больше к ним.

Как диагностировать поломку, и чем чревато ее несвоевременное устранение?

Практика общения с сервисными станциями показывает, что в странах бывшего СНГ предпочитают ездить «до конца», не пытаясь предотвратить проблемы заранее. Поэтому, как правило, вся диагностика сводится к констатации факта — маховик разрушен. Тем не менее существуют официальные методы диагностики, в частности — комплект специального инструмента , который позволяет при замене сцепления, например, промерить контрольные параметры маховика, чтобы предупредить клиента о надвигающейся проблеме в трансмиссии. Последствия пренебрежения грозят как минимум дискомфортом при езде, как максимум — выходом из строя узла сцепления и повреждением сопрягаемых деталей.

Каковы основные рекомендации по продлению службы маховика?

Первая рекомендация для дизельного двигателя — удерживать во время езды рабочие обороты двигателя и не эксплуатировать автомобиль в зоне низких оборотов. Исключить буксирование транспортных средств совокупного веса на гибкой сцепке, равно как и запуск автомобиля «с веревки». Для любых автомобилей есть общая рекомендация: запуск двигателя производить только с выжатой педалью сцепления, глушение двигателя — аналогично. Также cледует во время ежегодного ТО контролировать стартовые характеристики АКБ, т.к. это напрямую влияет на вращение маховика во время запуска.

Из-за дороговизны узла многие предпочитают устанавливать комплект сцепления с одномассовым маховиком. Чем это чревато?

Отвечу на вопрос вопросом: что будет, если поставить вместо амортизатора подвески просто металлическую трубу-имитатор? Жестковато, но, как многие говорят, «ездить же можно…»

В последнее время стали появляться сервисы, занимающиеся ремонтом двухмассовых маховиков. Что вы об этом думаете?

Такие сервисы и к нам постоянно обращаются с просьбой продать им все необходимые детали в виде отдельных опорных подшипников и дуговых пружин. Также открытым остается вопрос с дуговыми пружинами, которые в процессе восстановления ставятся оригинальные (при их наличии и наличии необходимого оборудования), их испытания, под конкретную модель автомобиля проходят также в заводских условиях ,если конечно такое оборудование имеется у данного сервиса поэтому лучше уточнять есть ли оборудование для проведения всех регламентных работ и детали, наличие чего крайне маловероятно в условиях обычного автосервиса. Для этого нужна научно-исследовательская база. Поэтому если у сервиса есть все необходимое оборудование, то вполне возможен и ремонт данного агрегата .

Будут ли глобальные перемены в конструкции двухмассового маховика в ближайшем будущем?

Такие перемены уже наступили: активно внедряются маятниковые гасители крутильных колебаний внутри классической конструкции маховика, происходит «модулизация» узлов сцепления. Но это  отдельная тема для обсуждения.

Двухмассовый маховик – для чего он нужен, можно ли продлить срок его службы

Практически каждая современная машина с МКПП оснащена двухмассовым маховиком. Главной его функцией является защита трансмиссии от крутильных колебаний. В этих же целях используется и специальный демпфер, но его возможности сильно ограничены. Маховик способен отклоняться на 100 градусов в любое из возможных направлений, в то время как демпфер всего на 30 градусов.

Признаки поломки

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Первая крепится к коленчатому валу двигателя, вторая соединена с коробкой передач. Между двумя этими конструкциями расположена пластина, износ которой оказывается максимальным.

Несмотря на все преимущества узла он имеет несколько существенных недостатков:

• сложность замены агрегата;
• многочисленные нюансы эксплуатации;
• высокая стоимость.

При создании современных автомобилей производители в первую очередь ориентируются на снижение массы транспортного средства, уменьшение размеров главных функциональных узлов. Но вместе с этим практически никогда не вспоминают об эксплуатационном ресурсе автомобиля. Все это приводит к тому, что спустя всего несколько лет эксплуатации, машине потребуется серьезный ремонт.

Увеличение срока службы

Как уже было сказано выше, наибольшая нагрузка, а, следовательно, и максимальный износ, ложится на фрикционную пластину, расположенную между двумя частями двухмассового маховика.

Снизить нагрузку на пластину возможно лишь при переключении рычага коробки передач в нейтральное положение. Каждое нажатие на педаль сцепления приводит к контакту маховика с диском сцепления. Максимальная нагрузка на пластину приходится при резком ускорении.

Следовательно, срок службы агрегата напрямую зависит от водителя. Ему достаточно изменить стиль вождения, чтобы узел проработал гораздо больше.

Специалисты отмечают, что снизить износ узла можно при соблюдении некоторых правил управления автомобилем:

• избежание резкого торможения и набора скорости;
• отказ от использования машины для буксировки;
• при установленном дизельном двигателе следует избегать использования автомобиля при низких оборотах;
• стараться не заводить машину с толкача или буксира, буксировать авто только на жесткой сцепке;
• заводить и глушить авто исключительно с полностью выжатой педалью сцепления;
• регулярный контроль за состоянием аккумуляторной батареей.

Соблюдение всех рекомендаций позволит продлить срок службы двухмассового маховика. Также стоит запомнить, что наибольшую нагрузку устройство испытывает при неправильном запуске мотора.

Считаете ли вы себя аккуратным автовладельцем, следящим за техническим состоянием машины?

Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен

Что собой представляет маховик автомобильный

Автомобильный маховик или маховик ДВС – это компонент моторной системы, предназначенный для настройки энергопоступления. Маховик легко накапливает требуемую энергию, когда она поступает в больших, чем нужно количествах, и раздает, когда это необходимо бывает двигателю. Однако назначение маховика на этом не ограничивается, желательно рассмотреть его принцип работы более подробно.

Итак, что такое маховик в автомобиле? В первую очередь благодаря маховику заводится автодвигатель. Это основа основ его функций. Помимо этого, именно он является связующим звеном между ДВС и коробкой передач, раздает КМ (крутящий момент) от мотора к КПП, является элементом, стабилизирующим вращение коленвала.

Внешне автомобильный маховик представляет собой железный диск, колесо с зубчиками по всему своему краю. Как только водитель поворачивает ключ в ЗЗ, начинается работа маховика – одного из главнейших, нужных элементов автомобильной системы.

Специальным дискообразным механприспособлением тоже называют этот элемент, служащий для создания инерции вращения коленвала.

Разновидности маховиков

Существует несколько видов элемента. Различают маховики сплошного типа, облегченные и 2-массовые. Каждый из них отличается собственными характеристиками, интересен для рассмотрения.

Сплошной или классический

Сплошной обычный маховик

Является стандартным маховиком, устанавливаемым на автомобили. Невероятно прост в конструкции, состоит лишь из колеса-чугуна и стального обода. Простота конструкции свидетельствует о первоначальности применения этого вида маховика в автомобильной промышленности.

Преимущество сплошного маховика заключено также в его простоте – минимум возможных поломок, ну и конечно, в стоимости, которая сравнительно ниже.

Облегченный

Эта разновидность представляет собой колесо с неодинаковым распределением массы. Таким образом, уменьшается инерция, ведь масса элемента перераспределяется от середины к краям.

Облегченный маховик часто применяется на дорогих иномарках, оснащенных АКПП. Благодаря использованию облегченного маховика удается повысить отдачу ДВС аж на целых пять процентов.

2-массовый или демпферный

Двухмассовый маховик фирмы Саш

Наверное, лучший из маховиков, однако и самый сложный. Используется он тоже, как и облегченный, в современных авто, предназначен для противодействия не только колебаниям, но и для подавления ККК (коленвальных вибраций).

2-массовый маховик оснащается помимо всего прочего еще и пружинами. Правда, они гораздо усложняют конструкцию, влияют на стоимость конечного изделия, часто становятся причиной для ремонта.

Конструкция и принцип функционирования

Маховик, как и говорилось, выше, не является чем-то слишком сложным. Простой элемент, являющий собой 35-сантиметровый диск и имеющий зубчатый край. Однако, благодаря этим самым зубчикам маховик входит в зацепление с валами.

Принцип работы маховика

Фиксация маховика осуществляется при помощи болтов, располагается элемент между коленвалом и сцеплением (корзиной).

Чтобы полнее понять, что такое маховик, рекомендуется принцип его функционирования сравнить с кручением игрушечной юлы. Если игрушку раскручивают рукой, то маховик – коленвалом, т.е., просто мотором. На примере юлы мы видим, что раскрученная игрушка может совершать обороты без добавочной интерцессии еще некоторое время. Это самое время и называется запасным, накопленным. Если у игрушки эта сила расходуется понапрасну, то у маховика – посылается обратно, помогать раскручивать коленвал.

Более полезен к рассмотрению 2-массовый вариант маховика, так как он усложнен, состоит из 2-х дисков, соединенных между собой с помощью пружин. Такой маховик намного эффективнее, чем аналоги, а в основу его функционирования задействован канон последовательности или ступенчатости.

Например, завод автомотора совершается с помощью эластичных пружин, а за счет демпферной системы обеспечивается эффективное движение автомашины.

Ступенчатость маховика 2-массового объясняется тем, что установлены пружины 1 и 2 ступени. 2-ступенчатые пружины более жестки, они легко гасят ККК, обеспечивая равномерное вращение.

Утрирование флаттерных сил и различных шумов – второстепенная задача маховика. Сюда же относится функция легкого перевода скоростей, уменьшение нагрузки на КПП, минимизация сработки синхронизаторов, утрирование расхода горючего и многое другое.

Схема функционирования маховика

Маховик специально изготовлен тяжелым (не считая облегченного его варианта, хотя и там масса компенсируется другими компонентами), чтобы не давать при вращении поршням автодвигателя оставаться в ВМТ, как бы подталкивая их.

Доработка (переделка) маховика

При доработках мотора любители часто задают вопрос, а насколько эффективно будет облегчать маховик, даст ли это пользу? Ясно, что маховик останется штатный, не будет лишен своих прочностных характеристик.

Модернизация маховика

Мотор, естественно, при облегчении маховика начнет набирать обороты резче, ведь станет меньше инерционных сил для преодоления. Повысится и экономия горючего, хотя и незначительно. Особенно явно виден прогресс по экономии в городских условиях езды, когда нужны частые разгоны.

Итак, главная разница между штатным и облегченным видом маховика заключена в массе (штатный весит 7 кг, облегченный – меньше 4 кг).

Доработка маховика сводится к снятию максимума веса снаружи, то есть, по краям. Сама основа элемента получается значительно тоньше, однако привалочные плоскости с обеих сторон не трогаются. Подвергаются модернизации исключительно внешние части маховика.

Лишняя масса убирается так, чтобы это не сказалось на уменьшении жесткости элемента.

Визуальных отличий между облегченной версией маховика и штатной практически нет. Однако, если приглядеться, то разница в толщине сразу бросается в глаза.

Изменения в толщине никоим образом не сказываются на работе сцепления. Если бы облегчение элемента было проведено неправильно, без соответствия просчитанной схеме, то да, это бы отрицательно сказалось на работе сцепления, а так нет.

Облегченный маховик

Привалочная плоскость усовершенствованного варианта маховика делается без каких-либо рытвин и неровностей. Она полностью гладкая.

Преимуществ у переделанного маховика немало. И самое главное, что не нужно ничего менять в автомобильной системе. Снял штатный вариант, а вместо него поставил новый. Минимум работы, зато много пользы. При этом остаются прежними: прочность, функциональность, эффективность штатного варианта.

Не стоит верить тем, кто утверждает, что якобы облегченный вариант маховика рассыпется на высоких оборотах. Конечно же, это не так. Масса облегченного маховика самодостаточна: другими словами, машина будет хорошо тянуть на низких оборотах, и адекватно вести себя на ВО.

Маховик – важнейшая деталь автомобиля, без которого невозможно представить себе эффективную работу двигателя и трансмиссии. Это конструктивный элемент, который нередко подвергается модернизации в целях повышения отдачи от двигателя. Зная, что такое маховик, опытный автомобилист выделяет его из других компонентов системы, внимательно с ним обращается.

Объяснение маховика: я механик, не волнуйтесь

Один из самых запутанных моментов в жизни новичка в жизни автовладельца — это когда в магазине говорят, что ваш маховик нуждается в регулировке. Ведь что то даже маховик.

Конечно, некоторых новичков пугают громкие болтуны, которые чувствуют необходимость снисходительно относиться к любому, у кого есть gall , чтобы подойти к ним с их незнанием машин.

Избегайте таких редукторов, они худшие.

Перед тем, как мы обсудим, что такое маховик, давайте проясним одну вещь: новички, если у вас есть вопросы по вашей машине, обратитесь к надежному механику и спросите! Да, это так просто! Не смущайтесь, если вы не знаете, что это такое; Мы не все инженеры, и не все мы начали возиться с двигателями V10, когда нам было 6 лет. Небольшие знания излечивают множество невежеств и могут сэкономить вам много денег в будущем.

Уф, разглагольствовать. Хорошо, к твоему вопросу.

Так что же такое маховик? Проще говоря, маховик — это устройство в двигателе, которое помогает вашему двигателю экономить энергию вращения. Существует сложное математическое уравнение относительно того, сколько энергии оно хранит, основанное на пропорциях квадрата скорости вращения, но я не буду утомлять вас этим.

Чтобы сделать его еще проще, представьте себе это так: всякий раз, когда автомобиль замедляется или останавливается, движущиеся части внутри вашего двигателя теряют значительную скорость. Чтобы увеличить скорость без использования слишком большого количества энергии, маховик подает некоторую зарезервированную энергию, чтобы восполнить потерянный импульс, когда вы замедляете или останавливаетесь, избавляя ваш двигатель от необходимости запускать с нуля.

Хорошо, теперь, когда у нас есть основы, давайте немного углубимся в то, что такое маховик и что он делает для вашей машины:

Так что же такое маховик на автомобилях? Ну, маховик — это устройство в вашей машине, которое похоже на утяжеленное колесо. Это колесо тяжелое, обычно от 10 до 20 фунтов, и хотя ему требуется время, чтобы начать вращаться, как только оно начнёт вращаться, оно способно сохранить большое количество кинетической энергии.Эта накопленная энергия затем используется каждый раз, когда вы запускаете двигатель для увеличения скорости или даже при запуске автомобиля.

В своих более примитивных итерациях маховики представляли собой огромные диски со спицами значительного диаметра и массивными металлическими ободами, главным образом потому, что инженерам в то время не хватало других компонентов двигателя, которые могли бы заставить их автомобиль работать быстрее. Однако в наши дни, благодаря различным технологическим достижениям, маховики не должны быть такими громоздкими; большинство маховиков в настоящее время изготовлено либо из углеродного волокна, либо из другого композитного материала, который делает их легкими.

В механических трансмиссиях он называется маховиком, а в автоматических трансмиссиях — гибкой пластиной. Маховик обычно прикреплен к коленчатому валу болтами и обычно находится в задней части двигателя. Помимо того, о чем мы говорили выше, у маховика есть еще несколько целей (подробнее о функциях мы поговорим позже):

• В автомобилях с механической коробкой передач маховик служит фрикционной поверхностью для сцепления. Поскольку маховик прикреплен болтами к нажимному диску сцепления, диск сцепления зажат между ними, обеспечивая рычаг.
• То же самое для автомобилей с автоматической коробкой передач, где гибкая пластина прикреплена болтами к гидротрансформатору.
• Зубчатое кольцо на внешнем крае маховика помогает стартеру запустить двигатель. Относительно большой диаметр маховика дает стартеру больше рычагов для запуска двигателя.
• Для более крупных и тяжелых маховиков требуется большее усилие, чтобы заставить их вращаться, и в некоторых случаях это может фактически привести к отставанию более легких транспортных средств, но в более крупных автомобилях это действительно может помочь вашему двигателю работать лучше.Более тяжелый маховик означает, что он может накапливать больше энергии, поскольку он набирает обороты, что позволяет вашему двигателю более плавно переключаться на более высоких оборотах.

Но как маховик накапливает всю эту энергию? Подумайте об этом так: маховики, по сути, похожи на большие механические батареи. Обычный аккумулятор хранит энергию в виде химических веществ, таких как хлорид цинка или диоксид магния. В механической батарее, такой как маховик, она накапливает энергию в виде вращения (или, если вы хотите быть научным, кинетической энергии).

Чем быстрее вращается маховик или чем выше его момент инерции (т. Е. Он тяжелее), тем больше энергии он может хранить. Конечно, учитывая два варианта: быстро или тяжело вращать, лучше крутить его быстро: увеличение массы или веса маховика может принести больше вреда, чем пользы, потому что требуется больше энергии, чтобы заставить его вращаться до скорости, при которой он может эффективно хранить массу. Да, более тяжелый маховик производит вдвое больше энергии, чем более легкий маховик, если они вращаются с одинаковой скоростью: однако более легкий маховик может производить в четыре раза больше запасенной энергии, чем более тяжелый маховик, если вы вращаете более легкий маховик быстрее.

Вот почему гоночные автомобили и спортивные автомобили имеют более легкие маховики: более легкий маховик делает его более компактным, уменьшая общий вес автомобиля, что, в свою очередь, увеличивает время разгона. Высокоскоростные и легкие маховики — это то, что вам нужно, если вам нужны высокие скорости без потери инерции.

Теперь я чувствую, что должен упомянуть об этом, но нет, вы НЕ МОЖЕТЕ использовать маховик для увеличения скорости. Теоретически вы можете попробовать , в конце концов, это свободная страна, но имейте в виду: маховики имеют определенный «предел скорости», при котором материал устройства больше не может выдерживать инерцию и энергию, воздействующую на него, и он разбивается вдребезги. , и этот «предел» будет достигнут задолго до того, как вы сможете разогнать его до скорости, при которой он сможет оказать какое-либо существенное влияние на общие характеристики вашего автомобиля.Так что, пожалуйста, даже не пытайся.

Итак, теперь, когда у нас есть общее представление о том, что такое маховик и как он работает, давайте поговорим о его важнейших функциях в автомобиле. Ранее мы говорили о некоторых целях маховика, от запуска двигателей до более плавной трансмиссии, но есть еще несколько вещей, которые стоит упомянуть, не говоря уже о том, чтобы углубиться в то, что мы обсуждали ранее, поэтому вот функции маховика в автомобиле:

Спицы, окружающие внешний обод маховика, помогают стартеру более эффективно запускать двигатель.В стартере используется небольшая шестерня, называемая шестерней Bendix, которая соединяется с маховиком, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания. Затем стартер и шестерня Bendix вращают маховик, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал, который, в свою очередь, начинает цикл сжатия, который запускает ваш двигатель. После полного запуска двигателя шестерня Bendix отсоединяется, позволяя маховику вращаться и набирать инерцию.

Чтобы понять, как ваш маховик помогает сгладить частоту вращения двигателя, давайте поговорим о том, как ваша машина развивает скорость: когда двигатель работает, крошечные горения внутри двигателя толкают поршни вверх и вниз, создавая энергию.Затем эта энергия преобразуется коленчатым валом во вращательное движение вашего двигателя. К сожалению, поскольку мощность генерируется только два или четыре раза (в зависимости от количества цилиндров вашего двигателя) за один оборот двигателя, передача энергии от поршня к коленчатому валу в лучшем случае происходит очень рывками.

Введите маховик. Поскольку он постоянно вращается, он обеспечивает достаточную инерцию коленчатого вала между срабатываниями поршня, сохраняя вращение коленчатого вала постоянным и плавным.

Из-за того, как поршни в современных двигателях расположены, то есть в виде V-образного смещения от центра коленчатого вала, который раскачивает двигатели при каждом запуске, двигатель может работать нестабильно.

Однако веса маховика достаточно, чтобы остановить любое движение двигателя из стороны в сторону, когда он совершает свои обороты. Это уравновешивает и стабилизирует двигатель, надежно удерживая его на опоре, что, в свою очередь, снижает общие вибрации двигателя.

Поскольку двигатель стабилизирован и его работа остается плавной, маховик также предназначен для уменьшения нагрузки на трансмиссию вашего автомобиля. Маховик ограничивает степень износа соединений между осью и трансмиссией, сохраняя устойчивость всех компонентов и перемещая их только в том направлении, в котором они должны были двигаться.

4 признака неисправности маховика

Маховик — это металлический диск, напоминающий шестерню, расположенную между сцеплением и трансмиссией.Эта часть вместе со сцеплением помогает передавать мощность на двигатель и трансмиссию. Эта деталь есть в любом ручном автомобиле, большегрузном автомобиле или большом буровом оборудовании.

При обычном использовании маховика на нем могут появиться канавки или дефекты, или он станет тонким. В этом случае может потребоваться шлифовка или замена детали в зависимости от возраста и состояния. Откройте для себя четыре признака того, что ваш маховик может выйти из строя.

1. Вы проскальзываете шестерни

Пробуксовка шестерен чаще происходит при увеличении числа передач.Например, вы можете перейти со второй передачи на третью. Когда вы переключаете передачи, ваш двигатель набирает обороты, и вы можете сказать, что он не переключал передачи. Скорее всего, ваша машина снова переключилась на передачу, с которой вы пытались перейти, или, в данном случае, переключилась на вторую передачу.

К сожалению, пробуксовка передач также является признаком неисправности сцепления. Таким образом, если вы испытываете пробуксовку передач, вам нужно искать другие признаки, чтобы вы могли определить, неисправно ли сцепление или маховик.

2, Ваше сцепление вибрирует

Когда вы нажимаете на сцепление, вы ожидаете почувствовать плавную педаль, которая давит вниз, когда вы нажимаете на нее.Если ваш маховик выходит из строя, вы не почувствуете плавное нажатие на педаль. Вы можете почувствовать вибрацию, как только поставите ногу на сцепление или когда вы нажмете на сцепление. Вибрация усиливается, когда вы нажимаете на педаль сцепления или нажимаете на нее.

3, Вы чувствуете запах гари

Жгучий запах, заметный при включении или выключении передач, может указывать как на проблемы со сцеплением, так и с маховиком. Запах будет заметен в салоне вашего автомобиля или грузовика. Если вы опустите окно или остановитесь и поднимите капюшон, вы, скорее всего, не заметите запаха.Это ключевой показатель того, что проблема связана с муфтой или маховиком, а не с двигателем.

Размышляя о запахе гари, можно определить, неисправное ли у вас сцепление или неисправный маховик. Если вы чувствуете запах гари, похожий на запах горящей резины или электрического огня, скорее всего, у вас проблемы со сцеплением. Если запах горелого больше похож на запах подгоревшего тоста, скорее всего, виноват ваш маховик.

4. Вы слышите дребезжание сцепления

Дребезжание сцепления происходит, когда вы отпускаете сцепление для переключения передач.Вместо того, чтобы плавно переключаться, вы чувствуете заикание или вибрацию, также называемую трепом. Когда ваше сцепление стучит, вам может казаться, что ваша машина заглохнет, пока вы переключаете передачу, или ваша машина может действительно заглохнуть.

Сцепление чаще дребезжит, когда вы начинаете движение с полной остановки, например, после остановки на красный свет или знак остановки. Однако это может произойти каждый раз, когда вы переключаете передачу. Дребезжание сцепления может быть вызвано многими проблемами сцепления, включая проблемы с выключением сцепления или подшипниками.

Если вы заметили какие-либо признаки дребезга сцепления, поищите другие признаки, которые помогут вам определить, может ли маховик или другая деталь быть причиной дребезга.

Есть ли на вашем маховике какие-либо из этих знаков? Здесь, в компании Clutch & Brake Xchange Inc., расположенной в Стоктоне, Калифорния, мы ремонтируем маховики и продаем новые маховики для широкого спектра автомобилей, тяжелых грузовиков и больших буровых установок. Свяжитесь с нами сегодня, и мы поможем вам восстановить поверхность или приобрести маховик. Мы с нетерпением ждем возможности помочь вам со всеми вашими потребностями, связанными с маховиком.

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

Последнее обновление 22 июня 2020 г.

Маховик — это механическое устройство круглой формы, которое соединяется с коленчатым валом, который генерирует энергию от вращения и затем сохраняет эту энергию для дальнейшего использования. 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 вы можете 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 усилится.

Вы можете начать слышать скрежет от прижимного диска и, в конечном итоге, другие детали маховика в узле сцепления перегреются, что приведет к их деформации или даже растрескиванию. 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 мягкое нажатие педали сцепления — признаки пробуксовки передач.

# 2 — Запах гари

Помимо пробуксовки передач, вы заметите запах гари, который будет проникать 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 сути, 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.

Хотя иногда причиной является деформированный маховик, диагностика вибрации сцепления может быть затруднена, 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. Это требует больше времени, а значит, вы будете платить больше денег.

В целом, вы можете смотреть в среднем от 550 до 1000 долларов.Если вы опытный механик, который знает, как заменить маховик или сцепление, или у вас есть друг, который знает, то было бы лучше использовать этот вариант, чем оплачивать труд. Таким образом вы сэкономите много денег.

Легкий маховик и тяжелый маховик — влияние размера (массы) маховика на характеристики двигателя

Достоинства и недостатки легкого маховика и тяжелого маховика

Маховик двухтактного и четырехтактного двигателя

Таким образом, размер и вес маховика могут в конечном итоге зависеть от назначения двигателя.

• Легкие маховики в порядке, особенно когда редко останавливаешь машину. Например: Спорткар

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 как: —

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 поскольку (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, используемых 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 к 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, ознакомьтесь с нашим Заявлением об ограничении ответственности и политикой конфиденциальности для получения подробной информации).

Маховики — обзор | Темы ScienceDirect

11.1 Введение

Маховики накапливают кинетическую энергию во вращающейся массе, причем количество накопленной энергии (емкости) зависит от инерции ротора, определяемой массой и формой, а также скоростью вращения.Ускоряющий крутящий момент заставляет маховик ускоряться и накапливать энергию, в то время как замедляющий крутящий момент заставляет маховик замедляться и регенерировать энергию.

Первые применения маховиков включают гончарные круги и точильные камни, используемые для заточки инструментов. После промышленной революции маховики использовались в большинстве вращающихся двигателей и машин для очень кратковременного хранения энергии, например, для сглаживания импульсов крутящего момента в двигателях внутреннего сгорания. Маховики просты и эффективны в тех случаях, когда маховик имеет прямое механическое соединение для сглаживания скорости вала вращающегося оборудования.В таких случаях накопитель кинетической энергии, обеспечиваемый инерцией ротора, не требует дополнительного взаимодействия с механической системой, хотя для увеличения полезной мощности может использоваться механический редуктор.

Новое применение маховиков — хранение электроэнергии, что достигается добавлением электродвигателя / генератора и преобразователя мощности. Электродвигатель / генератор может быть интегрирован с маховиком и работать с регулируемой скоростью, а преобразователь мощности обычно обеспечивается силовым электронным приводом с регулируемой скоростью.

Основной особенностью систем накопления энергии с маховиком (FESS) обычно является то, что они могут заряжаться и разряжаться с высокой мощностью в течение многих циклов заряда-разряда. Типичные современные конструкции композитного ротора имеют удельную энергию, превышающую 100 Вт · ч / кг (360 кДж / кг), и высокую удельную мощность. Состояние заряда легко оценить как функцию угловой скорости, которую легко измерить. Основными недостатками маховиков по сравнению с другими технологиями накопления электроэнергии являются высокая стоимость и относительно высокие потери при стоянии.Многие маховики имеют высокую скорость саморазряда, а самые низкие показатели, достигаемые в настоящее время для полных систем маховиков с питанием от электрического интерфейса, составляют около 20% от сохраненной емкости в час.

Технологии накопления энергии с помощью маховика в целом делятся на два класса, в общих чертах определяемых максимальной рабочей скоростью. Низкоскоростные маховики с типичными рабочими скоростями до 6000 об / мин сконструированы со стальными роторами и обычными подшипниками. Например, типичная система маховика со стальным ротором, разработанная в 1980-х годах для ветро-дизельных применений, имела емкость хранения энергии около 2 кВт · ч при 5000 об / мин и номинальную мощность 45 кВт.Удельная энергия ротора составляла 5 Вт · ч / кг, а удельная мощность системы — 100 Вт / кг.

В высокоскоростных маховиках с рабочими скоростями до 50 000 об / мин используются современные композитные материалы в конструкции ротора, и они интенсивно разрабатывались для увеличения плотности накопления энергии и снижения стоимости единицы. Концепция высокоскоростного маховика возникла в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), когда Пост и Пост (1973) рекомендовали изготавливать маховики из композитных материалов, а не из металла, тем самым представляя новый подход к конструкции ротора.Разработки LLNL достигли коммерческой стадии в 1994 году, и технология была передана Trinity Flywheel по лицензии для производства. Композитные материалы подходят для высокоскоростных роторов маховиков из-за их низкой плотности и высокой прочности, что обеспечивает более высокую емкость хранения энергии на основе удельной массы. Маховики с малой массой привлекательны в мобильных приложениях, а другие компоненты, такие как подшипники, могут быть меньше и легче. Еще одно важное соображение заключается в том, что композитные роторы выходят из строя менее разрушительным образом, чем металлические роторы, и, таким образом, по своей сути более безопасны.

Основное стационарное применение маховиков — источники бесперебойного питания (ИБП) и путевая опора в тяговых (рельсовых) и горных системах. Появляются новые области применения: системы качества электроэнергии (PQ), сглаживание пиков в электроэнергетических системах и сглаживание мощности в системах возобновляемых источников энергии.

Применение эффекта маховика к вашему бизнесу электронной коммерции

Это гостевой пост от Teikametrics, лидера в использовании науки о данных и машинного обучения для автоматизации рекламы на Amazon.Они предлагают подписчикам Deliverr эксклюзивный ранний доступ к своей новой платформе оптимизации розничной торговли, Flywheel

У предприятий электронной коммерции есть огромная возможность использовать рекламу для создания эффекта маховика. Это захватывающее время для торговых площадок, Walmart, eBay и Amazon позволили продавцам и брендам использовать рекламу для беспрецедентного роста. Поскольку рекламный бизнес Amazon должен стать бизнесом на 10 миллиардов долларов, задача, которую должны решить все предприятия электронной коммерции, заключается в развитии устойчивого долгосрочного импульса продаж.

Большинство предприятий используют платную рекламу для увеличения продаж. Продавцы обязательно должны рекламировать свою продукцию; однако часто упускается из виду причина, по которой они в первую очередь используют рекламу: долгосрочный импульс продаж. Как убедиться, что вы извлекаете выгоду из возможности использовать рекламу для достижения конечных бизнес-целей?

Чтобы помочь вам ответить на этот вопрос, мы составили руководство о том, как применить эффект Маховика к вашему бизнесу. Продолжай читать.

Что такое эффект маховика? Почему я должен переживать?

Маховик — это большое вращающееся устройство, которое требует первоначального ввода энергии для движения, а затем вращается все быстрее и быстрее с меньшими усилиями. Применив действие маховика к электронной коммерции, начальные затраты на рекламу необходимы для стимулирования продаж продукта, и в конечном итоге эти инвестиции начнут генерировать все больше и больше продаж. Этот эффект со временем усиливается, давая большую отдачу при меньших рекламных расходах.Приведенный в действие предпринимателями, «эффект маховика», термин, придуманный Джимом Коллинзом, может создать устойчивый рост и импульс.

В качестве примера возьмем молодую компанию, основанную на неизменной любви к «Колесу фортуны» и продающую вертушки Пэта Саяка. Люди когда-либо знали только вертушки Алекса Требека, поэтому владелец бизнеса говорит: «Я хотел бы купить рекламу». Компания агрессивно и оптимально рекламирует свой продукт, чтобы представить его потребителям.

Как только люди увидят новый продукт во всей его красе, последуют более высокие продажи, что приведет к более высокому уровню продаж.Более высокий рейтинг продаж ведет к увеличению органического трафика, и в этот момент всезнайка Требек становится значительно менее самодовольной; и, следовательно, увеличение органического трафика для вертушек Sajak позволяет компании улучшать и дополнительно оптимизировать свою рекламу. Маховики, вертушки и головки крутятся быстрыми темпами.

Стремительный взлет Amazon был основан на этом принципе. В частности, ценив качество обслуживания клиентов превыше всего, Amazon была одержима стремлением ухаживать за потребителями низкими ценами, тем самым увеличивая трафик.

Более низкие цены привели к увеличению количества посещений клиентов. Больше клиентов увеличивает объем продаж и привлекает на сайт больше платящих комиссию сторонних продавцов. Это позволяет Amazon получать больше от фиксированных затрат, таких как центры выполнения и серверы, необходимые для работы веб-сайта.

Amazon увеличил выручку при одновременном снижении затрат, затем снизил цены и еще больше повысил удовлетворенность клиентов: непрерывный и «эффективный цикл». Хорошая новость заключается в том, что Amazon не имеет монополии на эффект маховика.

Как применить эффект Маховика к моему бизнесу электронной коммерции?

1) Рассмотрите свой рынок : оцените доступные варианты рекламы и проанализируйте возможности, прежде чем инвестировать.

• eBay, например, меньший (но все же значительный) рынок; он предлагает более низкие комиссии продавца и, в отличие от Amazon, не конкурирует со своими продавцами. Хотя ностальгирующие покупатели могут сходить с ума от выбора винтажных вещей на eBay, 80% предлагаемых товаров являются новыми.
• Walmart.com использует свои преимущества в розничной торговле, чтобы конкурировать с Amazon в Интернете, в том числе активно развивает свой сторонний рынок. Walmart также приобрел Jet.com, стартап 2015 года, который вознаграждает покупателей, которые покупают больше товаров, которые могут быть отправлены вместе, или которые готовы отказаться от своих прав на бесплатный возврат. Walmart Performance Ads — хороший вариант рекламы PPC для многих продавцов.
• Amazon предлагает несколько форм рекламы с большой аудиторией.Фактически, было предсказано, что 84 процента американских потребителей будут покупать товары через Amazon во время курортного сезона 2017 года.

2) Оптимизация страниц с описанием продуктов : реклама с оплатой за клик, которая не дает конверсий, стоит дорого! Чтобы максимизировать конверсию, вашему маховику потребуются страницы продуктов с яркими фотографиями и копиями, которые точно описывают и выделяют ваш продукт.

3) Выполните эффективную структуру кампании : стратегически настройте рекламные кампании на основе лучших практик платформы.В контексте Amazon это означает, что каждая кампания настраивается как для автоматической, так и для ручной кампании. Автоматические кампании исследуют, какие поисковые запросы используют клиенты для поиска ваших продуктов, а ручные кампании используют эти возможности ключевых слов. Чтобы узнать больше о лучших практиках создания кампаний Amazon, ознакомьтесь с этим подробным руководством.

4) Оптимизируйте рекламу : не по вашей вине поддерживать конкуренцию невозможно без инструментов, помогающих автоматизировать ваш рекламный рабочий процесс.По имеющимся данным, две трети рекламодателей Amazon используют или планируют использовать какую-либо форму автоматизации, поэтому, если вы этого не сделаете, ваш маховик просто не сможет успевать.

5) Практикуйте терпение в росте : когда вы запускаете маховик, в первую очередь следует сосредоточиться на увеличении продаж. На этом этапе роста вы должны быть готовы согласиться на более низкую (а иногда даже отрицательную) маржу и более высокие затраты на рекламу, чтобы ваш продукт попал в руки потребителей.

6) Измерение успеха : отслеживание ключевых показателей позволит вам эффективно измерить успех вашей рекламы.Сравнивая TACoS с ACoS, вы можете понять, что реклама на лифте способствует вашему органическому росту! Таким образом вы получите четкое представление о рентабельности инвестиций в рекламу. Вот как рассчитать каждое из этих соотношений (просто умножьте на сотню, чтобы получить их в процентах):

• TACoS или Общая стоимость продажи рекламы — это соотношение расходов на рекламу и общего дохода.
• ACoS, Стоимость продажи рекламы, представляет собой соотношение расходов на рекламу и продаж рекламы.
• ROAS, или рентабельность затрат на рекламу, — это соотношение доходов от рекламы и расходов на рекламу.

7) Уменьшите расходы на рекламу : теперь, когда маховик находится в движении, данные, поступающие от ваших растущих продаж, можно использовать для уточнения ваших кампаний по мере того, как ваша компания ставит новые цели. Вы хотите видеть рост органических продаж без увеличения затрат на рекламу, или, другими словами, снижение TACoS и сохранение прежнего уровня ACoS.

8) Расширяйте аудиторию : после того, как вы создадите устойчивый рекламный маховик, разверните рекламу на других торговых площадках, чтобы привлечь еще больше клиентов.Именно здесь действительно начинает проявляться эффект Маховика.

Teikametrics Flywheel — это платформа оптимизации розничной торговли (ROP), разработанная специально для того, чтобы помочь вам выполнить следующие шаги для увеличения прибыльности и доли рынка. Он предоставляет в ваше распоряжение передовую науку о данных, чтобы вы могли максимально эффективно использовать свои драгоценные рекламные деньги и эффективно контролировать свои ставки и ключевые слова для тысяч продуктов.

Более того, его интерфейс дает вам беспрецедентное представление о вашей компании, от общего до детального, общего дохода до эффективности кампании на уровне продукта.