Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен

Маховик: что это и для чего он нужен

Маховик — это похожее на диск устройство, которое крепится к задней части коленчатого вала.

Маховик имеет достаточно значительную массу и, соответственно, способен, согласно законам физики, накапливать и отдавать кинетическую энергию. Именно благодаря такому свойству эти узлы используются в современных двигателях внутреннего сгорания в качестве конструкций, позволяющих сглаживать неравномерность вращения коленчатого вала. В периоды рабочего хода поршня маховики накапливают энергию крутящего момента, а когда поршни находятся в так называемых «мертвых точках», выводят эти детали из них, отдавая энергию.

Необходимо отметить, что чем большим количеством цилиндров оснащен ДВС, тем более равномерным крутящим моментом он обладает. Следовательно, в таких двигателях внутреннего сгорания можно использовать маховики меньшего веса, чем в тех моторах, которые имеют небольшое количество цилиндров.

Еще одной важной функцией маховиков двигателей внутреннего сгорания является трансляция крутящего момента на коленчатый вал от стартера. На внешней окружности этого узла монтируется зубчатый стальной обод, который называют венцом. Он находится в зацеплении с валом, идущим от стартера и имеющим зубчатое колесо. Когда водитель включает зажигание, стартер проворачивает этот вал, а он, в свою очередь — маховик, который приводит в движение коленчатый вал. Именно благодаря этому и производится запуск двигателя.

Кроме того, маховики играют немаловажную роль в трансмиссии современных автомобилей, играя в них роль ведущих дисков сцепления. Таким образом, именно благодаря им вращательный момент коленчатого вала ДВС передается на коробку переключения передач, а уже от них транслируется на ведущие колеса.

Роль и место маховика в двигателе

В зависимости от конструкции помимо функции привода для трансмиссии маховик играет и другие роли:

  • Смягчение колебаний при неравномерном вращении. Производители стремятся распределить время тактов в цилиндрах ДВС так, чтобы коленчатый вал вращался с минимальными рывками. Несмотря на это, крутильные колебания все равно присутствуют (чем меньше поршней в моторе, тем четче будет вибрация). Современный маховик должен максимально гасить такие колебания, чтобы предотвратить быстрый износ коробки передач. Для этого в его конструкции имеются несколько пружин разной жесткости. Они обеспечивают плавное увеличение усилий даже при резкой работе агрегата.
  • Передача крутящего момента от мотора на ведущий вал коробки передач. Этот процесс обеспечивается благодаря корзине сцепления. В ней ведомый диск при помощи прижимного механизма плотно фиксируется на фрикционной поверхности маховика.
  • Обеспечивает передачу крутящего момента от стартера на коленвал при старте двигателя. Для этой цели венец маховика оснащается зубьями, которые зацепляет шестерня стартера.
  • Демпферные модификации обеспечивают инерционное усилие для развязки кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет плавно вывести поршни из мертвых точек (верхней или нижней).

Часто маховики изготавливаются достаточно увесистыми, благодаря чему они способны накапливать небольшое количество кинетической энергии, когда в цилиндре выполняется такт расширения. Данный элемент возвращает эту энергию обратно на коленвал, благодаря чему облегчается работа остальных трех тактов (всасывание, сжатие и выпуск).

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.

Конструкция маховика

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.

Назначение маховика
Рис. 7 Цельнометаллический маховик

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.

Назначение маховика
Рис. 8 Венец маховика

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.

Назначение маховика
Рис. 9 Облегченный маховик

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.

Назначение маховика
Рис. 10 Двухмассовый маховик

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.

Назначение маховика
Рис. 11 Конструкция демпферного маховика

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.

Принцип работы

Одними из первых двухмассовые маховики получили автомобили с автоматической КПП. Для роботизированной коробки характерна быстрая и частая смена передач. С этим он хорошо справляется. Затем в силу своих преимуществ их стали устанавливать на автомобили с механикой.

Принцип работы довольно прост. Крутящий момент от коленвала передается на первичный диск, который отклоняет пружинную конструкцию внутри. Достигнув определенно уровня сжатия, крутящий момент затем передается на второй диск. Такая система гасит высокие колебания от двигателя, позволяя значительно снизить нагрузку на КПП.

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.

Для этого следует придерживаться следующих рекомендаций эксплуатации:

  • не перегружать автомобиль;
  • не удерживать педаль сцепления в нажатом состоянии, например, при остановке на светофоре;
  • нельзя бросать педаль сцепления при начале движения и переключении передач;
  • не трогаться на повышенной передаче;
  • не допускать длительной езды на низких оборотах, особенно на дизельных автомобилях. В этом режиме крутильные колебания коленвала очень высоки, идёт повышенный износ пружин демпферной системы.

По итогам можно сделать следующие выводы: ведущий диск является неотъемлемой частью системы управления автомобилем. В наше время наиболее перспективной считается двухмассовая система маховика, которая имеет весомые преимущества перед остальными видами. А при правильной эксплуатации автомобиля Вы не будете бояться поломок достаточно продолжительное время.

Эксплуатация маховика и возможные неисправности

По большему счету, маховик – один из самых надежных элементов двигателя. Чаще всего его рабочий ресурс идентичен ресурсу силового агрегата. В зависимости от материала и производителя данные детали отхаживают 350 тысяч километров и более.

Самая проблемная часть маховика – зубья на венце. Ресурс данного элемента напрямую зависит от исправности стартера. Зуб от частого использования стартера может сломаться или просто износиться. Если произошла подобная поломка, то можно купить новый венец и установить вместо старого. В этом случае весь диск нужно снять с двигателя, а после ремонта устанавливают обратно, только с использованием новых болтов.

Еще одной распространенной поломкой маховика является перегрев фрикционной поверхности. Обычно это происходит в процессе неправильной эксплуатации автомобиля, связанной с нарушением правил переключения передач (например, не до конца выжимается педаль сцепления).

Из-за перегрева диск может деформироваться или на нем могут появиться трещины. Одним из симптомов такой неисправности является постоянное биение сцепления в определенном диапазоне оборотов. Также это сопровождается сильной вибрацией. Если водитель сжег сцепление и его сразу заменили на новое, маховик нет необходимости менять.

Двухмассовые модели выходят из строя немного чаще, так как в их конструкции имеется больше дополнительных деталей. Может лопнуть пружина, произойти утечка смазочного материала или выйти из строя подшипник (это происходит крайне редко, но имеет место в данном перечне).

Еще одной причиной износа маховика является несвоевременная замена фрикционного диска сцепления. В этом случае заклепки будут царапать поверхность детали, последствия чего ни чем не устраняются, только заменой детали.

Манера вождения тоже может сказаться на ресурсе маховика. Например, если на длинной дистанции водитель ведет машину с пониженными оборотами, вибрация от агрегата усиливается, что может вывести из строя элементы крепления маховика. Некоторые автомобилисты заводят и глушат мотор, не выжимая педаль сцепления.

Обслуживание маховика отдельно не проводится. В основном эта процедура производится во время замены сцепления. В этом случае проводится визуальный осмотр детали. При отсутствии дефектов ничего не предпринимается. Если слышен скрежещущий звук, то обязательно нужно отбуксировать машину на СТО, чтобы износившийся фрикционный диск не поцарапал поверхность маховика.

Основные проблемы, требующие замены маховика

Проблемы с маховиком в основном связаны с неправильной эксплуатацией автомобиля. В частности, что может заставить вас изменить маховик:

Критический перегрев
появление трещин и износа на поверхности трения
перегрев или утечка масла внутри двухмассового маховика
разрушение его дуговых пружин и др.
Симптомы, предупреждающие о проблеме с маховиком
 

Проблема переключения
Когда вы пытаетесь переключить передачи, но вместо того, чтобы муфта адекватно реагировала, следующая передача не может пройти или пройти, а сразу возвращается к предыдущей, это, скорее всего, связано с изношенным маховиком. В этом случае вы услышите громкий шум, такой как шлифовка и трение.

Запах гари
Одним из основных симптомов изношенного маховика является запах гари, который можно почувствовать даже внутри автомобиля. Этот запах возникает при неисправности сцепления, выделяющего много тепла.

Вибрация при нажатии на педаль сцепления
Если вы начинаете ощущать вибрации при нажатии на педаль сцепления, это обычно является признаком износа пружинных подшипников маховика.

Сильный грохот при запуске холодного двигателя
Уточняем, что этот симптом характерен для двухмассовых маховиков. Когда амортизирующие пружины изношены и вы начинаете с холодного двигателя, вы услышите громкий грохочущий звук.

Это дребезжание обычно длится несколько минут после запуска автомобиля, после чего оно исчезает. Если вы начинаете слышать его все чаще и чаще утром, когда заводите автомобиль, это явный сигнал о том, что вам нужно обратить внимание на маховик.

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.

Как производится замена маховика

Замена маховика предполагает демонтаж детали. Выполняется этот этап по следующей схеме:

  1. Снимаем КПП.
  2. Демонтируем кожух маховика вместе ведомым и нажимным дисками.
  3. Фиксируем деталь с помощью отвертки, чтобы она не прокручивалась при отвинчивании болтов.
  4. Откручиваем шесть болтов, которыми крепится маховик (отворачивать болты следует в порядке крест-накрест, чтобы упростить выполнение работы).
  5. Снимаем маховик и опорную шайбу. Нужно запомнить, как расположен маховик относительно смотровой метки.

Основные этапы установки нового маховика:

  • Устанавливая новую запчасть, следует обеспечить ее положение аналогичное тому, в котором находилась снятая деталь.
  • Сборка всех сопряженных элементов выполняется в порядке, обратном разборке. Важно проследить за правильностью расположения кожуха маховика и соблюдать рекомендуемые автопроизводителем моменты затяжки болтов крепления (примерно 100 Н*м).

Как производится замена маховика

Затягивают крепежные болты на маховике крест-накрест. Кроме того, следует проверить, чтобы сама деталь стояла без перекосов.

После того, как маховик будет снят, нужно обеспечить стабильное положение коленвала, так как если он провернется, то это существенно усложнит сборку. Если же коленвал провернулся, вначале следует установить поршень 4-го цилиндра в верхнюю мертвую точку, а установку маховика выполнить в соответствии с меткой.

Видео на тему

Теория ДВС: Маховик
Теория ДВС: МаховикКак ВЫ убиваете Двухмассовый МАХОВИК вашего АВТО!!
Как ВЫ убиваете Двухмассовый МАХОВИК вашего АВТО!!Теория ДВС: Облегчённый маховик ВАЗ-21083 3.3 кг
Теория ДВС: Облегчённый маховик ВАЗ-21083 3.3 кгМаховик Матиз: что это?

Источники

  • https://AvtoNov.com/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%BC%D0%B0%D1%85%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%BA-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5/
  • https://AvtoTachki.com/chto-takoe-mahovik-dvigatelya-avtomobilya/
  • https://seite1.ru/zapchasti/maxovik-i-vsechto-nuzhno-o-nem-znat/.html
  • https://auto-gl.ru/naznachenie-mahovika/
  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/mehanicheskaya-chast/mahovik-dvigatelya.html
  • http://autoleek.ru/korobka-peredach/sceplenie/ustrojstvo-maxovika.html
  • https://AvtoTachki.com/kak-rabotaet-mahovik/
  • https://rad-star.ru/pressroom/articles/zamena-makhovika-u-avto/

Оцените статью