Маховик двс: равномерность и надежность работы двигателя
равномерность и надежность работы двигателя
Маховик: равномерность и надежность работы двигателяВ любом поршневом двигателе внутреннего сгорания можно найти массивную деталь кривошипно-шатунного механизма и других смежных систем — маховик. Все о маховиках, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе, ремонте и замене данных деталей — читайте в представленной статье.
Роль и место маховика в двигателе
Маховик (маховое колесо) — узел кривошипно-шатунного механизма (КШМ), сцепления и системы запуска поршневого ДВС; расположенный на хвостовике коленчатого вала металлический диск большой массы с зубчатым венцом, обеспечивающий стабильное функционирование мотора за счет накопления и последующей отдачи кинетической энергии.
Работа поршневых ДВС неравномерна — в каждом из его цилиндров за два оборота вала совершается четыре такта, и в каждом такте скорость движения поршня различна. Для устранения неравномерности вращения коленвала одинаковые такты в разных цилиндрах разнесены во времени, также в состав КШМ вводится дополнительный узел — маховик, выполненный в виде массивного металлического колеса, зафиксированного на задней части коленвала.
Маховик решает несколько ключевых задач:
- Обеспечение равномерности угловой скорости коленчатого вала;
- Обеспечение вывода поршней из мертвых точек;
- Передача крутящего момента от коленчатого вала на механизм сцепления и далее на КП;
- Передача крутящего момента от шестерни стартера на коленвал при пуске силового агрегата;
- Некоторые типы деталей — гашение крутильных колебаний и вибраций, развязка КШМ и трансмиссии транспортного средства.
Маховик в сборе с коленчатым валом двигателя
Данная деталь за счет значительной массы накапливает кинетическую энергию, получаемую во время рабочего хода, и отдает ее коленвалу на остальных трех тактах — этим обеспечивается как выравнивание и обеспечение стабильности угловой скорости коленвала, так и вывод поршней из ВМТ и НМТ (за счет возникающих сил инерции). Также именно через маховик осуществляется связь двигателя с трансмиссией автомобиля и передача крутящего момента от шестерни электростартера на коленвал при пуске мотора. Маховик критически важен для нормальной эксплуатации транспортного средства, поэтому при его неисправности необходимо как можно скорее выполнить ремонт или полную замену. Но прежде, чем начинать ремонтные работы, следует разобраться в существующих типах, конструкции и особенностях работы маховиков современных ДВС.
Типы и устройство маховых колес
На современных моторах используются различные по конструкции маховики, но самое широкое распространение получило три типа этих деталей:
- Сплошной;
- Облегченный;
- Демпферный (или двухмассовый).
Наиболее простое устройство имеют сплошные маховики, которые находят применение на большинстве поршневых ДВС — от малолитражных, до самых мощных промышленных, тепловозных и судовых. Основу конструкции составляет чугунный или стальной диск диаметром 30-40 см и более, в центре которого выполнено посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала, а на периферии запрессован венец. Посадочное место для коленвала обычно выполнено в виде расширения (ступицы), в центре которого имеется отверстие большого диаметра, а по окружности располагается 4-12 или больше отверстий для болтов, посредством которых маховик фиксируется на фланце хвостовика вала. На наружной поверхности маховика выполнено место для установки сцепления и отформирована кольцевая контактная площадка для ведомого диска сцепления. На периферии маховика запрессовывается стальной зубчатый венец, посредством которого в момент пуска передается крутящий момент от шестерни стартера на коленвал.
Обычно при изготовлении маховик балансируется для предотвращения биений во время работы двигателя. При балансировке в различных местах маховика удаляются излишки металла (сверловкой), также с целью балансировки в определенном положении устанавливается сцепление и другие детали (если они предусмотрены). В дальнейшем ориентация маховика и сцепления не должна изменяться, в противном случае возникнет опасный для коленчатого вала и всего двигателя дисбаланс.
Облегеченный маховик
Аналогичную конструкцию имеют и облегченные маховики, однако в них для снижения массы выполнены окна различной формы и размеров. Выборка металла маховика с целью снижения его массы обычно выполняется в целях тюнинга и форсирования двигателя. Установка такого маховика несколько снижает стабильность работы силового агрегата на переходных режимах, но обеспечивает быстрый набор максимальных оборотов и в целом позитивно сказывается на мощностных характеристиках. Однако установка облегченного маховика может производиться только параллельно с выполнением других работ по тюнингу/форсированию двигателя.
Двухмассовые маховики имеют гораздо более сложную конструкцию — в их состав входят различные по устройству и принципу действия гасители крутильных колебаний и демпферы. В простейшем случае этот узел состоит из двух дисков (ведомого и ведущего), между которыми располагается гаситель крутильных колебаний — одна или несколько дуговых (свернутых в кольцо или изогнутых дугой) витых пружин. В более сложных конструкциях между дисками располагается ряд шестерен, которые выполняют роль планетарной передачи, а количество пружин может достигать десятка и более. Двухмассовый маховик, как и обычный, монтируется на хвостовик коленчатого вала и удерживает на себе сцепление.
Конструкция двухмассового маховика
Работает демпферный маховик довольно просто. Ведущий диск соединен непосредственно с фланцем коленчатого вала, получая от него крутящий момент, а также все колебания, вибрации и возникающие на переходных режимах толчки. Крутящий момент от ведущего диска на ведомый передается через пружины, однако они за счет своей упругости поглощают значительную часть вибраций, толчков и колебаний, то есть — выполняют функции демпфера. В результате такой развязки ведомый диск, а также соединенное с ним сцепление и трансмиссия, вращаются более равномерно, без колебаний и вибраций.
В настоящее время двухмассовые маховики, несмотря на их сложную конструкцию и относительно высокую стоимость, все чаще устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей. Рост популярности этих деталей обусловлен их лучшим качеством работы и защитой трансмиссии от негативных воздействий со стороны силового агрегата. Однако маховики сплошной конструкции благодаря своей цене, надежности и простоте очень широко используются на бюджетных авто, большинстве тракторов, грузовиков и иной технике.
Вопросы выбора, замены и обслуживания маховика
В процессе эксплуатации двигателя маховик подвергается значительным механическим нагрузкам, поэтому со временем в нем возникают разного рода неисправности — трещины, износ поверхности контакта с ведомым диском сцепления, износ и выломы зубцов венца, деформации и даже полное разрушение (этому подвержены чугунные детали). Неисправности маховика проявляются повышением уровня вибраций и шумов во время работы двигателя, ухудшением работы сцепления, ухудшением или невозможностью запуска мотора стартером (вследствие износа зубчатого венца) и т.д. При появлении этих признаков маховик необходимо осмотреть, при необходимости демонтировать и подвергнуть дефектации, а в случае обнаружения неисправностей — выполнить замену детали в сборе.
Наиболее часто в маховиках сплошной конструкции причиной проблемы становится зубчатый венец, а также трещины и поломки самого диска. При нормальном состоянии маховика венец можно заменить, на замену следует брать деталь того же типа и модели, что стояла ранее. В случае необходимости можно использовать венец с иным числом зубов, однако такая замена не всегда возможна. Демонтаж строго венца обычно выполняется механически — ударами молотка через зубило или иной инструмент. Установка нового венца производится с его нагревом — вследствие температурного расширения деталь легко встанет на свое место, а после остывания надежно зафиксируется на маховике.
В демпферных маховиках зачастую возникают более сложные неисправности — поломка или полное разрушение дуговых пружин, износ подшипников, износ трущихся деталей дисков и т.д. В большинстве случаев двухмассовый маховик не подлежит ремонту, а заменяется в сборе. В отдельных ситуациях возможна замена венца и подшипников, но эти работы лучше доверять специалистам. Диагностика демпферного маховика проводится как на двигателе, так и на снятой детали. В первую очередь проверяется угол отклонения ведомого маховика и люфт, если угол слишком большой или, напротив, маховик заклинил, то деталь должна быть заменена.
Все диагностические работы и замена маховика должны выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Для доступа к детали в большинстве случаев приходится демонтировать коробку передач и сцепление, что связано с дополнительными затратами времени и сил. При монтаже нового маховика необходимо соблюдать ориентацию сцепления, а также использовать определенных тип крепежа и, если это нужно — типы смазочных материалов. Если маховик подобран и заменен правильно, то двигатель и трансмиссия будут надежно работать, уверенно выполняя свои функции.
Другие статьи
02.02.2022 | Статьи о запасных частях
В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.
#Уплотнитель стекла
Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла17.11.2021 | Статьи о запасных частях
Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.
#Переходник ключа карданный
Переходник ключа карданный: удобная работа под углом10.11.2021 | Статьи о запасных частях
В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.
Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия
Маховик является важной деталью автомобильного двигателя, которая предназначена для выполнения таких сложных задач, как:
- Осуществления своевременного запуска двигателя автомобиля, путем передачи вращательных движений от стартера на коленчатый вал.
- Обеспечения крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач (КПП).
- Снижение вибрационных шумов двигателя (уменьшение неравномерных движений вала).
Принцип действия маховика двигателя
Маховик закреплен с торцевой части коленвала, непосредственно у заднего подшипника коренного типа. Коренной подшипник не только удерживает маховик в одном положении, но и снижает его рабочие нагрузки.
Принцип действия самого маховика заключается в снижении вибрации при вращательном моменте коленчатого вала. При интенсивной работе двигателя на такте движения идет накопление энергии, которая передается коленвалу. В других рабочих тактах происходит обратный процесс – сброс энергии.
Маховик позволяет аккумулировать энергию, обеспечивая равномерное движение коленчатого вала от одного такта к другому.
Как устроен маховик и основные его виды
Как уже было сказано ранее, маховик – важная деталь автомобильного двигателя, относительно небольшой, но весьма увесистый диск, диаметр которого может составить 30-40 см. Торец маховика имеет зубчатые края, что позволяет ему соединяться со стартерным валом для передачи вращательной энергии коленвалу двигателя.
Виды маховиков
По типу конструкции маховики двигателя могут быть двухмассовыми, сплошными и облегченными. Наиболее распространенным и широко используемым является сплошной маховик. Мы рассмотрим каждый из этих видов.
Двухмассовый маховик (демпферный)
Это часто используемый вид маховика в современном автомобильном двигателе. Двухмассовый маховик – устройство, состоящее из двух дисков, соединенных специальным пружинно-демпферным устройством. Основными элементами двухмассового маховика являются: маховик, подшипник, пружина-дуга с наружными демпфером, нажимная пружина с внутренним демпфером и приводная пластина.
Подобное устройство выполняет ряд важных функций и задач:
- принимает на себя все избыточные вибрации коленвала;
- защищает трансмиссию от лишних вращательных движений и перегруза;
- уменьшает возможный износ синхронизирующих элементов;
- обеспечивает плавное переключение передач;
- позволяет экономить расход топлива в двигателе.
Однако чрезмерно интенсивна работа такого вида маховика в конечном итоге может привести к быстрому износу пружинно-демпферного механизма или выходу из строя отдельных его элементов, например, пружины.
Сплошной маховик
Такой вид маховика является более эффективным для использования в автомобильных двигателях современного образца. Сплошной маховик – тяжеловесный чугунный диск, диаметр которого составляет 35-40 см. На внешней поверхности маховика находится стальной венец с зубьями, который обеспечивает движение коленчатого вала при запуске стартера. Одна сторона маховика оснащена ступицей, при помощи которой маховик соединяется с фланцем коленвала, противоположная сторона работает как диск сцепления.
Облегченный маховик
Данный вид маховика часто используют для проведения тюнинга двигателя автомобиля. Облегченный маховик — диск, на который надевается предварительно разогретое зубчатое колесо, после остывания которого, маховик приобретает вид шестерни.
Облегченный маховик имеет небольшую массу, в среднем в полтора раза меньше, чем у обычного маховика. Облегченный маховик позволяет автомобильному двигателю достигать максимальных рабочих оборотов, увеличивать мощность на 5-7 %, улучшать разгонную динамику автомобиля.
Маховик облегченного типа изготавливается из износостойкого металла, который способен выдерживать чрезмерные нагрузки при работе двигателя, при этом работать быстро, бесшумно и эффективно.
Маховик двигателя видео:
Маховик двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ
Маховик служит для накопления кинетической энергии в процессе рабочего хода, а также вращения коленчатого вала, когда совершаются вспомогательные такты, для вывода поршня из мёртвых точек и снижения неравномерности вращения вала. Маховик не только обеспечивает устойчивую работу ДВС (двигатель внутреннего сгорания) при трогании автомобиля либо трактора, но и при его кратковременных перегрузках. Маховик (5) [рис. 1, а)] изготавливается путём отливки из серого чугуна. С целью увеличения момента инерции на ободе маховика расположена основная масса металла. Также обод используют для напрессовки на него зубчатого венца (9), который предназначен для прокручивания коленчатого вала в процессе пуска двигателя от стартера либо пускового двигателя.
Рис. 1. Коленчатые валы.
а) – Коленчатый вал дизельного двигателя Д-240:
1) – Коренная шейка;
2) – Щека;
3) – Упорные полукольца;
4) – Нижний вкладыш пятого коренного подшипника;
5) – Маховик;
6) – Маслоотражательная шайба;
7) – Установочный штифт;
8) – Болт;
9) – Зубчатый венец;
10) – Верхний вкладыш пятого коренного подшипника;
11) – Шатунная шейка;
12) – Щека;
13) – Галтель;
14) – Противовес;
15) – Болт крепления противовеса;
16) – Замковая шайба;
17) – Шестерня коленчатого вала;
18) – Шестерня привода масляного насоса;
19) – Упорная шайба;
20) – Болт;
21) – Шкив;
22) – Канал подвода масла в полость шатунной шейки;
23) – Пробка;
24) – Полость в шатунной шейке;
25) – Трубка для чистого масла;
б) – Упорный подшипник коленчатого вала карбюраторных двигателей:
1) – Сальник;
2) – Пылеотражатель;
3) – Шкив;
4) – Ступица;
5) – Храповик;
6) – Коленчатый вал;
7) – Крышка распределительных шестерён;
8) – Штифт;
9) – Блок-картер;
10) – Задняя неподвижная шайба;
11) – Передняя неподвижная шайба;
12) – Шпонка;
13) – Вкладыш;
14) – Крышка коренного подшипника;
15) – Штифт;
16) – Упорная вращающаяся шайба;
17) – Распределительная шестерня;
18) – Маслоотражатель;
в) – Коленчатый вал дизельного двигателя ЯМЗ-240Б:
1) – Коренная шейка;
2) – Шатунная шейка;
3) – Роликоподшипник.
Маховик крепится посредством болтов к фланцу (16) [рис. 2] коленчатого вала либо путём ввёртывания болтов непосредственно в коленчатый вал [рис. 1, а)]. Точная фиксация маховика относительно шеек коленчатого вала выполняется с помощью штифтов. Далее маховик в сборе с коленчатым валом подвергается балансировке, устраняющей неуравновешенные силы инерции, способные вызвать вибрации и сильный износ коренных подшипников. На торце либо ободе маховика наносятся метки, позволяющие не только определять верхнюю мёртвую точку (в.м.т.) и нижнюю мёртвую точку (н.м.т.), но и устанавливать момент подачи топлива либо зажигания смеси.
Рис. 2. Кривошипно-шатунный механизм дизельного двигателя СМД.
1) – Шкив коленчатого вала;
2) – Шестерня привода масляного насоса;
3) – Коленчатый вал;
4) – Шатун;
5) – Втулка верхней головки шатуна;
6) – Поршень;
7) – Стопорное кольцо;
8) – Поршневой палец;
9) – Расширитель;
10) – Поршневое маслосъёмное кольцо;
11) – Поршневые компрессионные кольца;
12) – Вкладыши коренных подшипников;
13) – Упорные полукольца;
14) – Маховик коленчатого вала;
15) – Гайка;
16) – Фланец крепления маховика;
17) – Маслоотражатель;
18) – Шестерня привода газораспределения;
19) – Масляная полость шатунной шейки;
20) – Шатунный болт;
21) – Крышка нижней головки шатуна;
22) – Вкладыш шатунного подшипника;
23) – Противовес;
24) – Маслоотражатель.
17*
Похожие материалы:
Маховик двигателя
Функции маховика ДВС
Маховик устанавливается на коленчатый вал и располагается с наружной части двигателя. Таким образом, он конструктивно связан и непосредственно с ДВС, со сцеплением и коробкой передач.
В конструкции двигателя маховик выполняет сразу несколько функций:
- Демпфирование крутильных колебаний, возникающих во время работы двигателя. Чем лучше маховик гасит вибрацию, тем меньше нагрузка на трансмиссию и тем дольше ее срок службы.
- Передача момента вращения от коленвала на сцепление. Ведомый диск сцепления соединяется с фрикционной поверхностью маховика.
- Передача момента вращения на коленвал от стартера. При запуске двигателя стартер входит в зацепление с зубчатым колесом маховика для раскрутки коленвала.
- Маховик аккумулирует часть энергии вращения и создает инерцию, препятствующую остановке двигателя. Без такой инерционной «подпитки» мотор просто остановился бы в тот момент, когда поршни доходят до мертвых точек.
Конструкция маховика:
1) Сторона двигателя
2) Зубчатый венец маховика
3) Сторона сцепления
4) Монтажный фланец
Одномассовый маховик:
Конструкция предыдущего поколения, представляющая собой диск из чугунного сплава, на который по окружности напрессован стальной зубчатый венец. Такие маховики использовались, когда двигатели были еще «медленными» и не развивали такой мощности, как сейчас. Их основной плюс – очень простая конструкция, в которой практически нечему ломаться. Да и цена ниже, чем на более современные модели. Но на современном мощном двигателе простой маховик неэффективен и дает чрезмерную нагрузку на трансмиссию. Даже диски сцепления с демпфирующими пружинами не гасят колебания коленвала на старте и холостом ходу так эффективно, как это требуется.
Двухмассовый маховик:
Он же демпферный, (ZMS, DMF, Dual Mass Flywheel) это современная разработка, направленная на максимальное гашение всех нежелательных колебаний коленвала на мощных двигателях с МКПП, облегчение переключения передач и уменьшение шума двигателя. Он состоит из двух дисков, соединенных через радиальный и упорный подшипники скольжения. Один диск является частью коленвала, а второй диск – частью сцепления. Между дисками расположен пружинно-демпферный механизм, гасящий колебания и защищающий коробку передач от вибрационных нагрузок. В двухмассовых маховиках используются пружины двух типов: менее жесткие поглощают энергию при умеренных колебаниях, а более жесткие задействуются при больших нагрузках. В отличие от пружин в диске сцепления, дуговые пружины маховика имеют большую длину и энергоемкость, что позволяет фрикционному диску маховика отклоняться (поворачиваться) в обе стороны на угол до 100 градусов относительно состояния покоя.
Зубчатый венец маховика:
Зубчатый венец передает усилие стартера через маховик на коленчатый вал. За счет этого начинается процесс запуска двигателя. У двигателей более старых типов зубчатый венец дополнительно передает в блок управления двигателем сигнал о положении ВМТ с помощью датчика положения коленвала.
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.
Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств, в том числе легковых автомобилей.
Маховик состоит из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланца и обода с напрессованным зубчатым венцом. Фланец содержит внутреннюю выемку. Контур внутренней выемки фланца состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика которая переходит на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии параллельной оси вращения маховика. Поверхности стенок переходят на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.
Полезная модель позволяет снизить термическую нагруженность маховика за счет эффективного отвода во внешнюю среду продуктов износа фрикционного диска.
1 н.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств, в том числе легковых автомобилей.
Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) служит накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска и обеспечения плавного трогания автомобиля с места. Маховик выполнен в виде диска с массивным ободом на котором напрессован зубчатый венец для принудительного вращения электрическим стартером с целью запуска двигателя. Фланец маховика закреплен на хвостовике коленчатого вала с помощью крепежных элементов.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является маховик (см. многокрасочный альбом В.А.Вершигора, Л.И.Вихко, Е.М.Золотарев, А.П.Игнатов, Ю.М.Пашин, К.Б.Пятков «Автомобиль ВА3-2121» М.: Машиностроение, 1982. — 92 с., ил., лист 9, стр.21.) Указанный маховик представляет собой диск с ободом, на который напрессован зубчатый венец. Фланец маховика выполнен выступающим в сторону коленчатого вала. Наклонные стенки фланца со стороны установки крепежных элементов образуют выемку. При этом угол наклона стенок и соответственно форма выемки фланца маховика выбраны исключительно исходя из прочностных характеристик маховика. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
В процессе эксплуатации известного маховика были выявлены недостатки заключающиеся в снижении износостойкости переднего подшипника первичного вала коробки передач из-за скопления продуктов износа диска сцепления в зоне работы подшипника. Опытным путем было установлено, что расположение и пропорции формообразующих поверхностей выемки маховика оказывают влияние на показатели термической нагруженности маховика за счет снижения аэродинамических сопротивлений с учетом направленности высокоскоростного воздушного потока внутри полости маховика и отвода тепла и продуктов износа диска сцепления через сквозные отверстия сообщающиеся с внутренней поверхность окружной канавки.
Полезная модель направлена на решение технической задачи состоящей в разработке такой конструкции маховика, которая с сохранением надежного центрирования обода диска и прочностных характеристик маховика, за счет организации направленного воздушного потока и снижения аэродинамического сопротивления во внутренней полости маховика эффективно отводит во внешнюю среду продукты износа фрикционного диска, а также снижает термическую нагруженность маховика в целом.
Указанная задача решается тем, что предложен маховик многоцилиндрового ДВС состоящий из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланцем содержащим внутреннюю выемку и ободом содержащем зубчатый венец. Отличительной особенностью является то, что контур внутренней выемки фланца на виде в плане состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика, переходящей на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии параллельной оси вращения маховика, переходящих на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.
Устройство маховика многоцилиндрового ДВС представлено на фиг.1, где изображен продольный разрез маховика.
Маховик 1 состоит из диска 2 с выступающим в сторону коленчатого вала (не показан) фланца 3 и обода 4 с напрессованным зубчатым венцом 5. Фланец 3 содержит внутреннюю выемку 6. Контур внутренней выемки 6 фланца 3 состоит из прямолинейной поверхности 7 окружной канавки 8, выполненной с внутренней стороны 9 маховика 1, которая переходит на внутреннюю поверхность стенок 10 и 11 фланца 3, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии 12 параллельной оси вращения 13 маховика 1. Поверхности стенок 10 и 11 переходят на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца 14, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца 14 составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности 7 окружной канавки 8 в точках пересечения 15 и 16 с внутренними поверхностями стенок 10 и 11 фланца 3, а ширина Sv внутренней выемки 17 фланца 3 составляет не менее половины ширины Sp всей полости маховика 1.
Работа устройства состоит в том, что в процессе вращения маховика 1 с большим количеством оборотов в выемке 6 фланца 3 возникает интенсивное движение воздушных масс, которые получают дополнительное ускорение под воздействием выступающих над прямолинейной поверхностью основания фланца 14 элементов крепления (не показаны). В процессе работы происходит отделение частиц фрикционного слоя диска сцепления и смешивание их с воздухом. При значительном количестве оборотов вращения маховика 1 в выемке фланца 3 происходит процесс разрежения и воздушный поток смешанный с продуктами износа устремляется через сквозные отверстия 18 наружу. При этом контур внутренней выемки 6 фланца 3 способствует оптимальному распределению воздушных масс.
Заявляемое техническое решение соответствует требованиям промышленной применимости и возможно для реализации на технологическом оборудовании с использованием известных технологий.
Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, состоящий из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланцем, содержащим внутреннюю выемку, и ободом, содержащим зубчатый венец, отличающийся тем, что контур внутренней выемки фланца на виде в плане состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика, переходящей на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60º относительно линии, параллельной оси вращения маховика, переходящих на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55% от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.
Что такое маховик? — Определение, детали, типы и функции
Что такое маховик?
Маховик представляет собой механическое устройство, использующее закон сохранения углового момента для накопления энергии вращения; форма кинетической энергии, которая пропорциональна произведению его момента инерции на квадрат скорости его вращения.
Маховик представляет собой тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу для плавной передачи мощности от двигателя к машине. В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, обеспечиваемой сгоранием в цилиндрах, и обеспечения энергии такта сжатия поршней.
Инерция маховика противостоит умеренным колебаниям частоты вращения двигателя и накапливает избыточную энергию для периодического использования. Чтобы эффективно противодействовать колебаниям скорости, маховику придается высокая инерция вращения; т. е. большая часть его веса находится далеко от оси.
Колесо с тяжелым ободом, соединенным с центральной ступицей спицами или перемычкой, имеет большую инерцию вращения. Многие маховики, используемые в поршневых двигателях для сглаживания потока мощности, сделаны таким образом.
Однако запасенная в маховике энергия зависит как от распределения веса, так и от скорости; если скорость удвоится, кинетическая энергия увеличится в четыре раза.Маховик ободного типа лопнет при гораздо более низких оборотах, чем дисковое колесо того же веса и диаметра.
Для обеспечения минимального веса и высокой емкости накопления энергии маховик может быть изготовлен из высокопрочной стали и выполнен в виде конического диска с утолщением в центре и утончением по краю.
В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, образующихся при сгорании в цилиндрах, и обеспечения энергии такта сжатия поршней. Чем больше инерция вращения маховика, тем меньше изменения скорости в результате прерывистой подачи и потребления энергии.
Родственный: Что такое автомобильные двигатели?
Для чего нужен маховик?
Обычное применение маховика:
- Сглаживание выходной мощности источника энергии. Маховики используются, например, в поршневых двигателях, потому что активный крутящий момент отдельных поршней является прерывистым.
- Системы накопления энергии
- Доставка энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии. Он делает это, накапливая энергию в маховике с течением времени, а затем быстро высвобождая ее со скоростью, превышающей возможности источника энергии.
- Управление выравниванием механической системы, гироскопа и реактивного колеса
Маховики обычно изготавливаются из стали и вращаются на обычных подшипниках; они обычно ограничены максимальной скоростью в несколько тысяч оборотов в минуту. Маховики с высокой плотностью энергии могут быть изготовлены из композитов углеродного волокна и использовать магнитные подшипники, что позволяет им вращаться со скоростью до 60 000 об/мин (1 кГц).
Детали маховика
Ниже приведены детали маховика:
- Корпус маховика : Корпус маховика цельный и расположен снаружи маховика.Маховик — это часть двигателя, которая вращается и передает энергию генератору.
- Пружины : Маховик состоит из двухфазных пружин, согнутых параллельно. Внешняя дуга регулируется для подъема пружины при работающем двигателе. Мягкая внешняя дуговая пружина используется только для улучшения небезопасного диапазона резонансных частот.
- Планетарное колесо: Планетарное колесо состоит из множества планетарных шестерен, прикрепленных к держателю маховика. Когда опора маховика приводится в действие винтом и вращается, зацепление с внешним зубчатым венцом создает составное движение, состоящее из каждого оборота и вращения планетарной шестерни.
- Осевые и радиальные подшипники скольжения : В то время как осевые подшипники служат только для балансировки веса, дисбалансы или паразитные радиальные силы, создаваемые двигателем или генератором, должны компенсироваться радиальными подшипниками.
- Зубчатый венец: Зубчатый венец прикреплен к внешнему диаметру маховика. Фиксация на маховике обычно производится с помощью посадки с натягом, которая создается за счет нагрева зубчатого венца. Таким образом, тепловое расширение позволяет разместить его вокруг маховика.
- Опорный диск: Как следует из названия, опорный диск размещается в маховике для поддержки двухфазных изогнутых пружин и других компонентов маховика.
- Скользящий башмак маховика: скользящие башмаки предпочтительно имеют выпуклую радиальную внешнюю область, которая упирается во внутреннюю стенку маховика. В этой области они предпочтительно изготавливаются способствующими скольжению и износостойкими.
- Крышка маховика: Крышка маховика обычно изготавливается из хрома.Эта хромированная крышка маховика предотвращает попадание пыли во внутренние части маховика, что приводит к его плохой работе.
Функция маховика
Маховик представляет собой тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, чтобы сглаживать передачу мощности от двигателя к машине . Инерция маховика противостоит и смягчает колебания скорости двигателя и сохраняет избыточную энергию для периодического использования.
Маховики можно найти почти во всех типах автомобилей, потому что они служат множеству целей, которые обсуждаются здесь.Ниже приведены функции маховика в двигателе автомобиля:
Балансировка двигателя : поскольку поршни смещены от центра коленчатого вала и возникает колебание. Это также связано с тем, что каждый поршень срабатывает под разным углом.
Функция маховика в этой ситуации состоит в подавлении бокового движения. Это достигается за счет тяжеловесности маховика. Маховики уменьшают вибрацию двигателя в целом, так как двигатель стабилизирован и сбалансирован на подшипниках.
Запуск двигателя: Маховик играет дополнительную роль в запуске двигателя. Зубья маховика прикреплены к стартеру. Этот стартер управляется автомобильным ключом, так что при запуске автомобиля стартер вращает маховик.
Как только двигатель вращается, эффект сгорания продолжает вращать двигатель. Редуктор Bendix в запущенном двигателе втянется, чтобы маховик мог свободно вращаться.
Снижение нагрузки на трансмиссию: — еще одна функция маховика, которая достигается за счет стабилизации движения двигателя.Это также выравнивает частоту вращения двигателя и снижает износ компонентов привода.
Маховик также ограничивает износ между валом коробки передач и приводным валом. Эти два соединены универсальным шарниром.
Редуктор скорости: Коленчатый вал преобразует движение поршня в прерывистое вращательное движение при создании силы. скорость коленчатого вала постоянна и двигатель работает ровно. Это связано с тем, что масса маховика создает инерцию, которая поддерживает вращение коленчатого вала двигателя между каждым срабатыванием поршня.
Управление весом: Вес маховика определяет характеристики двигателя. Вес зависит от производительности транспортных средств.
Более тяжелые маховики позволяют двигателю работать под нагрузкой, что может привести к остановке двигателя. Большие грузовики или прицепы хорошо работают с более тяжелыми маховиками, в то время как спортивные автомобили и некоторые коммерческие автомобили хорошо используют более легкие маховики.
Как работает маховик?
Маховик представляет собой механическую батарею, состоящую из массы, вращающейся вокруг оси.Он хранит энергию в виде кинетической энергии и работает, разгоняя ротор до очень высоких скоростей и поддерживая энергию в системе в виде энергии вращения.
Как работает маховик для хранения энергии? Ну можно сравнить с механизмом механической батареи. В то время как батарея хранит энергию в химической форме, маховик сохраняет мощность в форме движения или кинетической энергии, если быть точным.
Маховик сможет накапливать больше энергии, если он вращается с большей скоростью или имеет более высокий момент инерции, а значит, более громоздкий.Тем не менее, он всегда работает лучше, когда вы вращаете его быстрее, а не увеличиваете его массу.
Например, колесо будет производить в два раза больше энергии, чем то, которое весит половину его веса, при условии, что оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. С другой стороны, вращение более легкого колеса в два раза быстрее увеличит количество накопленной энергии в четыре раза.
По этой причине всегда лучше использовать более легкие, быстроходные колеса, чем блоки, имеющие большой вес. Кроме того, компактные маховики имеют практический смысл в гоночных автомобилях, поскольку они должны быть максимально легкими, чтобы работать на высоких скоростях.
Как работает маховик при увеличении скорости? Это невозможно, потому что есть момент, когда материал колеса не выдержит нагрузки и разлетится на осколки.
Типы маховика 9002 Типы маховиков.
Маховик со сплошным диском представляет собой разновидность маховика.Он используется в молотилке с одним маховиком, изготовленной из чугуна. Полнодисковый маховик оснащен ступицей маховика и диском.
При расчете конструкции полнодискового маховика в качестве входных данных используются различные параметры. Сюда входят размеры полнодискового маховика. Результирующие значения функции также вычисляются.
2. Ободной маховик
Ободной маховик взрывается с гораздо меньшей скоростью, чем полнодисковое колесо того же веса и диаметра.Для обеспечения минимального веса и высокой емкости накопления энергии маховик может быть выполнен из высокопрочной стали и выполнен в виде толстого конического диска в центре.
3. Высокоскоростной маховик
В этих типах маховиков скорость высокоскоростного маховика составляет от 30 000 до 80 000 об/мин. Это также может быть установлено до 100 000 об/мин.
Имеют подшипники на магнитной подушке и не требуют особого ухода. По сравнению с медленно вращающимся маховиком, они легче в зависимости от размера/емкости.Они дороже низкоскоростного маховика.
4. Низкоскоростной маховик
В этих типах маховиков скорость низкоскоростного маховика составляет 10 000 об/мин. Они тяжелее и громоздче высокоскоростных маховиков.
Время от времени они требуют технического обслуживания и не используют подшипники на магнитной подушке. Для их установки требуется специальная бетонная конструкция, способная выдержать их вес. Они дешевле высокоскоростных маховиков.
из чего сделаны маховики ?
Маховики изготавливаются из различных материалов; Применение определяет выбор материала.Маленькие свинцовые маховики можно встретить в детских игрушках. Чугунные маховики используются в старых паровых машинах.
Маховики автомобильных двигателей изготавливают из литого или чугуна с шаровидным графитом, стали или алюминия. Высокопрочные стальные или композитные маховики были предложены для использования в системах хранения энергии и тормозных системах транспортных средств.
Эффективность маховика определяется максимальным количеством энергии, которое он может хранить на единицу веса. По мере увеличения скорости вращения или угловой скорости маховика накопленная энергия увеличивается; однако стресс также нарастает.
Если окружное напряжение превышает предел прочности материала на растяжение, маховик ломается. Таким образом, предел прочности на растяжение ограничивает количество энергии, которое может хранить маховик.
В этом контексте использование свинца для маховика детской игрушки неэффективно; однако скорость маховика никогда не приближается к его взрывной скорости, поскольку пределом в этом случае является тянущая сила ребенка.
В других устройствах, таких как автомобиль, маховик работает с определенной угловой скоростью и ограничен пространством, в котором он должен поместиться, поэтому цель состоит в том, чтобы максимизировать накопленную энергию на единицу объема.Поэтому выбор материала зависит от области применения.
Симптомы неисправности маховика
К сожалению, маховики не вечны. Они постепенно изнашиваются по мере постоянного использования в автомобиле. Если ваш маховик слишком изношен или поврежден, появятся некоторые заметные симптомы, которые вы не сможете игнорировать.
Не позволяйте этим симптомам сохраняться слишком долго, иначе это повлияет на управляемость автомобиля в целом. Вот некоторые из наиболее распространенных признаков неисправности маховика.
1. Пробуксовка передач
Пробуксовка передач чаще всего происходит при повышении передачи. Например, вы можете перевести свой автомобиль со второй передачи на третью. Когда вы переключаете передачи, ваш двигатель набирает обороты, и вы можете сказать, что он не переключал передачи. Скорее всего, ваш автомобиль переключился на передачу, с которой вы пытались включиться, или, в данном случае, переключился на вторую передачу.
К сожалению, проскальзывание передач также является явным признаком неисправности сцепления. Таким образом, если вы испытываете пробуксовку передач, вам нужно искать другие признаки, чтобы вы могли определить, не работает ли сцепление или маховик.
Связанный: Что такое Gear?
2. Запах гари
Если в пассажирском салоне ощущается запах гари, это может быть связано со многими возможными причинами. Плохой маховик может быть одной из этих причин из-за всего тепла, выделяемого трением в сцеплении.
Если вы использовали сцепление не по назначению, это может вызвать проблемы с маховиком.
3. Вибрация сцепления
Если педаль сцепления сильно вибрирует, скорее всего, вышел из строя маховик.Со временем вибрации станут настолько сильными, что вы сможете почувствовать их на полу, а не только на педали сцепления.
Во время вождения автомобиля маховик может со временем выйти из строя, что приводит к деформации поверхности при включении сцепления.
Если вы когда-либо перегревали маховик или слишком долго ездили со сцеплением, которое было на последнем издыхании, очень вероятно, что вы повредили маховик из-за чрезмерного нагрева или износа металла по металлу.Сцепления, изношенные до заклепок, повредят маховик.
Связанный: Что такое сцепление?
Поврежденный маховик может иметь синеватый цвет, так как металл нагревается намного выше рабочей температуры. Вы, вероятно, также увидите трещины на поверхности. На поверхности могут быть даже пятна металла, так как маховик нагревался и охлаждался.
Некоторые маховики содержат пружины, например двухмассовые маховики. Если ваш автомобиль оснащен одним из них, пружины маховика могут вызывать эти вибрации.Двухмассовые маховики, скорее всего, потребуют замены, так как их нельзя восстановить, как стандартный маховик.
4. Невозможность запуска или неравномерный запуск
Если зубья на маховике повреждены, маховик может иметь проблемы с зацеплением со стартером. Это может затруднить или сделать невозможным запуск двигателя.
Если у вас возникли проблемы с запуском автомобиля, вы также можете проверить свой стартер.
5. Двигатель глохнет
Слишком легкий для автомобиля (или водителя) маховик вторичного рынка значительно облегчает остановку автомобиля и может привести к неровным холостым оборотам.
На очень легких маховиках вы даже можете заглохнуть, просто выжав сцепление, только потому, что скорость двигателя падает слишком быстро, чтобы ECU добавил дополнительный воздух и топливо для компенсации.
6. Вибрации двигателя при включенном сцеплении
Если маховик не отбалансирован, он может вызвать вибрацию всей трансмиссии даже при включенном сцеплении.
Если вы недавно заменили сцепление, маховик или нажимной диск, убедитесь, что вы затянули все болты в соответствии со спецификацией и нанесли фиксатор резьбы, если это требуется в заводском руководстве по обслуживанию.Маховик, который расшатывается или распадается во время движения, невероятно опасен, так как в маховике хранится значительное количество энергии.
Маховик очень тяжелый и может сильно трясти автомобиль, если все не сбалансировано и не выровнено должным образом.
Стоимость замены маховика
В среднем стоимость замены маховика составляет от 600 до 1100 долларов. Вы можете сэкономить много монет, если сделаете замену самостоятельно, но пытайтесь это делать только в том случае, если вы опытный механик.
Стоимость замены маховика может значительно варьироваться. Некоторые маховики стоят менее 50 долларов, а другие стоят до 400 долларов и более. Все зависит от того, какой тип автомобиля вы водите, насколько прочный маховик и является ли деталь точной заменой OEM или вторичного рынка. Кроме того, может потребоваться замена сцепления и/или выжимного подшипника.
Тогда, конечно, вы должны учитывать трудозатраты на выполнение работы по замене. Поскольку большинство автомехаников берут от 90 до 110 долларов в час, вы можете рассчитывать на оплату около 500 долларов только за работу.
Причина этого в том, что маховик крепится к коленчатому валу двигателя, и механику труднее снять и заменить его. Это требует больше времени, а значит, вы будете платить больше денег.
В общей сложности вы можете получить в среднем от 550 до 1000 долларов. Если вы опытный механик, который знает, как заменить маховик или сцепление, или у вас есть знакомый, то лучше воспользоваться этим вариантом, чем платить за работу. Таким образом, вы сэкономите много денег.
Применение маховиков
- Использование в ветряных турбинах
- Вместе с электрогенератором для накопления энергии
- В автомобильных двигателях
- В электромобилях для увеличения скорости (на экспериментальной стадии)
- в передовых технологиях транзитных автобусов
- в спутниках для управления направлением
- в больших электрических сетках для защиты от прерываний
Преимущества маховика
- Менее общая стоимость
- Грузоподъемность высокой энергии
- Высокая мощность
- Они безопасны, надежны, энергоэффективны, долговечны
- Не зависят от рабочей температуры
- Низкое и недорогое обслуживание
- Высокая плотность энергии
Ограничения маховика
- Они могут занимать много места расходы
- Строительный материал всегда является ограничением для него
Часто задаваемые вопросы.
Что такое маховик?Маховик представляет собой тяжелое колесо , прикрепленное к вращающемуся валу для плавной передачи мощности от двигателя к машине. В автомобильных двигателях маховик служит для сглаживания импульсов энергии, образующихся при сгорании в цилиндрах, и для обеспечения энергии такта сжатия поршней.
Какова функция маховика?Маховик представляет собой тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, чтобы сгладить передачу мощности от двигателя к машине .Инерция маховика противостоит и смягчает колебания скорости двигателя и сохраняет избыточную энергию для периодического использования.
Что такое маховик?Тяжелое колесо, прикрепленное к вращающемуся валу, маховик сглаживает передачу мощности от двигателя к машине. Инерция маховика смягчает колебания скорости двигателя и накапливает избыточную энергию для прерывистого использования. В автомобильных двигателях маховик сглаживает импульсы энергии, обеспечиваемые сгоранием в цилиндрах, и обеспечивает энергию такта сжатия поршней.В силовых прессах штамповка, резка и формовка выполняются за часть рабочего цикла. В течение остальной части цикла скорость маховика создается сравнительно маломощным двигателем, и большая часть необходимой для цикла энергии обеспечивается маховиком.
Как работает маховик?Маховик представляет собой механическую батарею, состоящую из массы, вращающейся вокруг оси. Он хранит энергию в виде кинетической энергии и работает , разгоняя ротор до очень высоких скоростей и поддерживая энергию в системе в виде энергии вращения.
Какие бывают типы маховиков? Ниже приведены типы маховиков, используемых в транспортных средствах:
1. Цельнодисковый маховик.
2. Маховик с ободом.
3. Высокоскоростной маховик.
4. Маховик тихоходный.
В среднем стоимость замены маховика составляет от 600 до 1100 долларов. Вы можете сэкономить много монет, если сделаете замену самостоятельно, но пытайтесь это делать только в том случае, если вы опытный механик.
ВЫ ПРОЧИТАЛИ ЭТИ СТАТЬИ ПО ТЕМЕ?
двигатель — Что делает маховик и с чем он связан? Двигатель
— Что делает маховик и с чем он связан? — Stack Overflow на русскомСеть обмена стеками
Сеть Stack Exchange состоит из 180 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетите биржу стека- 0
- +0
- Войти
- Зарегистрироваться
Техническое обслуживание и ремонт автомобилей Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для механиков и энтузиастов-любителей, владельцев автомобилей, грузовиков и мотоциклов.Регистрация занимает всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуЛюбой может задать вопрос
Любой может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину
спросил
Просмотрено 118 тысяч раз
Я примерно понимаю, как работает двигатель, и что есть коленчатый вал, который может вращать маховик за счет внутреннего сгорания.
Я только что понял, что понятия не имею, как кинетическая (движущая) энергия коленчатого вала может заставлять колеса вращаться, а также изменять скорость колес в зависимости от действий водителей. Я знаю, что где-то есть сцепление, коробка передач и «дифференциал», который позволяет колесам вращаться с разной скоростью (например, при повороте).
-
Все это слетает с маховика?
-
Что именно делает маховик и с чем он связан, кроме коленчатого вала?
-
Как это связано с другими вещами?
спросил 11 янв. 2016 в 23:31
Макс ГудриджМакс Гудридж7 8971818 золотых знаков4646 серебряных знаков102102 бронзовых знака
0Маховик служит четырем основным целям (в большинстве автомобилей):
- Создает массу для инерции вращения, чтобы поддерживать движение двигателя
- Специально утяжелен для балансировки коленчатого вала
- Обеспечивает запуск двигателя (пусковое кольцо)
- Обеспечивает соединение для передачи мощности между двигателем и трансмиссией (наряду со сцеплением также служит средством прерывания потока мощности)
Другим таким элементом, как маховик, является гибкая пластина.Это тонкая пластина, которая соединяет двигатель с гидротрансформатором в автоматических коробках передач. Хотя он обеспечивает запуск, соединение и балансировку маховика, он сам по себе не имеет достаточной массы, чтобы обеспечить инерцию вращения. В этом случае гидротрансформатор обеспечивает это для двигателя.
ответ дан 11 января 2016 в 23:42
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2♦Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2138k2727 золотых знаков233233 серебряных знака455455 бронзовых знаков
10 Это дополнение к ответу Полстера.Вот анимация
Диск в сером цвете это маховик
Википедия дает хороший общий план —
Маховик представляет собой вращающееся механическое устройство, используемое для накопления энергии вращения. …
— Обеспечение непрерывной энергией, когда источник энергии является прерывистым. Например, маховики используются в поршневых двигателях, потому что источник энергии, крутящий момент от двигателя, является прерывистым.
— Доставка энергии со скоростью, превышающей возможности непрерывного источника энергии.Это достигается за счет накопления энергии в маховике с течением времени, а затем быстрого высвобождения энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии. — Управление ориентацией механической системы. В таких приложениях угловой момент маховика намеренно передается в виде крутящего момента на механическую систему крепления, когда энергия передается на маховик или от него, тем самым заставляя систему крепления поворачиваться в желаемое положение.
В нашем случае пункт 1 больше служит для обеспечения плавной работы двигателя за счет минимизации ускорений/торможений коленчатого вала между запусками цилиндров в НЕЙТРАЛЬНОМ положении.
Пункт 2. используется в системах рекуперации механической кинетической энергии
Последствия высокого ИМ
- Медленная реакция двигателя — при отключении от трансмиссии. (медленнее для переключения передач для профессиональных кейсов)
- Дополнительная вращательная масса для ускорения при подключении к трансмиссии.
Спецификация маховика зависит от множества факторов, таких как конструкция двигателя, количество цилиндров (чем больше, тем равномернее распределяется рабочий ход), число оборотов в минуту и т. д.
Это также зависит от вариантов использования, например, как и в гонках, с этим можно было бы практически покончить, поскольку минимальное время тратится на неподвижное транспортное средство и между передачами.
ответ дан 14 января 2016 в 11:45
Чилджетчиллджит2 18622 золотых знака1414 серебряных знаков2626 бронзовых знаков
Маховик представляет собой вращающееся механическое устройство, используемое для накопления энергии вращения…. — Обеспечение непрерывной энергией, когда источник энергии прерывистый. Например, маховики используются в поршневых двигателях, потому что источник энергии, крутящий момент от двигателя, является прерывистым.
ответ дан 28 марта 2019 в 18:08
Очень активный вопрос .Заработайте 10 репутации (не считая бонуса ассоциации), чтобы ответить на этот вопрос. Требование к репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответа.Ваша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.
Принять все файлы cookie Настроить параметры
Маховик: определение, функции, принцип работы, проблемы
Маховик – один из важнейших узлов автомобильного двигателя.Это механическое устройство, специально разработанное для хранения энергии вращения (кинетической энергии). Она пропорциональна квадрату его скорости вращения и массы.
Что такое маховик?
Маховик как увесистое колесо требует достаточно сил для вращения вокруг своей оси. Он сопротивляется изменению скорости вращения своим моментом инерции. Изменяя запасенную энергию на маховике, скорость его вращения должна увеличиваться или уменьшаться. То есть он продолжает вращаться до тех пор, пока не будет приложено большое усилие.
При вращении маховика сохраняется большое количество кинетической энергии. Эта энергия позже используется для питания автомобиля при запуске двигателя или превышении скорости.
Сегодня мы рассмотрим определение, конструкцию, функции, принцип работы и признаки неисправного автомобильного маховика.
Конструкция маховика
Из-за требований к прочности маховика его обычно изготавливают из стали, которая вращается на обычных подшипниках.Маховики с высокой плотностью энергии изготовлены из композитов углеродного волокна и используют магнитные подшипники. Такой маховик вращается со скоростью до 60 000 об/мин (1 кГц).
Функции маховика
Маховики можно найти почти во всех типах автомобилей, так как они служат множеству целей, которые будут обсуждаться здесь. Ниже приведены функции маховика в автомобильном двигателе:
Балансировка двигателя: , так как поршни смещены относительно центра коленчатого вала и возникает вибрация.Это также связано с тем, что каждый поршень срабатывает под разным углом.
Функция маховика в этой ситуации заключается в подавлении бокового движения. Это достигается за счет большого веса маховика. Маховики снижают вибрацию двигателя в целом, так как двигатель стабилизируется и балансируется на опорах.
Запуск двигателя: маховик играет другую роль при запуске двигателя. Зубья шестерни на маховике прикреплены к стартеру. Этот стартер управляется автомобильным ключом, поэтому, когда автомобиль заводится, стартер вращает маховик.
Немедленно двигатель начинает вращаться, эффект сгорания продолжает вращать двигатель. Шестерня Bendix в запущенном двигателе убирается, чтобы маховик мог свободно вращаться.
Снижение нагрузки на трансмиссию: — еще одна функция маховика, достигаемая за счет стабилизации движения двигателя. Это также сглаживает обороты двигателя и снижает износ компонентов трансмиссии.
Маховик также ограничивает износ между валом коробки передач и карданным валом.Эти два соединены универсальным шарниром.
Регулировка частоты вращения коленчатого вала: Коленчатый вал преобразует движение поршня во вращательное движение, которое является прерывистым при выработке мощности. скорость вращения коленчатого вала постоянна и двигатель работает ровно. Это связано с тем, что масса маховика создает инерцию, которая поддерживает вращение коленчатого вала двигателя между каждым запуском поршня.
Манипуляции с весом: вес маховика определяет производительность двигателя.Вес рассчитан на основе производительности транспортных средств.
Более тяжелые маховики позволяют двигателю работать под нагрузками, которые могут привести к заклиниванию двигателя. Для больших грузовиков или прицепов подходят более тяжелые маховики, в то время как для спортивных автомобилей и некоторых коммерческих автомобилей хорошо подходят более легкие маховики.
Читайте: Компоненты автомобильного двигателя
Принцип работы
Принцип работы маховика довольно прост и интересен, поскольку он накапливает энергию для использования транспортного средства.Точно так же, как механическая батарея хранит энергию в химической форме, маховики сохраняют энергию в виде кинетической энергии.
Больше энергии вырабатывается, если маховик вращается с большей скоростью. это более высокий момент инерции означает более громоздкий. Лучше крутиться быстрее, чем увеличивать свою массу. Это связано с тем, что более легкие маховики производят в два раза больше энергии, чем маховики, которые весят больше или вдвое. То есть, чем легче маховик, тем больше хранится энергии.
Желательно использовать более легкие, высокоскоростные колеса, а не тяжелые.Но для более тяжелых транспортных средств, таких как прицепы, грузовики, фургоны и т. д., подойдет более тяжелый. Это потому, что они несут дополнительную нагрузку и не важны для работы на более высоких скоростях.
Итак, зная, как работает маховик, можно сказать, что чем выше скорость, тем выше накопленная энергия. Однако, если скорость продолжает увеличиваться, материал колеса может не справиться с этой силой. Это может привести к расставанию.
На видео ниже показано, как работает маховик:
Признаки неисправности маховика
Ниже приведены признаки неисправности маховика:
Проскальзывание сцепления: эта проблема с маховиком возникает при переключении передач во время движения.Шестерня может проскальзывать. Это происходит, когда мощность не передается на колеса, что приводит к износу сцепления.
Проскальзывающее сцепление со временем изнашивает и маховик. Нажимной диск может неожиданно начать издавать скрежещущие звуки, а другие части маховика в узле сцепления могут перегреться. Это приведет к деформации и даже к трещинам.
Пробуксовка сцепления: эта дилемма маховика аналогична пробуксовке сцепления. В этой ситуации сцепление не будет полностью отпущено.Это вызовет различную степень шлифования шестерен при переключении передач.
Фактически это может привести к полному отказу включения первой передачи автомобиля при трогании с места. Эта проблема связана не непосредственно с маховиком, а с подшипником или втулкой маховика или коленчатого вала в сборе.
Запах гари л: Запах гари возникает при неправильной работе сцепления. Это вызвано плохим маховиком или неопытностью водителя.
Облицовка муфт изготовлена из материалов, предназначенных для снижения уровня шума, создаваемого муфтой во время работы.
Эта облицовка выделяет много тепла из-за трения при неправильной эксплуатации. Таким образом, возникает едкий запах, который весьма ощутим.
Читайте: Работа и эффективность карданного вала
Вибрация педали сцепления : вы заметили вибрации, исходящие от педали сцепления или пола автомобиля, когда маховик неисправен. Это происходит из-за того, что опоры пружины маховика вышли из строя.
Это сделано для того, чтобы вы знали, что пружинный механизм обычно снижает вибрации, возникающие при использовании сцепления.
Вибрация сцепления: эта проблема возникает, когда трудно включить сцепление. Он скачет вместе с маховиком, поскольку сцепление многократно захватывает и отпускает маховик. Это похоже на заикание или вибрацию при отпускании.
Визг сцепления часто возникает на любой передаче, в основном при трогании с места. Иногда причиной может быть деформированный маховик.
Эту проблему трудно диагностировать, так как неисправны диск сцепления, нажимной диск или выжимной подшипник.Эти детали могут быть изношены, сломаны, деформированы или даже загрязнены маслом. Это показывает те же симптомы, что и дребезжание сцепления.
Вот и все для этой статьи «Принцип работы маховика». Я надеюсь, что знания достигнуты, если да, пожалуйста, прокомментируйте и поделитесь этой статьей с другими студентами технических специальностей. Спасибо!
I-поворотный маховик
Маховики I-Rotary для роторных двигателей Mazda Competition
В 2001 году Стив Сандерс, менеджер Mazda Motorsports, Research & Development (в настоящее время известной как Mazda Motorsports) , связался с Iannetti Designs, чтобы разработать новый маховик для роторного двигателя Mazda.Маховик вторичного рынка, который Mazda Motorsports поставляла своим клиентам в то время, случайно ломался во время гонок, что было неприемлемо для Mazda.
Конструкция маховика I-Rotary
Требования к конструкции, установленные для маховика I-Rotary, были следующими:- Маховик должен был быть конструктивно надежным и работать без каких-либо проблем при использовании в гонках на выносливость;
- Массу маховика пришлось сделать меньше, чем у имеющихся моделей, чтобы повысить производительность двигателя за счет снижения его момента инерции.Эта более легкая модель маховика должна была быть реализована с использованием того же большого внешнего диаметра серийного чугунного маховика или диаметром ~ 12 дюймов (30,5 см), чтобы можно было сохранить стандартное положение включения стартера серийных двигателей.
- Поверхность износа, контактирующая с диском сцепления, должна была быть выполнена как сменный компонент.
- Концепция конструкции маховика должна была предусматривать два разных диаметра сцепления: 4,5-дюймовое сцепление и 5-дюймовое сцепление.Муфта диаметром 5 дюймов.
- Две разные версии маховика должны были производиться двумя разными поставщиками.
После нескольких исследований была разработана концепция конструкции маховика, обеспечивающая наилучший компромисс между структурной целостностью и весом. Этот маховик диаметром 12 дюймов имеет небольшой вес 4,0 фунта (1,8 кг) при использовании толстой и относительно тяжелой стальной вставки 1/4 дюйма в качестве сменной поверхности износа сцепления.
Исследования конструкции маховика
Завершено 5.5-дюймовый маховик со стальной вставкой сцепления
Следует отметить, что в то время конструкцию маховика I-Rotary можно было сделать еще легче. Однако эта альтернатива более легкой конструкции не использовалась, поскольку было сочтено, что ее долговечность была бы сомнительной в агрессивной среде сезона, который включал в себя несколько длительных гонок на выносливость, таких как 24 часа Дайтоны, 12 часов Себринга и, возможно, 24 часа. часов Ле-Мана.
Оценка структурной целостности маховика I-Rotary
Новый маховик I-Rotary для 5.Сцепление диаметром 5 дюймов (Mazda P/N: 0000-02-9207) было протестировано в 2005 году в лаборатории, которая специализируется на структурных испытаниях маховиков для автомобильной и спортивной промышленности. Результаты испытаний показали, что катастрофический отказ этого маховика произошел чуть ниже 33 000 об/мин.
Данные испытаний маховика, показывающие работу на 32 000 об/мин
Данные испытаний маховика показывают отказ чуть менее 33 тыс. об/мин
Сводка результатов испытаний маховика
Маховик после испытания на разрыв при 32 880 об/мин
По данным лаборатории испытаний маховиков, они впервые испытали маховик такого диаметра, который достиг такого высокого уровня вращения до его катастрофического отказа.Первоначально они предсказывали, что маховик выйдет из строя примерно при 16 000 об / мин, и поэтому ожидалось, что испытание займет всего 8 часов. Этот прогноз был основан на их опыте с ранее испытанными алюминиевыми маховиками, изготовленными для вторичного рынка или гоночной промышленности, такого же диаметра, как маховик I-Rotary. Вместо этого этот тест занял на 2 дня больше времени, чем они первоначально предполагали.
Примечательно, что отказ произошел не из-за структурного разрушения алюминиевого корпуса маховика, а из-за разрушения изнашиваемой поверхности сменной стальной муфты вокруг одного из отверстий под болты.Эта неисправность позволила ослабить болт, крепящий эту пластину к алюминиевому корпусу, что привело к разбалансировке маховика. Это неуравновешенное состояние привело к катастрофическому отказу этого агрегата при скорости чуть ниже 33 000 об/мин.
С 2003 года по всему миру используется несколько сотен таких маховиков. Они эксплуатируются на регулярной основе на скоростях выше 8500+ об/мин. Некоторые из основных применений маховика I-Rotary включают все гоночные автомобили Mazda RX-8 серии Grand AM GT с трехроторным двигателем 20B, подготовленным SpeedSource в период с 2005 по 2012 год.За этот период гоночные автомобили RX-8 Grand Am наработали тысячи часов. По состоянию на 2019 год ни разу не было сообщений об отказе ни одного из маховиков I-Rotary.
Сегодня компания I-Rotary уверена, что конструкция маховика может быть дополнительно оптимизирована для достижения значительно меньшего веса по сравнению с и без того низким весом в 4 фунта. с аналогичными или лучшими характеристиками.
Мы хотим выразить особую благодарность Рону Кокрану и компании CADWORKS Company, Inc. во Франклинтоне, Северная Каролина, за их помощь в этом проекте.Мы также хотим поблагодарить Рика Энгмана из Mazmart, Дэрила Драммонда из Daryl Drummond Enterprises, Inc. и Fidanza Flywheels за их помощь в этой программе.
Этот веб-сайт предназначен только для информационных целей. I-Rotary отказывается от всех гарантий, явных или подразумеваемых, включая, но не ограничиваясь, гарантиями товарного состояния, безопасности, дизайна и/или пригодности для какой-либо конкретной цели.
Малые маховики двигателей — что это такое и для чего они нужны
Малые маховики двигателей — что это такое и для чего они нужны
А ВРАЩАЮЩАЯСЯ МАССА
В своей простейшей форме маховик представляет собой тяжелый диск или колесо из чугуна или алюминиевого сплава, установленные на одном конце коленчатого вала (см. Фото 1). Этот конец коленчатого вала сужается (см. Фото 2), и маховик имеет соответствующий конус в центральном отверстии (см. Фото 3). Коническая посадка затягивается гайкой или болтом. Масса маховика, вращающегося вместе с коленчатым валом, придает системе инерцию.Когда коленчатый вал и поршень завершают рабочий такт, маховик создает необходимый импульс для продолжения тактов выпуска, впуска и сжатия. Без импульса маховика поршень дошел бы до конца рабочего хода и остановился бы в нижней мертвой точке. Затем двигатель снова входит в рабочий такт. Маховик выравнивает скорость двигателя, сопротивляясь как ускорению во время рабочего такта, так и замедлению во время других тактов. Его инерция также сглаживает частоту вращения двигателя при изменении внешней нагрузки.
МАГНИТ МАХОВИКА ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ
На маховике установлен постоянный магнит. При вращении маховика магнит проходит мимо катушки зажигания, индуцируя в ней напряжение (см. Фото 1). Катушка подает искру на свечу зажигания. Чтобы искра появлялась в нужный момент, непосредственно перед верхней мертвой точкой рабочего такта, маховик с его магнитом должен быть установлен на коленчатом валу точно в правильном положении.Для этого в конусе коленчатого вала прорезается паз, называемый шпоночным пазом (см. фото 2), а соответствующий шпоночный паз вырезается в коническом центральном отверстии маховика (см. фото 3). Шпонка (см. Фото 4) входит в шпоночное гнездо и шпоночный паз во время сборки, выравнивая детали в правильном положении. В некоторых двухтактных двигателях шпонка маховика отливается как часть маховика.
МАХОВИК ВЕНТИЛЯТОРА
На маховике могут быть ребра, которые действуют как вентилятор при вращении маховика (см. Фото 5), или на нем может быть закреплен отдельно отформованный вентилятор (см. Фото 6). Кожух, часто называемый корпусом воздуходувки, закрывает маховик и большую часть двигателя. Кожух имеет такую форму, чтобы направлять поток воздуха от вентилятора маховика через горячие точки двигателя, особенно цилиндр и головку.Эти детали имеют ребра, которые способствуют охлаждающему эффекту за счет увеличения площади поверхности, доступной воздуху.
КОЛЬЦО
Двигатели с электростартером будут иметь зубчатый венец по окружности маховика.Зубчатый венец может быть отлит как неотъемлемая часть маховика, а может представлять собой отдельную деталь, которая запрессовывается или приклепывается к маховику (см. Фото 7).
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СТАРТЕРА
Двигатели с ручным стартером могут иметь чашку стартера (см. Фото 8) или собачки стартера (см. Фото 9), установленные на маховике. В первом случае собачки стартера (см. Фото 10) выдвигаются наружу из центра при натяжении троса и зацепляются за углубления на чашке.В последнем канатный шкив имеет зубчатые зубья (см. фото 11), которые входят в зацепление с собачками маховика. Когда двигатель работает, центробежная сила выталкивает собачки наружу, в сторону от шкива. В состоянии покоя пружины толкают собачки внутрь, готовые к включению.
Многие двигатели Briggs and Stratton с горизонтальными коленчатыми валами имеют пусковую муфту (см. Фото 12), которая также служит гайкой крепления маховика. В состоянии покоя стальные шарики внутри сцепления действуют как храповик и зацепляют шкив стартера с маховиком/коленвалом. На скорости шарики выталкиваются наружу под действием центробежной силы, отключая сцепление.
МАГНИТЫ МАХОВИКА ДЛЯ ЗАРЯДНОГО СТАТОРА
На нижней стороне маховика могут быть установлены дополнительные магниты (см. Фото 7), которые вращаются вокруг катушки статора (см. Фото 13) с целью генерирования электрического тока. Ток может использоваться для управления освещением, электрическим сцеплением или для зарядки аккумулятора, питающего электрический стартер.Двигатели, используемые в приложениях, где требуется меньший ток, могут иметь катушку, установленную рядом с модулем зажигания (см. Фото 14). Эта катушка питается от того же магнита, что и модуль зажигания.
ТОРМОЗ МАХОВИКА
С 1982 года мотокосилки для домашнего использования должны иметь тормозной механизм, который останавливает лезвие в течение трех секунд после того, как оператор отпускает рукоятку управления.Тормоз создает трение по окружности маховика (см. Фото 15), помогая быстро его остановить. Одновременно катушка зажигания заземляется, чтобы искра не достигала свечи зажигания. Сжатие двигателя и внутреннее трение в сочетании с тормозом маховика должны остановить двигатель в течение трех секунд. Косилки с ножевым тормозом/сцеплением не обязаны иметь тормоз маховика.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР
Движение воздуха, создаваемое маховиком вентилятора, используется на некоторых двигателях для работы пневматического регулятора (см. Фото 16).Чем быстрее работают двигатели, тем сильнее воздух нагнетается на воздушную заслонку регулятора, что, в свою очередь, перемещает дроссельную заслонку карбюратора в положение «медленно». Воздушной заслонке противостоит пружина, которая тянет дроссельную заслонку в крайнее положение. Двигатель будет работать с постоянной скоростью, когда пружина и воздушная лопасть уравновешивают друг друга. При изменении внешней нагрузки на двигатель регулятор будет открывать или закрывать дроссельную заслонку для достижения нужной скорости.
Эффект маховика — High Power Media
Теперь, когда системы рекуперации кинетической энергии (KERS) вернулись на повестку дня в прототипах Формулы-1 и Ле-Мана, это напоминание о том, что маховик — это не только удобное место для крепления сцепления, его также можно использовать для хранения энергии.Помимо систем электродвигатель/генератор, несколько других агрегатов KERS имеют маховики, работающие в вакууме.
Когда автомобиль замедляется, энергия, иначе теряемая впустую в виде тепла во время торможения, накапливается в маховике и возвращается в трансмиссию при следующей возможности. Однако в двигателе основная цель маховика — сглаживать колебания скорости коленчатого вала. Но когда дело доходит до испытаний на динамометрическом стенде, эта инерция, а точнее, вся инерция двигателя, может оказать существенное влияние на измеряемую мощность в зависимости от используемого метода испытаний.
Мощность, производимая двигателем при любой конкретной скорости, описывается как скорость выполнения работы при этой скорости. При динамометрическом испытании двигатель запускается на нескольких фиксированных оборотах, и на каждом из них измеряется создаваемый крутящий момент. При работе с постоянной скоростью и широко открытым дросселем эти цифры должны быть точными и воспроизводимыми, давая хорошее представление о потенциале двигателя на каждой скорости.
При фиксированной постоянной скорости двигатель может быть полностью оптимизирован для лучшей подачи топлива или настройки зажигания, а данные легко вводятся в соответствующие матрицы в системе управления двигателем.Используя этот метод, двигатель можно запустить с рядом постоянных скоростей, а кривую производительности можно построить на основе данных серии точек с постоянной скоростью.
Однако двигателиCompetition редко, если вообще когда-либо, работают с постоянной скоростью. Чтобы транспортное средство разгонялось, мощность двигателя должна быть больше, чем необходимая нагрузка (сопротивление ветра, трение и т. д.) просто для поддержания прогресса, и поэтому по мере ускорения транспортного средства частота вращения двигателя также увеличивается. Это продолжается на каждой из передач, пока либо двигатель не достигнет своего предела оборотов, либо дорожная нагрузка и мощность двигателя не уравновешивают друг друга.В любом случае частота вращения двигателя постоянно меняется, и только часть производимой мощности используется для ускорения автомобиля; другая часть используется для ускорения самого двигателя.
Таким образом, двигатель с легким маховиком или двигателем с легкими внутренними частями будет расходовать меньше своей мощности на разгон двигателя и больше на разгон автомобиля. Следовательно, установка облегченных маховиков для гоночных или раллийных двигателей не только ускоряет переключение передач, но также может сделать двигатель намного более живым, что, в свою очередь, также может увеличить (хотя и незначительно) скорость ускорения транспортного средства.
Принимая все это во внимание, тестирование производительности «на лету» более точно отражает условия в автомобиле. Положительным моментом является то, что кривые характеристик двигателя занимают меньше времени, и хотя создаваемый крутящий момент будет казаться немного меньше, чем у версии с постоянной скоростью, у двигателей для соревнований конечный срок службы, измеряемый в часах, а не в десятках тысяч, как в случае двигателя дорожного автомобиля — намного больше ресурса двигателя останется на трассу.
Но, решив проверить таким образом, какой коэффициент ускорения следует использовать? Ну, NASCAR использует 300 оборотов в секунду для суперскоростных трасс и 600 оборотов в секунду для коротких треков.Однако чем быстрее разгоняется двигатель, тем меньше мощности измеряется на динамометрическом стенде. Кроме того, чем выше эта скорость увеличения частоты вращения двигателя, тем сложнее управление и тем больше изменчивость получаемых данных.
И, в отличие от испытаний с постоянной скоростью, уменьшение массы маховика должно отражаться на кривой производительности.
Рис. 1 — Тестирование «на лету»
Автор Джон Коксон
Повышение производительности благодаря более легким маховикам
«Спасибо, что прочитали мое руководство по снижению веса маховика»
Поскольку основное внимание уделяется тюнингу автомобилей, а именно двигателю и его управляемости, нам иногда нужно напомнить, чтобы посмотреть на другие компоненты, связанные с трансмиссией, и в этой статье мы рассмотрим более легкие маховики.
Итак, нам нужно задать вопрос: что делает маховик? Как работают маховики? Каковы преимущества и недостатки установки более легкого маховика.
Что делает маховик?
Если вы помните те игрушечные машинки, которые у вас были, когда вы заводили их, отпускали, и они умчались, вы испытали маховик.
Маховик находится между двигателем и коробкой передач и вращается при вращении двигателя, что помогает поддерживать плавное вращение двигателя.
Маховик эффективно накапливает кинетическую энергию и стабилизирует вращение двигателя, вызывая более медленное падение или увеличение скорости, что отлично подходит для круиза или сглаживания небольших всплесков от неровного двигателя, но не помогает быстрому изменению скорости двигателя.
Почему у автомобилей есть маховики?
Поршневой двигатель по своей природе полон вибрации, а маховик помогает всему вращаться. Он также противостоит снижению оборотов двигателя, характерному для подъема в гору или отпусканию дроссельной заслонки, что значительно облегчает управление автомобилем.
Если бы у вас не было маховика, маловероятно, что ваша машина перевернулась бы и просто заглохла, вы бы также теряли скорость на каждом встречном подъеме и уклоне.
Итак, давайте рассмотрим плюсы и минусы маховиков, а также возможные варианты модернизации, а также недостатки и преимущества каждого из них.
Смотрите наше видео на эту тему, где обсуждаются маховики и способы их улучшения.
Недостатки легких маховиков
Требуется усилие, чтобы изменить скорость вращения маховика, поэтому падение или увеличение оборотов происходит медленнее.
Если вы уменьшите вес маховика, это уменьшит работу, которую должен выполнять двигатель, что позволит ему вращаться более свободно.
Мы все знаем, что вес снижает производительность, поэтому более легкий маховик также делает автомобиль легче, но относитесь к этому как к небольшому плюсу, это не основная причина его установки.
Плюсы и минусы облегченных маховиков
Вы заметите, что обороты в хорошо настроенном двигателе Motorsport увеличиваются и уменьшаются намного быстрее, чем в стандартном двигателе, потому что маховик легче, а энергия вращения двигателя не подавляется и не поддерживается.
На самом деле это также большой недостаток более легкого маховика в том, что уменьшается импульс двигателя или инерционное вращение. Это станет очевидным на подъеме, когда двигатель будет глохнуть.
На двигателе с более легким маховиком обороты будут расти и падать быстрее, но вы потеряете скорость на подъеме и увязнете.
Тогда как на тяжелом маховике обороты в двигателе сохраняются и более устойчивы к захлебыванию.
Какой маховик лучше всего подходит для вашего автомобиля?
Чрезвычайно легкий маховик следует использовать только в среде автоспорта, но вес может варьироваться в зависимости от степени, поэтому существует оптимальная точка, в которой вы получаете лучшее из обоих миров.
Если вы переключаете передачу с пятки на носок при одновременном торможении и частоте вращения, более легкий маховик может значительно улучшить ваш стиль вождения.
Доступны маховики разного веса, что позволяет получить наилучшие характеристики крутящего момента/свободной частоты вращения.
Доступны различные типы более легких маховиков для различных областей применения, и для уличных автомобилей вы не хотите идти слишком легко, иначе это может пострадать.
Мы предлагаем вам заглянуть на автомобильные форумы TorqueCars, чтобы обсудить необходимое приложение с нашими участниками, которые уже пробовали большинство модов для тюнинга.
Можно ли просверлить имеющийся маховик, чтобы уменьшить его вес?
НИКОГДА НЕ ПЫТАЙТЕСЬ сделать свой собственный легкий маховик, просверлив в нем отверстия, это точный компонент, и малейший дисбаланс может вызвать серьезные проблемы.
Даже маховики OEM точно сбалансированы. Если бы маховик колебался, это имело бы катастрофические последствия для двигателя и коробки передач и существенно уменьшило бы красную линию.
Чем выше скорость вращения, тем сильнее будут последствия колебания.Отломившийся маховик пробьет через автомобиль циркулярную пилу по металлу, что может привести к травме водителя или пассажира.
Стандартные облегченные маховики тщательно сбалансированы и изготовлены из различных сплавов, смешанных для обеспечения прочности и легкости — некоторые даже имеют отверстия и зазоры, как легкосплавные диски.
Когда менять маховик.
Если вы заменяете сцепление, вы также можете отсортировать маховик, пока вы занимаетесь этим, поскольку в большинстве автомобилей требуется снятие маховика, чтобы добраться до картера сцепления и сборки.
Если ваш маховик очень тяжелый, и автомобиль слишком долго держит обороты, например, переключая передачи намного медленнее, так как вам приходится ждать, пока обороты не совпадут с оборотами вашей коробки передач, тогда вам подойдет более легкий маховик.
Они не идеальны, если вы установили агрессивный профиль кулачка, так как двигатель будет более неуклюжим и будет легче глохнуть, если уменьшить вес маховика.
Так что же такое двухмассовый маховик и можно ли его заменить на более легкий одномассовый маховик?
До сих пор мы говорили о сплошных маховиках или одномассовых маховиках.Твердая вращающаяся масса, но, как и у большинства вещей в мире спортивных автомобилей, есть и другая версия.
Это двухмассовые маховики. У них есть пара поверхностей, которые соединены пружиной.
Пружина гасит разность вращения при ускорении и замедлении, она смягчает импульсы, которые вы получаете от двигателя, и особенно эффективна в двигателях V5, где двигатель немного разбалансирован, и в большинстве турбодизельных двигателей.
Помогают сгладить передачу мощности вибрации двигателя и снизить риск реверса в 4-цилиндровых двигателях, а также сгладить дизельные двигатели.
Двухмассовый маховик может стать проблемой, когда он начинает выходить из строя из-за необычных вибраций и шумов.
Мы отмечаем, что некоторые из наших участников заменяют их прочными и более легкими маховиками, но мы предлагаем вам сначала прочитать наше руководство по преобразованию DMF в SMF , во многих дизельных двигателях вы будете сожалеть о том дне, когда решите отказаться от двойной массы. и замените его твердым блоком.
Если вы серьезно относитесь к облегчению деталей, чтобы получить свободный двигатель, попробуйте приводной вал из углеродного волокна.
Они изгибаются при вращении больше, чем их металлические аналоги, и снижают нагрузку на двигатель. Если сломается металлический карданный вал, вы скоро узнаете об этом, так как детали разлетаются по машине!
Углеродное волокно прочнее, но если оно порвется, оно «разметется» на «безвредные» волокна, и машине будет нанесен небольшой ущерб.
Чтобы получить дополнительные советы и рекомендации по тюнингу и модификации автомобилей, мы предлагаем вам присоединиться к нашему очень дружелюбному форуму модифицированных автомобилей и получить конкретные советы и рекомендации для вашего автомобиля и обменяться идеями с нашими энтузиастами.
ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: МНЕ НУЖНЫ ВАШИ ПОЖЕРТВОВАНИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ РАСХОДОВ НА РАБОТУ ЭТОГО САЙТА И ПОДДЕРЖАНИЕ ЕГО РАБОТЫ. Я не беру с вас плату за доступ к этому веб-сайту, и это экономит большинству читателей TorqueCars 100 долларов в год — но мы НЕКОММЕРЧЕСКИЕ и даже не покрываем наши расходы. Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, Пожертвуйте здесь
Эта статья была написана мной, основателем Waynne Smith TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была подал в разделе Трансмиссия, Тюнинг.Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими участниками.
Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, оставьте ссылку на нее на своем любимом форуме или используйте параметры закладок, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальных сетях.
Обратная связь — Что вы думаете?
Пожалуйста, используйте наш форум , если вы хотите задать вопрос по настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто интернет-журнал.
Помогите нам стать лучше, оставьте предложение или совет
Пожалуйста, посмотрите это видео на нашем новом канале YouTube.