Устройство маховика двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, каждый из которых выполняет свои конкретные функции в заданном режиме.

Отдельного внимания заслуживает маховик, обеспечивающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик отвечает за ряд достаточно важных процессов и поэтому важна стабильность его работы.

Что собой представляет маховик в ДВС?

Маховик служит для аккумуляции энергии механического движения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента.

Располагается механизм в торцевой части коленчатого вала.

Практически рядом с ним можно заметить задний коренной подшипник. Это ориентир для быстрого визуального нахождения маховика.

Используемый подшипник отличается солидным запасом прочности и устойчивости к износу. Благодаря мощной конструкции он фиксирует маховик и уменьшает его рабочие нагрузки.

Все это оказывает положительное влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря солидному запасу прочности и качеству используемого материала способно прослужить без замены длительный период времени.

Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания

Маховик применяется для реализации в ДВС нескольких процессов, каждый из которых вместе и по отдельности важен для стабильной работы мотора.

Можно выделить следующие задачи, которые решает маховик:

1.Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора;

2.Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии;

3.Снижение вибрации мотора во время его работы;

4.Минимизирует перепады вращения коленчатого вала.

Принцип работы маховика

Маховик мотора в процессе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала.

Аккумуляция энергии происходит в процессе рабочего хода поршня мотора. Использование кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата.Особенно при выводе поршней из мёртвых зон.

Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на длительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена стабильность и равномерность работы моторов с большим количеством цилиндров.

Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора. Машина плавно без дёрганий двигается с места.

Для изготовления маховика преимущественное количество производителей используется качественный чугунный материал.

Устройство маховика двигателя

Несмотря на небольшие размеры, маховик весит прилично. Средний диаметр изделия составляет 40 сантиметров.

На его торце расположены зубцы, обеспечивающие надёжное сцепление с валом стартера. Именно через них передаётся вращательное движение коленчатому валу мотора.

Сегодня по конструктивным особенностям выделяют следующие виды маховиков:

Активно используется в современных моделях автомобилей. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом

Выполняет ряд важных задач:

-нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала;

-предотвращает перегрузку коробки передач;

-снижает износ синхронизирующих элементов мотора;

-плавность переключения передач;

-экономное расходование топлива

Самый распространённый вид механизма, активно используемый в моторах нового поколения. Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации

Отличается небольшой массой за счёт использования специальных материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать максимальных оборотов.

Способствует увеличению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный существенный минус – высокая стоимость.

Заключение

Маховик в моторе выступает своеобразным стабилизационным элементом, обеспечивающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Материалы: http://www.avtogide.ru/ustroystvo-mahovika-dvigatelya.html

В силу конструкционных особенностей поршни ДВС машины во время работы имеют несколько мертвых точек. Выводит их из этого положения именно массивная деталь – маховик двигателя, набирающий инерцию во время вращения, позволяющую преодолеть мертвую точку в верхней и нижней амплитуде.

Необходим маховик двигателя для набора инерции вращения коленчатого вала, которая позволяет поршням преодолеть мертвые точки. Кроме того, эта деталь двигателя внутреннего сгорания передает крутящий момент на стартер и коробку передач. Снижается неравномерность вращения кривошипно-шатунного механизма.

Другими словами – маховик условно является маятником, вращающимся в одну сторону. Без него невозможен запуск ДВС, снизится ресурс практически всех систем мотора.

К каким системам относится?

Несмотря на то, что крепится деталь на коленчатый вал ДВС, относится маховик сразу к нескольким системам двигателя:

• редуктор системы запуска – на него передается вращение;
• стартер – работа маховика обеспечивает начальное вращение вала ДВС;
• коробка передач – на нее передается крутящий момент с диска сцепления;
• кривошипно-шатунный механизм – сглаживаются импульсы неравномерного вращения.

Крупные размеры маховика позволяют при начальном вращении набрать этой детали инерцию. Поскольку она жестко связана с коленвалом, поршни в нижней/верхней точке не задерживаются, а увлекаются дальше по ходу вращения для нового цикла сжатия/воспламенения топлива.

Из-за наличия мертвых точек вал вращается неравномерно, вначале набирает угловую скорость, затем теряет ее. Поэтому диаметр маховика подбирается для каждого мотора индивидуально, чтобы сгладить значения этих угловых скоростей в разные отрезки времени. Основными проблемами при этом становятся:

• расположение вращающегося маховика на одном конце коленвала – резкое увеличение нагрузки на подшипник с этой стороны;
• повышение общего веса коленвала – нагрузка возрастает на оба подшипника, кривошипы и шатуны.

Поэтому подшипники усиливаются, чтобы вращаться в экстремальных эксплуатационных условиях весь заявленный ресурс.

Местоположение внутри ДВС

Находится эта деталь всегда у коренного подшипника коленчатого вала, являющегося самым мощным в моторе. Более подробно увидеть местоположение внутри ДВС позволяет чертеж маховика сборочный. К фланцу коленвала он крепится ступицей, обратная сторона приходит в зацепление с главным диском сцепления. Зубчатый венец на наружном диаметре маховика предназначен для зацепления с бендиксом стартера в момент запуска ДВС.

Поскольку во всех указанных приводах используются зубчатые передачи, метка на маховике показывает его нормальное положение относительно вала и ведущего диска сцепления. Чтобы деталь, в свою очередь, не создавала вибраций на коленвал ДВС, производится балансировка маховика на стенде.

Изначально детали изготавливалась из чугуна цельной, в настоящее время кроме классических модификаций существуют дополнительные виды маховиков демпферный и облегченный. Автомобиль комплектуется этим узлом на заводе, но в некоторых случаях владелец может произвести тюнинг ДВС, заменив его другой модификацией.

Классический сплошной

Традиционный полнотелый маховик отливается в виде диска из серого чугуна. Этот конструкционный материал не пригоден для изготовления зубчатой передачи, зато резко снижает себестоимость детали и повышает эксплуатационный ресурс.

Затем на наружный диаметр заготовки напрессовывают обод маховика с зубьями для периодического зацепления в момент запуска ДВС с бендиксом стартера. Диаметр готового изделия обычно составляет 40 см, число зубьев зависит от конкретной схемы передачи авто.

С одной стороны поверхность маховика имеет вид фланца для присоединения к аналогичным посадочным отверстиям главного диска сцепления. Для защиты от механических повреждений используется кожух маховика, крепящийся болтами к блоку цилиндров.

При регулярном подключении/отключении стартера возможна поломка зубьев. Поэтому обод (венец) считается расходным элементом детали, продается отдельно. Корпус (тело) ремонту обычно не подлежит, заменяется целиком после выработки ресурса.

В современных машинах воспламенением в камерах сгорания заведует датчик ДПКВ или ВМТ. Он отсчитывает проходящие мимо его зубцы наружного венца маховика, определяя положение коленвала в каждый момент времени. Сигнал подается в бортовой компьютер, по положению вала вычисляется, какой цилиндр в это время сжимает топливную смесь, подается искра для воспламенения.

Облегченный

При решении основной задачи при комплектации коленвала маховиком – вывод из мертвых точек поршней ДВС, автоматически возникает другая проблема:

• тяжелая деталь сильнее нагружает коленчатый вал и увеличивает время разгона машины;
• угловая скорость маховика не может снизиться мгновенно, при торможении происходит запаздывание.

Поэтому для улучшения указанных характеристик мотора вес детали снижают на несколько килограммов, изготавливая прорези ближе к центру. Динамика улучшается максимум на 5 – 7%, однако на низких оборотах возникают следующие минусы:

• затрудненное движение по скользкой и грязной трассе;
• снижение момента крутящего;
• при переключении на высшую передачу недостаточный набор оборотов, изнашивается диск сцепления;
• небольшое увеличение расхода горючего;
• быстрая потеря крутящего момента, несмотря на практически мгновенный разгон.

Для облегченных деталей из алюминиевого сплава или с прорезями в теле используется стандартный кожух маховика, которым укомплектована машина на заводе.

Двухмассовый

Проблему компенсации вращательных колебаний решает демпферный маховик, конструкция которого схожа с обгонной муфтой генератора. В отличие от бензинового двигателя дизельный мотор по умолчанию низкооборотный. Динамика машины достигается за счет передаточного числа трансмиссии. Кинематическая схема привода здесь сложнее, детали прочнее, а узлы крепче.

Двухмассовый маховик ДВС имеет сложную конструкцию:

• один диск (корпус) крепится на коленвал, имеет наружный венец для зацепления со стартером;
• второй зафиксирован на диске сцепления;
• между собой диски вращаются относительно друг друга на радиальном и упорном подшипниках;
• демпфирующие пружины так же находится между дисками в полимерном сепараторе, предотвращающем блокировку.

В момент запуска ДВС работает пакет с мягкой пружиной, в нормальном режиме работы двигателя включается в действие жесткая пружина. Для смазки деталей трения используется паста с сульфидом молибдена, закладывающаяся в маховик на весь эксплуатационный ресурс, составляющий около 150 000 км пробега машины. Причем, смазка не должна попадать на детали сцепления, с торцов дисков маховика она удаляется при ТО и осмотре.

В момент запуска ДВС вращение маховика обеспечивается стартером, деталь получает начальную скорость, набирает инерцию. Дальше поршень двигателя «зависает» в верхней мертвой точке, вал вращаться не может. Однако за счет инерции маховика коленвал немного прокручивается, что позволяет ему осуществить следующий цикл сжатия, воспламенения топливной смеси, получить энергию для следующего вращения.

В это же время датчик контролирует положение вала и поршней на нем, соответственно. Информацию, передаваемую этим прибором, анализирует компьютер, подавая поочередно зажигание в соответствующие камеры сгорания.

В двухмассовом маховике ситуация немного другая:

• в момент старта одна половинка этого узла получает высокую угловую скорость, вторая остается неподвижной;
• в это же время первая половинка маховика начинает сжимать пружину, которая обеспечивает плавное вращение жестко связанного с ней диска трансмиссии;
• затем скорости обеих половинок выравниваются относительно друг друга, работают в едином режиме;
• в момент сбрасывания оборотов водителем педалью газа вторая половинка начинает обгонять первую;
• однако жесткого дара по деталям мотора вновь не происходит, так как начинает сжиматься другая пружина в обратном направлении;
• скорости половинок снова выравниваются, цикл повторяется снова.

За воспламенение по прежнему отвечает ДПКВ датчик, а кожух маховика защищает узел от внешних воздействий. В узел сцепления встроен аналогичный демпфер, который при эксплуатации двухмассового маховика становится не нужным.

Основные неисправности маховика логично вытекают из его конструкции:

• изнашиваются и ломаются зубья венца;
• лопаются пружины, протекает смазка, попадает на диск сцепления (только у демпферных модификаций).

Внимание: Вышедший из строя ДПВК датчик не относится к поломкам маховика. Но машина точно не заведется, поскольку нарушится последовательность зажигания к камерам сгорания.

Зато во время разрушения пружин или подшипников маховика демпферного части деталей могут повредить стартер, детали сцепления, что резко увеличит стоимость ремонта машины.

Причины неисправности

Кроме агрессивного стиля вождения (быстрый разгон/резкое торможение) причинами неисправности маховика являются:

1. несоблюдение требований руководства эксплуатации – скорости переключаются на «неправильных» оборотах;
2. плохой контакт – клеммы стартера и АКБ должны крепится жестко;
3. износ подшипников коробки передач и коленвала – возникают вибрации;
4. износ подушек ДВС – вибрации передаются на все элементы двигателя;
5. нарушена регулировка топливной аппаратуры – двигатель работает неравномерно, с перебоями;
6. качество солярки – влияет на процесс сгорания, возможны детонации.

Указанные причины способны многократно увеличить амплитуду не системных колебаний в дизеле. Системные колебания производителем учтены, для их компенсации используются технические решения в самой конструкции ДВС.

Диагностика

Поскольку вращается маховик на валу ДВС, диагностировать его неисправности очень сложно. Например, даже для визуального осмотра придется снять крышку и частично разобрать узел сцепления. Посторонние звуки (треск) очень схожи с неисправностями стартера, так как зубья бендикса входят в зацепление с венцом маховика.

Таким образом, при внешнем осмотре после разборки можно выявить дефекты зубчатой передачи и заусенцы со стороны диска сцепления (при шлифовке допускается снимать максимум 0,3 мм).

Замена венца

Поскольку зубья обода изготавливаются фрезерованием на высокоточных станках, наварить и обточить их для обеспечения заводской конфигурации невозможно в принципе. Поэтому венец заменяют, срезая УШМ с абразивной оснасткой, запрессовывая новый расходный элемент вместо него на тело из чугуна.

Основными нюансами ремонта являются:

• масса маховика – должна соответствовать характеристикам ДВС;
• передаточное число – количество зубьев должно остаться прежним для корректной работы ДПКВ датчика;
• метка – взаимное расположение корпуса и венца отмечено чертой для правильной балансировки узла ДВС.

Специалисты СТО имеют чертеж мотора, не допускают ошибок, работают на профессиональном оборудовании. В домашних условиях сложно демонтировать обод без повреждения корпуса и надеть на него новый венец.

Ремонт демпферного маховика

Все без исключения производители двухмассовых маховиков рекомендуют менять этот узел сложной конструкции целиком после пробега авто с МКПП 150 тысяч километров. Однако некоторые сервисные мастерские обладают оборудованием и высококвалифицированным персоналом для ремонта этого узла.

Основными проблемами являются:

• полное отсутствие на рынке расходных деталей, даже подшипники имеют редкую маркировку;
• подбор синтетической смазки с содержанием сульфида молибдена;
• сложная разборка неразъемный соединений (заклепки);
• не менее сложная сборка заклепками или сваркой с последующей обработкой стыков;
• сохранение кольца, без которого датчик ДПКВ работает некорректно, и балансировочных грузиков;
• сложная обработка посадочных мест.

Обходится ремонт дешевле замены маховика демпферной новой деталью, но ненамного.

Поскольку новый двухмассовый маховик стоит очень дорого, для большинства владельцев авто, укомплектованных этими модификациями, актуален вопрос взаимозаменяемости этого узла сцепления и ДВС. Основными нюансами являются:

• после установки цельнометаллического маховика вместо демпферного снизится, как комфортность эксплуатации, так и ресурс ШРУСов, редуктора, КПП, сцепления в целом;
• при замене традиционного маховика на облегченный дискомфорта значительно меньше, но в идеале требуется перестройка всего двигателя под новый эксплуатационный режим.

Если владелец меняет обычный маховик на демпферный, необходимо установить новый комплект сцепления и отрегулировать его в обязательном порядке. В противном случае чаще всего плохо включается задняя и II передача.

Таким образом, классический цельнометаллический маховик больше подходит для бензиновых авто, имеет простейшую конструкцию, обладает высоким эксплуатационным ресурсом. Облегченный маховик применяется для тюнинга ДВС ограниченным числом водителей, двухмассовые модификации по умолчанию устанавливают на дизельные машины еще на заводе.

• Устройство двигателя
• Выхлопная система
• Техническое обслуживание
• Тюнинг
• Трансмиссия
• Рулевое управление
• Коробка передач
• Инструмент и оборудование
• Двигатели

Что бы не пропустить лучшие материалы с сайта

А также задавать вопросы в комментариях и получать ответы

Материалы: http://swapmotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/mahovik.html

Маховик одновременно относится к разного рода системам двигателя, потому как в каждой из систем он выполняет разные виды функций. Такие, как например:

1. Снижает неравномерное вращение коленвала ( маховик относится к кривошипно-шатунному механизму);

2. Передает крутящий момент от мотора к КПП (маховик относится к ведущему элементу на дисках сцепления);

3. Передает крутящий момент от стартера на коленвал мотора (маховик относится к ведомой шестерне редуктора в системе запуска мотора).

Из-за накопления и отдачи энергии кинетического характера, маховик сглаживает пульсации в крутящем моменте. При функционировании поршневой в моторе начинает запасаться энергия, и начинает расходоваться при иных тактов двигателя, также и на вывод поршневой от мертвой точки. Если в двигателе много цилиндров, рабочий ход у поршневой начинает занимать большее время, соответственно, крутящий момент в таком двигателе будет наиболее равномерным, ну а вес маховика будет меньшим.

Расположен маховик в торце коленвала, рядом с задним коренным подшипником. Он считается самым мощным подшипником во всем моторе, потому как в его задачу входит удерживание маховика на месте, и все его нагрузки, которые происходят в ходе работы.

1. Сплошные маховики;

2. Облегченные маховики;

3. Двухмассовые маховики.

Самими популярными считаются сплошные маховики. На внешний вид они представляют из себя весьма большой диск со своим диаметром от 30-ти до 40-ка сантиметров, который изготовлен из чугуна. На внешней поверхности этого диска торчит напрессованный зубчатый венец из стали, который обеспечивает коленвал на проворачивание, когда двигатель транспортного средства начинает заводиться при помощи стартера. На одной стороне маховика стоит ступица, которая служит креплением к фланцу коленвала, а другая сторона выполняет функции диска сцепления. Когда двигатель работает на различных оборотах, коленвал начинает подвергаться крутильному колебанию, то есть он начинает то раскручиваться, то закручиваться. Специально по этому поводу предусмотрены специальные гасители таких крутильных колебаний. Один из таких гасителей и есть маховик специальной конструкции, точнее это двухмассовый маховик. Хотя, иногда его еще называют и демпферным маховиком.

Маховик состоит из двух дисков, которые соединены при помощи пружинно-демпферного рода системы. Система дает полное изолирование трансмиссии от крутильного колебания и обеспечивает нормальное бесперебойное функционирование ее элементов. Если использовать двухмассовый тип маховика, то демпфирующее устройство на дисках сцепления уже становится не обязательным.

Определенно, главный плюс у двухмассового маховика – это полное гашение всяких вибраций, идет изоляция шума, передачи переключать становится намного легче, синхронизаторы подвергаются меньшему износу, трансмиссия становится защищенной, а также топливо начинает расходоваться более экономично. Однако, постоянная работа такого маховика ведет к более быстрому износу системы пружинно-демпферного характера, и даже может привести к поломке дуговой пружины. Это все удерживает постоянное использование демпферного маховика на моторах.

Облегченный вид маховика используют в большинстве случаев для тюнинга мотора. Перемещение массы этого маховика на края диска приводит к уменьшению его общей массы, вплоть до полтора килограмма, а также уменьшается и инерционный момент. За счет того, что маховик меньше весит, двигатель начинает намного быстрее набирать обороты, у него становится лучшая разгонная динамика, и даже увеличивается мощность, примерно до пяти процентов.

Материалы: http://motorpuls.ru/automobile-workshop/10509