Облегченный маховик: плюсы, минусы, что дает, как облегчить, отзывы

Наряду с форсированием двигателя для улучшения динамических характеристик автомобиля, актуально применение методов уменьшения различного рода механических потерь. В статье рассмотрим, что такое облегченный маховик, а также многие тонкости облегчения своими руками.

Теория

Основное предназначение маховика – передача крутящего момента от коленчатого вала через нажимной диск сцепления к первичному валу МКПП. Второстепенные, но отнюдь не маловажные важные функции – выравнивание скорости вращения коленвала, вывод КШМ из верхних и нижних мертвых точек, а также осуществление вспомогательных тактов рабочего процесса. Также на маховик напрессовывается венец, зубцы которого входят в зацепление с шестерней стартера и используются для запуска двигателя.

В процессе тюнинга двигателя особый интерес представляет момент инерции всех вращающихся и поступательно движущихся деталей в двигателе, а точнее, момент инерции масс. Чем меньший вес шатунов, поршней, коленчатого вала и маховика, тем меньше усилий требуется для их раскрутки. В процессе работы двигателя немалая доля получаемой полезной работы от сгорания топливовоздушной смеси тратится не на вращения колес, то бишь на разгон автомобиля, а на раскручивание этих самых деталей. Разумеется, представить себе работу ДВС без механических потерь попросту невозможно. Наша задача – путем облегчения маховика уменьшить общий момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс в двигателе.

В книге «Подготовка автомобильных двигателей к соревнованиям» Э.Г. Сингуринди, опираясь на данные профессора И.М. Ленина, приводит следующее процентное соотношение инертных масс в двигателе:

• 85-90% — маховик;
• 6-10% — коленчатый вал;
• 1-3% — массы, движущиеся поступательно;
• 1,5-3% — вентилятор системы охлаждения;
• 0,5-1,5 – помпа, распределительный вал, масляный насос и остальные, неучтенные элементы.

Трудности при облегчении

Из приведенных выше данных получается, что огромная доля полезной работы от сгорания ТПВС затрачивается на преодоление момента инерции маховика двигателя. Но обратной стороной медали является выравнивание скорости вращения коленчатого вала. На раскручивание маховика необходимо затратить энергию, но набранная им кинетическая энергия помогает выводить КШМ из мертвых точек, делая тем самым работу двигателя более равномерной. Вес маховика среднестатистического автомобиля с объемом двигателя от 1.3 л. колеблется в пределах 6-9 кг. Чем тяжелее маховик, тем меньше будет заметна, к примеру, неравномерность компрессии в цилиндрах, также тяжелый маховик позволяет трогаться автомобилю с меньших оборотов, так как в момент соединения первичного вала КПП и коленчатого вала набранная более тяжелым маховиком кинетическая энергия приводит к меньшему замедлению вращения коленчатого вала.

Основные недостатки, связанные с установкой чрезмерно облегченного маховика:

• нестабильная работа на холостом ходу. Будет казаться, что двигатель подтраивает, так как эффект чрезмерно легкого маховика напоминает пропуски зажигания в отдельных цилиндрах, отчего коленчатый вал начинает вращаться с заметной неравномерностью. Для решения проблемы может потребоваться повысить количество оборотов холостого хода, что, конечно же, скажется на расходе топлива;
• потеря жесткости. Наибольшие нагрузки на изгиб и кручение маховик переживает в моменты подвода и отвода нажимного диска сцепления. Чрезмерно хлипкая конструкция приведет к потере устойчивости и деформации. Значительно усугубит ситуацию отсутствие балансировки после установки облегченной детали;
• возрастают ударные нагрузки на сцепление, элементы трансмиссии. Стандартный маховик является подобием демпфера.
• стоимость облегченного маховика и цена работ, связанных с монтажом. Правильная установка облегченного маховика на автомобиль предполагает предварительную динамическую балансировку. Динамическую балансировку необходимо проводить вместе с корзиной сцепления.

Преимущества

Как и недостатки, преимущества крайне очевидны:

• уменьшение механических потерь. Двигатель становится более приемистым и отзывчивым, так как наибольшие потери идут именно на начальное раскручивание маховика, а не на поддержание постоянной скорости вращения. Двигатель будет лучше крутиться во всем диапазоне оборотов, но особенно результат будет заметен на высоких оборотах;
• уменьшение расхода топлива.

Как облегчить

Технология снятия лишнего металла далеко не нова и применялась еще советскими автоспортсменами. В частности, Э.Г. Сингуринди в книге «Подготовка автомобильных двигателей к соревнованиям» приводит чертежи облегченного маховика М-412.

Момент инерции в первую очередь характеризуется распределением масс в теле и во многом зависит от веса, распределенного по радиальному размеру. Иными словам, каждый грамм, снятый на максимальном удалении от центра, будет ценнее нескольких грамм, снятых вблизи центра. Сингуринди Э.Г заявляет, что маховик М-412, облегченный ими с 8 до 4 кг, достойно выдержал испытание многими соревнованиями, а применяемый метод был успешно реализован и на других двигателях.

Существует несколько методов снятия веса с детали:

• равномерное стачивание металла без образования отверстий (еще такой метод называют облегчением по Сингуринди);
• фрезой вытачиваются равноудаленные от центра прорези. Если площадь прорезей большая, венец рекомендуется приваривать. Делать это нужно аккуратно, чтобы металл чрезмерно не повело.

Помните о том, что облегчение не должно вести к послаблению мест крепления корзины сцепления и венца. Судя по отзывам, многие автолюбители после облегчения обходятся только статической балансировкой. При должной квалификации токаря заводская балансировка не должна кардинально нарушиться, но пренебрегать динамической балансировкой деталей после облегчения все же не стоит.

Источники: http://autolirika.ru/tuning/oblegchennyj-mahovik.html

Сегодня существует масса способов увеличить мощность двигателя автомобиля. Любители скорости и драйва часто принимают решение облегчить маховик. Давайте посмотрим, какие плюсы можно получить от такой замены, какие особенности имеются у этого процесса и можно ли выполнить процесс облегчения своими руками в гараже.

Как бы ни ругались между собой на форуме автолюбители, маховик – это точная и идеально выверенная деталь. При разработке инженеры тщательно просчитывали нагрузки, сопротивление на кручение и на слом. Вес штатного маховика на большинстве автомобилей (за исключением автобусов и грузовиков, а также спецтехники) находится в диапазоне от семи до девяти килограммов. Точная масса зависит от конкретной модели машины и ее класса. После запуска двигателя обычный маховик начинает набирать кинетическую энергию за счет работы поршней, системы впрыска и выпуска, а также от вращения коленчатого вала. При работе силового агрегата часть энергии растрачивается на раскручивание и вращение тяжелого маховика. Чем больше масса этого металлического диска, тем больше энергии на его раскрутку потребуется. Особенно эти затраты заметны на высоких оборотах (от 4500 оборотов в минуту).

Из всего этого выходит, что маховик мешает двигателю работать, отбирая на себя часть мощности. Но здесь не все так однозначно. За счет своей массы маховик берет ненужную энергию, которая вырабатывается за счет детонации или других побочных процессов. Так, эти процессы не идут на кузов в виде вибраций, а поглощаются маховиком.

Принцип его достаточно простой. Народные специалисты по тюнингу ДВС, да и некоторые тюнинг-ателье банально удаляют часть его веса. К примеру, со стандартного маховика, установленного на большинстве автомобилей ВАЗ, можно убрать до 3,5 килограммов. Вес штатного элемента составляет 7,5. А облегченный маховик, на ВАЗ устанавливаемый, будет весть 4 килограмма, что достаточно существенно. Нужно отметить, что сегодня в продаже существует масса разновидностей маховиков. Можно облегчить деталь от 1,5 до 3,5 килограммов. Различные специалисты объясняют это по-своему, но суть здесь одна - увеличение динамических характеристик. Справедливым будет вопрос: "А почему нельзя облегчить маховик, скажем, до 1 кг или даже изготавливать его таким в заводских условиях?". Все просто – слишком легкая деталь будет нестабильной и банально сломается. На элемент действуют различные силы. И при слишком малом весе он не выдержит работы на высоких нагрузках.

У этого элемента должен быть определенный предел прочности, позволяющий работать в стандартных режимах.

Давайте посмотрим, что может дать облегченный маховик, на ВАЗ-2107 устанавливаемый. После процесса облегчения деталь теряет в весе, а значит, двигателю придется затрачивать меньше энергии на процесс раскрутки.

Таким образом можно снизить механические потери. На раскручивание маховика нужно меньше энергии, соответственно, повысится отдача силового агрегата. Более легкий маховик имеет меньшую инерцию. Мотор будет быстрее набирать высокие и максимальные обороты. Да и в целом работа на высоких оборотах будет лучше. Все это действительно так, если тщательно просчитать силы инерции, а также воздействие центробежной силы. После сравнения со значениями на стандартном маховике станет ясно, что для облегченной детали действительно намного меньше затрат. А ведь именно на высоких оборотах штатный маховик испытывает чрезмерные нагрузки от воздействия центробежной силы и инерции.

Первым дело нужно сказать, что одного облегчения маховика будет недостаточно. Необходимо также правильно настроить и остальные детали двигателя. Потребуется облегчать и коленчатый вал, правильно настроить центровку корзины сцепления.

Среди минусов можно выделить снижение прочности конструкции, отсутствие какого-то видимого эффекта на низких оборотах двигателя. Также необходимо дополнительно выполнять балансировку с коленчатым валом и шкивом ремня генератора. Маховик, потерявший в весе, будет слабее проводить тепло – зимой трансмиссия потребует больше времени на прогрев на холостых оборотах. Ну и наконец, стоимость маховика значительно выше, особенно если учитывать, что это заводской облегченный маховик для «Приоры» от известного производителя, а не изготовленный в гаражных условиях кустарным способом. Если автомобиль приобретается для стандартной городской езды до 3000 об/мин, то эффект от облегчения будет практически незаметен. Если машина эксплуатируется более экстремально (на оборотах более 4500 в минуту), то плюсы облегченного маховика будут заметны.

В качестве основы применяют стандартные маховики, которые затем облегчаются путем срезания лишнего. Зачастую убирают части на внешнем радиусе детали. При помощи вырезания пазов можно убрать от полутора до двух килограмм веса. При этом не нарушаются прочностные характеристики ни самого маховика, ни его венца. Можно облегчить маховик и больше, снимая три и более килограмма. Но такой вариант уже потеряет в прочности.

Иногда встречаются элементы, где венец приварен посредством сварки к тому, что остался от маховика после облегчения. Но так делать нельзя – прочность заметно снижается.

Необходимо найти токаря, но предварительно распечатать чертеж Сингуринди. Снижение веса по данной технологии является самым безопасным. Это подтверждает опыт – такой технологией пользовались многие. К примеру, стандартный вес классического маховика от ВАЗа составляет около 7 килограмм. При помощи технологии Сингуринди можно сократить массу детали до 4,8 килограмма, но стенка, на которой расположены крепежные отверстия, должна иметь толщину 10 миллиметров. Можно снять и больше. Тогда толщина стенки будет 8 миллиметров. Вес при этом составит около 4,5 килограмма. Облегчать еще больше не стоит.

Для крепежного болта, который применяется для установки корзины сцепления, диаметром в 8 миллиметров, необходимо тело с равным диаметром. Если стенка маховика будет иметь меньшую толщину, это может стать причиной его разрыва на высоких оборотах. Лучше не рисковать и сразу приобрести готовый облегченный маховик. Цена его зависит от модели автомобиля. Так, маховики на ВАЗ стоят от 2,5 тысячи рублей. Они уже отбалансированы. Таким образом можно облегчить совершенно любой элемент. Но важно учитывать прочностные характеристики и особенности. Если нужно добавить прочности, то на свой страх и риск приваривается венец при помощи сварки.

В конце процедуры обязательно проводят балансировку нового маховика вместе с корзиной сцепления. Диски при этом устанавливать не нужно. Балансировку можно выполнять даже статически. Далее выполняют балансировку с коленчатым валом. Это нужно для обеспечения стабильности работы двигателя.

Желательно провести и динамическую балансировку. Но для этого необходимо специализированное оборудование, которое есть не на каждом автосервисе и даже машиностроительном предприятии.

Процесс несложный, но и точность его низкая. Однако это лучше, чем установка детали без каких-либо балансировок. Эту операцию выполняют, установив облегченный маховик ВАЗа-2110 на две подставки. В качестве подставок вполне подойдут уголки, имеющие ровные края. Их выставляют строго горизонтально и тщательно выверяют положение. В центр маховика устанавливают ровный вал, который лучше заказать у токаря. Далее конструкцию кладут на выставленные уголки. Маховик вращают и замечают, какая часть его находится внизу. Если это одно и то же место, то на противоположной стороне к маховику крепят грузик.

Таким образом можно повысить динамические характеристики автомобиля. Двигатель будет лучше набирать обороты. Но данная операция должна обязательно проводиться в комплексе с другим тюнингом мотора.

Источники: http://fb.ru/article/326628/kak-oblegchit-mahovik-svoimi-rukami-osobennosti-preimuschestva-i-otzyivyi

Некоторые «народные» умельцы, начинают заменять стандартный маховик (кто не знает, что это такое читаем здесь), на так называемый – «облегченный». Сейчас это один из доступных видов тюнинга, сам был свидетелем такой установки на «пацанскую» заниженную ПРИОРУ. Однако ходит много всевозможных мнений, кто-то высказывается — что это просто пустая трата денег и времени, кто-то наоборот просто «пищит» от восторга! А как же есть на самом деле? Давайте разбираться …

Для тех, кто не знает — что такое маховик, и для чего он вообще нужен (кто не перешел по верхней ссылки). Немного поясню – это элемент нужен, для запуска автомобиля. Во время старта двигателя его раскручивает стартер, после «пуска» мотора, он вращается уже вместе с коленчатым валом двигателя. То есть это неотъемлемая часть механизма запуска, без нее никак!

Как бы кто ни говорил, но это достаточно выверенная деталь, которая рассчитывается — и на нагрузки, и на кручение, и даже на слом.

Обычно его вес колеблется в пределах от 7 до 9 килограмм. Все зависит от модели и класса автомобиля (грузовики не беру, там веса намного больше).

После того как двигатель запушен, обычный маховик набирает кинетическую энергию от работы мотора. Поэтому при работе двигателя какая-то часть, уходит именно на его раскрутку и дальнейшее вращение. Причем чем тяжелее этот «диск», больше энергии нужно потратить. Особенно это сказывается на высоких оборотах, где потреблении энергии растет в квадратичной прогрессии, начиная уже с 4500 оборотов.

То есть получается что маховик, как бы мешает работе двигателя, забирая у него часть энергии, на свою раскрутку. Однако тут не все так однозначно – благодаря своему весу, этот элемент отбирает на себя различные не нужные энергии, вызванные детонацией двигателя или какими то другими побочными процессами. Таким образом, они не идут в кузов, а как бы «поглощаются» что не маловажно!

Принцип прост, так «народные тюнеры» (да и некоторые компании), просто убирают «лишний» вес. Например, из «нашего» маховика на ВАЗ, исключают примерно 3,5 килограмма из 7,5 возможных! То есть его вес составляет – 4 килограмма, а это существенно! Справедливости ради стоит отметить что, сейчас существует множество разновидностей таких элементов, то есть убирают различные веса от 1,5 до 3,5 кг. Различные «тюнеры» объясняют это по-разному, но суть остается одной – «облегчение»!

Вы можете задать справедливый вопрос – а почему же не могут вообще сделать весом в 1 или 1,5 кг, вместо скажем 7,5? Справедливый вопрос, но ответ очевиден – такой легкий вариант будет крайне не стабильным, если выражаться простым языком — то его просто сломает.

Поэтому должен оставаться задел прочности, который позволит этой детали, работать в стандартном режиме! Вот мы и подошли к плюсам и минусам, давайте разберем подробнее.

Постараемся понять — что может дать такой облегченный тип строения при работе двигателя.

• Меньший вес, а значит нужно меньше тратить энергии для раскрутки, что положительно сказывается на расходе топлива. Если не вдаваться в долгие рассуждения, то экономия составляет примерно 2 – 3 %, но не больше.
• Уменьшаются механические потери.
• Раскрутить его легче, а значит, повышается «отдача от двигателя», у него меньше инерция.
• Двигатель быстрее выходит на максимальные обороты.
• Работа на «высоких» оборотах улучшается.

Это действительно присутствует, если рассчитать силу инерции, а также центробежную силу и сравнить ее со стандартным маховиком — то становится понятно, что облегченная модель, требует меньше механических и силовых затрат на свою работу. А это как я уже написал сверху – экономия топлива, быстрая раскрутка и лучшая работа на «верхах». Ведь именно на высоких оборотах стандартный вариант, начинает испытывать излишние нагрузки центробежной и инерционной сил.

Куда же без них. Для начала нужно отметить такой аспект, облегченный маховик, требует правильной настройки и остальных конфигураций двигателя. А это значит, что мало поставить его одного, нужно также облегчать и коленчатый вал, правильно настраивать центровку корзины сцепления т.д. То есть – целый комплекс мер, тогда эффект будет более значимым и заметным. Пробежимся по основным минусам.

• Прочность конструкции ниже.
• На низких оборотах, при малых скоростях, эффект практически не заметен.
• Требуется дополнительная балансировка с колен.валом и шкивом ремня генератора
• Хуже проводит тепло, в зимнее время трансмиссия будет прогреваться дольше на «холостых».
• Ну и стоит дороже обычного, если брать каких-либо именитых производителей, а не сделанный своими руками.

Получается, если берете для автомобиля со стандартной (небыстрой) манерой езды (до 3000 об.) – эффект будет минимальным. Если берете для «прокаченного» автомобиля, который работает на оборотах за 4500 (особенно для турбированных двигателей), то эффект действительно будет.

Конечно можно, и за основу часто берут стандартный маховик, который переделывается на «облегченный», путем срезания лишнего металла.

Обычно выпиливают части на большом, можно сказать внешнем радиусе, посмотрите вот на эту фотографию.

Здесь примерно вырезано 1,5 – 2 кг металла. Причем прочность и самого маховика и его венца, остается практически неизменной. Смотрим видео производства такого варианта именно своими руками.

Конечно, многие вытачивают аж 3 – 3,5 кг, но честно сказать я не думаю что такие варианты будут достаточно прочными. В видео видно, что венец приварен сваркой к тому, что осталось от самого диска, смотрим.

Как я думаю, это самый не прочный вариант.

Облегченный маховик, имеет место быть на наших свами машинах, однако нужно всегда понимать для какой цели вы его устанавливаете.

НА этом все, думаю моя статья была вам полезна – читайте наш АВТОБЛОГ.

Источники: http://avto-blogger.ru/texchast/oblegchennyj-maxovik.html