Двухмассовый маховик

Что такое маховик автомобильный

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.

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше»

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.

Устал платить за штрафы? Выход есть!

Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка — НАНОПЛЁНКА, которая скрывает ваши номера от ИК камер (которые стоят по всем городам). Подробнее

  • Абсолютно легально (статья 12.2.4).
  • Скрывает от фото-видеофиксации.
  • Устанавливается самостоятельно за 2 минуты.
  • Не видна человеческому глазу, не портится из-за погоды.
  • Гарантия 2 года,

Общий принцип работы

Маховик – это большой дискообразный шестерёнчатый круг, который крепится на коленчатом валу двигателя и предназначен для подачи разгона. Без него пришлось бы заводить движок вручную.

После поворота ключа в зажигании — включается стартер. Он раскручивает маховик, который заставляет работать поршни, а те, в свою очередь, воздействуют на сам движок. В результате машина заводится.

Также он выполняет следующую функцию: во время своего функционирования двигатель создаёт мощные колебания, которые подаются на кузов, а маховик гасит лишний шум. Он с помощью болтов прочно крепится на одной стороне коленчатого вала. Изделие изготавливается из очень крепкого металла и не подвержено поломкам, а также, способно выдерживать колоссальные нагрузки. Общий принцип работы приведён на рисунке:

Хотя без него нельзя обойтись, он при работе забирает часть энергии, поступающую от стартера. То есть, получается, чтобы завести и раскрутить ротор двигателя потребуется больше энергии. Чем сильнее нажимаем на педаль, тем больше энергии потребляется маховиком на раскрутку. Начиная от 4500 оборотов в минуту, потребление энергии этим устройством увеличивается в геометрической прогрессии.

Поэтому разработчиками был придуман облегчённый вариант маховика. Он обладает некоторыми преимуществами, которые упрощают управление автомобилем. Итак, зачем нужен облегчённый маховик?

Что даёт

Лёгкий вариант выглядит примерно так же, как и обычный, но имеет почти в два раза меньший вес. Четыре килограмма против 7,5. Различные компании выпускают различные виды лёгких маховиков, вес которых отличается от стандартного на 1,5–3,5 кг. Перечислим, что даёт облегчённый маховик при управлении авто:

  • Его малый вес позволяет тратить меньше энергии на раскрутку. Благодаря этому происходит экономия топлива до пяти процентов;
  • Двигатель быстрее раскручивается, соответственно, набор скорости происходит быстрее;
  • Переходы на низкие передачи не сопровождаются рывками;
  • Автомобиль легко управляется на высоких оборотах.

Помимо того, что облегчённый маховик имеет плюсы, он имеет и минусы, как любое другое устройство:

  • Чем меньше вес, тем меньше прочность изделия;
  • Если быть честным, то на малых скоростях нереально почувствовать эффект воздействия на управление автомобилем;
  • По сравнению со стандартным изделием, имеет более низкую теплопроводность. В зимнее время приходится подольше прогревать трансмиссию на холостом ходу;
  • Стоит дороже, чем стандартный маховик;
  • Чтобы был максимальный эффект, потребуется подобрать облегчённый коленчатый вал и поменять другие запчасти.

В качестве образца, можете посмотреть, как выглядит это чудо техники:

Для чего нужен облегчённый маховик, вы уже знаете. Поэтому выбирать вам, стоит ли ставить облегчённый маховик или нет.

Замечание! Для автомобилей с раскруткой коленчатого вала до 3000 оборотов в минуту, облегчённый вариант не подойдёт. Так как существенного эффекта не производит. Если ваша машина такова, что осилит 4500 оборотов в минуту, то эффект действительно будет.

Если не желаете тратиться на покупку облегчённого маховика и обладаете золотыми руками, то его можно сделать самому. Об этом далее.

О том, как можно облегчить маховик своими руками сохранив прочность, можете посмотреть на этом видео и убедиться в его преимуществах:

Наверно вы обратили внимание на изображение, что лёгкий вариант визуально отличается от стандартного. Из видео стало известно, что при «обработке», изделие теряет 1,5–2 килограмма своего веса. Но став немного легче, деталь сохраняет свою прочность. Возникает вполне логичный вопрос: «Если так, то нельзя ли заводам-изготовителям производить лёгкие маховики весом 2–3 килограмма?». Ответ будет такой: «Чересчур лёгкий маховик может не выдержать нагрузку и просто сломаться».

Полезные советы и техническое обслуживание

Совет! Если всё ещё сомневаетесь, стоит ли приобретать данное изделие, чтобы прокачать «железного коня» или довольствоваться тем, что есть, то можете почитать отзывы про облегчённый маховик и обсудить свой вопрос на интернет-форумах.

Если быть откровеннее, большинство ответов пользователей положительные, но указываются некоторые недостатки данного устройства. По сравнению с достоинствами, они не будут создавать трудности и неудобства во время езды. Ваш «железный конь» просто обретёт улучшенные параметры.

Как и любое другое устройство автомобиля, маховик нуждается в техническом обслуживании. К облегчённому варианту необходимо быть внимательным. После отработки своего ресурса и при поломке зубьев шестерней, следует произвести замену. Если обнаружите шероховатость на поверхности изделия, то нужно измерить его глубину. Глубина не должна превышать 0,1 миллиметра. В противном случае придётся произвести проточку поверхности:

Важно! Цена облегчённого маховика варьируется в зависимости от региона страны. Но, средняя стоимость, не такая уж и большая, всего 2000 рублей.

Использование

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также используется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии и для рекуперативного торможения.

Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма. Такие как гончарный круг, массивные колеса водяной мельницы или массивные зубчатые колеса.

Помимо энергии, вращающийся маховик (как и любое вращающееся тело) обладает ещё и моментом импульса, с чем связано наблюдение гироскопического эффекта, заключающегося в прецессии оси вращения вокруг своего первоначального направления при появлении внешней силы, не совпадающей с направлением оси вращения.

Первым примером использования гироскопического эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок» («йо-йо»).

Одним из первых применений гироскопического эффекта стал переход в XIX веке от стрельбы круглыми ядрами к продолговатым снарядам, вращение которых позволило сохранять их ориентацию в пространстве, а продолговатая форма — значительно увеличить их массу (болванка) или же разрывной заряд при равном аэродинамическом сопротивлении.

Маховиком является и ротор гироскопа, используемого в гирокомпасах и вообще в гироскопических устройствах ориентации в пространстве, в частности торпед (прибор Обри), ракет и космических аппаратов. Наиболее привычные примеры маховика — велосипедное колесо или вращающийся диск электро-проигрывателя виниловых пластинок.

Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в успокоителях качки корабля.

В повседневной жизни маховик наиболее часто применяется на автомобилях: любой поршневой двигатель снабжён маховиком, часто совмещающим функции как часть сцепления и системы пуска (маховики снабжают зубчатым венцом для передачи момента от стартера). Кроме вывода кривошипного механизма из мёртвой точки, маховик в двигателе снижает неравномерность вращения до приемлемой, что увеличивает ресурс трансмиссии (оставшаяся часть неравномерности гасится пружинами демпфера крутильных колебаний или муфтой АКПП, затем торовыми резиновыми и вискомуфтами).

История

Эффект маховика использовался с древнейших времен. Например в гончарном круге, ветряных мельницах. Вероятно, одним из древнейших примеров использования маховика стала археологическая находка из Междуречья (в районе города Ур) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.

Маховик со старой фабрики

Согласно американскому медиевисту Линну Уайту немецкий монах Теофил упоминает в своём трактате «О различных искусствах» несколько машин, в которых применяется маховик.

Во время промышленной революции, Джеймс Уатт применил маховик в паровой машине для выравнивания движения и преодоления мертвых положений поршня, и его современник Джеймс Пикард использовал маховик в сочетании с кривошипно-шатунным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

В 20-30-х годах XX века советский изобретатель А. Г. Уфимцев впервые в мире применил инерционный аккумулятор на первой в России ветроэлектростанции, построенной им в г. Курске.

Использование маховика в качестве аккумулятора энергии ограничивается тем, что при превышении допустимой окружной скорости происходит разрыв маховика приводящий к большим разрушениям. Это вынуждает создавать маховики с очень большим запасом прочности, что приводит к снижению их эффективности.

Следствием этого является малая (по сравнению с другими видами аккумуляторов) удельная энергоёмкость.

Пример

Предельное значение угловой скорости маховика ω {\displaystyle \omega } определяется прочностью материала маховика на разрыв. Нетрудно показать, что для маховика в форме вращающегося диска 1 2 I ω 2 = V 4 S m a x {\displaystyle {\frac {1}{2}}I\omega ^{2}={\frac {V}{4}}S_{max}} , где S m a x {\displaystyle S_{max}} — предел прочности материала маховика на разрыв (сила разрыва на единицу площади), V {\displaystyle V} — объём диска. Для плавленого кварца S m a x = 3 × 10 9 {\displaystyle S_{max}=3\times 10^{9}} Н/м2. Энергоемкость маховика из плавленого кварца объёмом 0 , 1 {\displaystyle 0,1} м3 и весом 200 {\displaystyle 200} кг будет равна энергоемкости 13 {\displaystyle 13} л бензина.

Оставьте комментарий