Венец маховика: назначение, конструкция, изготовление

В состав многих современных двигателей входит маховик – массивное колесо из металла с зубчатым ободом. За счет большой массы маховик накапливает кинетическую энергию вращательного движения, которую затем передает коленвалу двигателя. За передачу крутящего момента от стартера к коленчатому валу отвечает насаженный на маховик зубчатый венец – рассмотрим подробнее этот элемент.

Назначение зубчатого венца

Зубчатый венец, или обод – важнейший элемент маховика поршневых ДВС. Деталь представляет собой кольцо большого диаметра с зубьями, обеспечивающими зацепление диска с шестерней стартера. Именно благодаря зубчатому ободу маховик передает крутящий момент от системы пуска двигателя к КШМ. При помощи зубчатого венца маховик накапливает кинетическую энергию во время работы двигателя, а после выключения системы обод выступает дополнительной массой металлического диска.

Несмотря на простоту конструктивного исполнения, обод маховика играет значительную роль в работе системы ДВС, а потому изготовление зубчатого венца следует доверять только надежным и квалифицированным специалистам.

Особенности зубчатых венцов маховика

В промышленности широко применяются маховики двух типов – со съемным и несъемным зубчатым ободом. Наиболее востребованы маховики со съемным венцом – такая конструкция отличается большей простотой и надежностью, она ремонтопригодна и экономически выгодна. Именно для таких маховиков можно отдельно изготовить зубчатые венцы.

Конструкции всех венцов достаточно схожи и отличаются простотой: деталь представляет собой стальной обод с наружной зубчатой поверхностью, предназначенной для зацепления с зубьями шестерни. Благодаря такому исполнению венец напоминает зубчатую рейку, согнутую в кольцо. Съемный венец маховика в зависимости от условий эксплуатации изготавливается из различных марок стали, он жестко фиксируется на диске, в случае износа может быть отремонтирован или заменен на новый.

Монтаж зубчатого обода на маховик выполняется двумя способами:

• соединение посредством болтов – оптимально для мощных двигателей;
• напрессовка без вспомогательных крепежных элементов – подходит для небольших объемов двигателей, работающих на средней и малой мощности.

В зависимости от способа крепления внутренняя поверхность обода может быть гладкой (связь между венцом и маховиком обеспечивается силой трения) или предусматривать фланец с болтовыми отверстиями.

Когда требуется отремонтировать и заменить зубчатый венец

При интенсивной эксплуатации ДВС зубцы обода сильно изнашиваются, стачиваются и выкрашиваются – это не только ухудшает работу двигателя, но и провоцирует невозможность его запуска. Незначительный износ зубьев венца позволяет продолжить эксплуатацию детали – достаточно перевернуть обод, установив его целой стороной зубцов наружу. При повторном износе зубьев или при серьезном повреждении венца его следует заменить – для этого деталь изготавливается на заказ. Производство по индивидуальному заказу позволяет клиенту в короткий срок получить зубчатый венец маховика с идентичными характеристиками – новая деталь будет иметь аналогичный диаметр, число зубьев и модуль зацепления. 

Маховик двигателя: принцип работы и возможные неисправности

Эта простая деталь играет существенную роль в работоспособности двигателя. Маховик представляет собой обычный металлический диск со значительным весом. За счет этого ему и удается накапливать инерционный момент.

Принцип работы и назначение маховика

Маховик — деталь, позволяющая передавать крутящий момент от коленвала двигателя внутреннего сгорания трансмиссии. Представляет собой литой тяжеловесный диск с зубчатой кромкой, необходимой для сцепления со стартером. Отличается хорошей балансировкой. У автомобилей с механической коробкой передач на нем крепится корзина системы сцепления, на автоматических КПП на этой детали размещен гидротрансформатор.

Размер и масса маховика зависят от мощности ДВС и количества цилиндров. Именно за счет большого веса удается накопить необходимую энергию и инерционный момент. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работу двигателя. Практически на всех автомобилях стоят моторы четырехтактного типа. Принцип действия таких установок основан на том, что рабочий ход поршня под воздействием расширяющихся продуктов сгорания топлива приходится только на один такт.

Остальные 75% времени коленвал вращается вхолостую именно за счет маховика.

Отметим следующие основные функции маховика:

• Запуск двигателя в работу, для чего на эту деталь передается крутящий момент от стартера.
• Передача момента от коленчатого вала через сцепление к трансмиссии.
• Обеспечение плавной работы силового агрегата.

Работает маховик по следующему принципу: при передаче момента от коленвала происходит сжатие расположенной внутри детали пружины. При достижении определенного усилия энергия передается на вторую часть маховика и обеспечивает вращение трансмиссии. Такая конструкция позволяет снизить нагрузку на нее и обеспечивает гашение колебаний коленвала.

Классификация маховиков

Конструкторы определяют следующую классификацию маховиков:

• Двух- и одномассовые.
• Облегченные.
• Сплошные.

Одномассовый — цельнолитая деталь, обладающая самой простой конструкцией. Благодаря этому, обладает хорошей надежностью, стоит недорого. Представляет собой диск диаметром 30–40 сантиметром с посадочным монтажным отверстием, сделанным по принципу ступицы. На наружной части предусмотрена кольцевая контактная площадка и место для крепления сцепления.

Для автомобилей с двигателями, отличающимися высокой мощностью, используют двухмассовые маховики. Представляют собой пару дисков, размещенных в едином корпусе. Сцепление между ними обеспечивается за счет пружинной демпфирующей системы. Среди преимуществ такой конструкции отмечают:

• Возможность плавного переключения передач.
• Снижение износа трансмиссии, увеличение эксплуатационного ресурса синхронизаторов.
• Предотвращение толчков и ненужных колебаний.

Двигатели с маховиками такого типа считаются более экономичными.

Если требуется сделать автомобиль более динамичным, повысить чувствительность к нажатию на педаль газа, в ходе тюнинга устанавливают маховики облегченного типа. Благодаря снижению веса, удается уменьшить инерционный момент, увеличить производительность ДВС. Стоит отметить, что установка таких деталей возможна не на все силовые агрегаты.

Преимуществами конструкции такого класса считают возможность уменьшить габариты двигателя без потери мощности. За счет этого удается обеспечить стабильную работу ДВС даже на минимальных оборотах.

Неисправности и схема возможного ремонта

Эта деталь постоянно работает под высокой нагрузкой. По этой причине наблюдается значительный износ и деформация. Если говорить об одномассовых модификациях, то слабым местом признан зубчатый венец маховика, который подвержен серьезному износу и разрушению.

Стоит отметить, что при разрушении диска или появлении трещин отремонтировать маховик не представляется возможным. Помогает только замена. С демонтажем обычно проблем не возникает. А вот при установке приходится помучаться. Для монтажа деталь придется нагреть, потребуется менять и болты-фиксаторы.

Определить, что одномассовый маховик вышел из строя можно по следующим характерным признакам:

• Появилась значительная вибрация, посторонние шумы, звуки.
• Становится сложно запустить двигатель внутреннего сгорания, сделать это с первой попытки не удается.
• Появились проблемы с работоспособностью сцепления.

Отремонтировать двухмассовые маховики еще сложнее. В большинстве случаев выходят из строя подшипники, разрушаются пружины и другие детали, на которые постоянно воздействуют силы трения. Один из основных признаков неисправности — ощутимая вибрация при пуске двигателя. Она будет чувствоваться, если положить ладонь на ручку коробки передач.

Дополнительно появляются толчки при переключении скоростей, при работе в режиме холостого хода становятся слышными посторонние шумы. Специалисты считают, что такой маховик можно починить, но это трудоемкий процесс, поэтому в большинстве случаев все-таки выбирают замену.

Маховик — одна из наиболее важных деталей, обеспечивающей сцепление двигателя и трансмиссии. По этой причине обращайте внимание на его состояние. Если упустить неисправность, это станет причиной более серьезных поломок и потребуется дорогостоящий ремонт ДВС и других систем автомобиля.

Для чего нужен маховик в автомобиле?

Майк Саузерн

У каждой машины есть маховик. Маховики представляют собой тяжелые металлические диски диаметром от 12 до 15 дюймов с зубьями, прорезанными по окружности. Они прикреплены к задней части коленчатого вала, между двигателем и коробкой передач. Иногда их называют гибкими пластинами при соединении с автоматической коробкой передач, и в этом случае они легче, чем маховики, используемые с механическими коробками передач.

Запуск двигателя

Зубья шестерни, прорезанные по окружности маховика, помогают при запуске двигателя. Стартер двигателя имеет небольшую шестерню (называемую шестерней Бендикс), которая соединяется с маховиком при повороте ключа. Комбинация редуктора Bendix и стартера раскручивает маховик, поворачивает коленчатый вал и начинает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. После запуска двигателя шестерня Bendix убирается, и маховик может свободно вращаться.

Сглаживание оборотов двигателя

После запуска двигателя коленчатый вал преобразует движение поршней вверх-вниз во вращательное движение. Однако это движение прерывистое, потому что мощность генерируется только дважды (для четырехцилиндрового двигателя) или четыре раза (для восьмицилиндрового двигателя) за один оборот двигателя. Масса маховика использует инерцию, чтобы поддерживать вращение коленчатого вала двигателя между каждым из этих срабатываний поршня, поэтому скорость вращения коленчатого вала поддерживается постоянной, и двигатель работает плавно.

Балансировка двигателя

Поскольку поршни смещены относительно центра коленчатого вала, двигатель вибрирует и раскачивается, поскольку каждый поршень срабатывает под разным углом. Тяжелый вес маховика противостоит этому движению из стороны в сторону, помогая стабилизировать и сбалансировать двигатель на опорах и снизить вибрацию по всему автомобилю.

Снижение нагрузки на трансмиссию

Стабилизируя движение двигателя и выравнивая его скорость, маховик снижает износ других компонентов трансмиссии. Хотя двигатель и валы трансмиссии параллельны друг другу, крепления между трансмиссией и осью нет; карданный вал использует универсальные шарниры, которые постоянно меняют угол при повороте. Маховики помогают уменьшить износ этих соединений.

Как помогает вес

Вес маховика — это одна из регулировок, которую производители двигателей используют для адаптации характеристик двигателя к конкретным условиям эксплуатации. Более тяжелые маховики помогают двигателям, работающим под нагрузками, которые могут привести к захлебыванию двигателя; автомобили, которые постоянно тянут тяжелые прицепы, могут выиграть от большего маховика. Двигатели, которые работают на высоких скоростях, например двигатели гоночных автомобилей, выигрывают от более легкого маховика, чтобы улучшить ускорение на скорости; это может затруднить поддержание плавной работы двигателя на холостом ходу и затруднить ускорение после полной остановки. Вот почему гонщикам нужны пит-бригады, чтобы они помогали заводить машины, толкая их.

Каталожные номера

• 2 Преимущества автомобиля: как работает маховик?
• Lunatic Fringe / VW Fox: облегченные маховики
• FamilyCar. com: как работают автомобильные двигатели » и редактировал сборник лихих романов. Саузерн обучался электронике в Техническом колледже Форсайта, а также иногда работал плотником.

  Еще статьи

  Что такое маховик? (Назначение, механизм и признаки неисправности) – Engineerine

  Механические коробки передач могут показаться простыми механическими системами. Я имею в виду, это ваша обязанность переключать передачи, верно?

  Но за кулисами есть несколько движущихся элементов, работающих вместе, чтобы ваш автомобиль оставался стабильным во время вождения. Примером такого компонента является маховик. При вождении автомобиля с механической коробкой передач ключевую роль играет маховик.

  Давайте узнаем, что такое маховик, и посмотрим, как он работает, какие проблемы он может вызвать и как его исправить.

  Содержание

  Где находится маховик?

  Качество вождения автомобиля, его мощность и крутящий момент определяются его силовым агрегатом. Двигатель и трансмиссия вместе составляют трансмиссию.

  Расположение маховика

  Трансмиссия включает в себя трансмиссию, мосты, раздаточную коробку, карданный вал, колеса и дифференциалы (как передние, так и задние). Эти детали создают крутящий момент и мощность, необходимые для движения автомобиля.

  Маховик — одна из основных частей силового агрегата. Отказ маховика может иметь далеко идущие последствия для остальной части силового агрегата.

  Что такое маховик?

  Маховик

  Маховик представляет собой тяжелый металлический диск, используемый в механических коробках передач. В его конструкции может использоваться чугун, сталь или даже алюминий. Это гарантирует, что он очень жесткий и жесткий, чтобы избежать изгиба или коробления во время использования.

  Вокруг внешней кромки маховика имеется ряд зубьев шестерни, и здесь соединяется пусковой двигатель двигателя. Внутри корпуса колокола маховик крепится болтами к фланцу коленчатого вала со стороны трансмиссии.

  Зубья маховика

  Узел сцепления вашего автомобиля расположен за маховиком. Вот почему многие механики спорят о том, относится ли маховик к системе сцепления. В этом контексте важно помнить, что маховик может быть добавлен к двигателю для увеличения его выходной мощности и крутящего момента.

  Есть ли в автоматической коробке передач маховик?

  Вы могли заметить, что я несколько раз говорил, что маховик является неотъемлемой частью «ручной» трансмиссии. Значит ли это, что в АКПП отсутствует маховик? И что у него на месте?

  Да, в автомобилях с автоматической коробкой передач маховика нет; скорее, у них есть то, что известно как гибкие пластины. Таким образом, если ваш автомобиль с автоматической коробкой передач, вы можете расслабиться, читая симптомы неисправного маховика.

  Источник: Dragzine – FlexPlate

  Хотя маховики часто ассоциируются с механическими коробками передач, в некоторых механических коробках передач они не используются.

  Теперь посмотрим, как работает маховик.

  Как работает маховик?

  Маховик на самом деле является накопителем энергии, но каким образом маховик хранит энергию? Вы можете думать об этом как о том, как работает механическая батарея. Маховики используются для хранения энергии в виде кинетической энергии, в отличие от химической формы, используемой батареями.

  Анимация работы маховика + коленчатого вала

  Но хранить энергию для чего? Это заставляет нас задуматься об основном назначении маховика. Но сначала давайте найдем проблему двигателя внутреннего сгорания в том, что у него нет маховика.

  Двигатель внутреннего сгорания Проблема

  Большинство двигателей, используемых в автомобилях, являются четырехтактными (впуск, сжатие, мощность и выпуск). Рабочий такт — единственный из четырех, который заставляет коленчатый вал вращаться.

  Такт сжатия — это такт, предшествующий рабочему такту. И в отличие от относительно легкого хода коленчатого вала во время тактов выпуска и впуска, такт сжатия очень нагружает двигатель.

  Без маховика коленчатый вал дрейфует во время тактов выпуска и впуска, замедляется во время такта сжатия, а затем резко ускоряется во время рабочего такта. Это может привести к нестабильному питанию и серьезным вибрациям.

  Один из способов визуализировать это — представить вращение вращающегося вала с помощью ручки; в некоторых местах во время вращения вы сможете приложить большее усилие, чем в других. Однако, если к концу вала прикреплен тяжелый маховик, его крутящий момент может помочь вам вращать вал с более постоянной скоростью. Импульс вала будет поддерживать его движение, даже если вы отпустите ручку.

  Источник: НАСА
  Маховик с коленчатым валом и поршнями

  Маховик Назначение

  Зная, что основной проблемой двигателей была вибрация и неравномерная скорость хода, ясно понятно назначение маховика: он используется для сглаживания процесса сгорания. Но это еще не все:

  1- Запуск двигателя:

  Чтобы облегчить запуск двигателя, по окружности маховика врезаны зубья шестерни. Когда ключ поворачивается, крошечная шестерня, известная как шестерня Бендикса в пусковом двигателе двигателя, входит в зацепление с маховиком.

  Маховик в зацеплении с шестерней Bendix

  Запуск двигателя включает в себя ряд механических процессов, первым из которых является цикл сжатия, который инициируется комбинацией шестерни Bendix/стартера, которая вращает маховик. Как только двигатель заработает, шестерня Bendix втянется, позволяя маховику свободно вращаться.

  2-скоростное сглаживание:

  Когда двигатель работает, движение поршня вверх-вниз преобразуется во вращение коленчатым валом. Однако это движение неравномерно, поскольку мощность создается только дважды (4-цилиндровый двигатель) или четыре раза (8-цилиндровый двигатель) за один оборот двигателя.

  Инерция массы маховика между поршнями поддерживает скорость вращения коленчатого вала, обеспечивая плавную и эффективную работу двигателя.

  3- Снижение вибрации:

  Каждый раз, когда поршень срабатывает, он срабатывает под углом к ​​коленчатому валу, вызывая тряску и вибрацию двигателя. Это раскачивание уменьшается за счет массы маховика, что также способствует размещению двигателя на опорах и снижает общую вибрацию автомобиля.

  4- Снижение напряжения:

  Маховик снижает износ остальной части трансмиссии, регулируя движение и скорость двигателя. В карданном валу используются универсальные шарниры, которые постоянно меняют угол наклона при повороте автомобиля; валы двигателя и трансмиссии параллельны друг другу, а муфты между осью и коробкой передач — нет. При использовании маховика значительно снижается нагрузка на суставы.

  Симптомы неисправности маховика

  Обращайте внимание на любые из этих симптомов в автомобиле с механической коробкой передач и постарайтесь решить проблему как можно скорее, чтобы не усугубить ситуацию.

  Передача переходит в нейтральное положение или проскальзывает:

  При переключении передач во время движения коробка передач иногда может проскальзывать. Это происходит, когда ясно, что двигатель не передает мощность на колеса.

  Изношенные зубья маховика

  Обычно в этой проблеме виновато изношенное сцепление. Маховик также со временем изнашивается из-за скользящей муфты. Нажимной диск может начать издавать скрежещущие звуки, а маховик и другие компоненты узла сцепления могут деформироваться или разрушиться из-за перегрева.

  Вибрация педали сцепления:

  При использовании сцепления вы можете почувствовать вибрацию педали или пола автомобиля. Эти вибрации указывают на проблему с креплениями пружины маховика. Если вы знакомы с работой сцепления, то знаете, что пружинный механизм помогает гасить вибрации.

  Запах гари из сцепления:

  Этот запах возникает при неправильной работе сцепления, будь то неисправный маховик или начинающий водитель. Облицовка сцепления часто изготавливается из звукопоглощающих материалов.

  Источник: Dragzine
  Накладка сцепления

  При неправильном использовании сцепления трение между накладками приводит к нагреванию поверхности и, в конечном итоге, к ее обледенению.