В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания можно найти массивную часть кривошипно-шатунного механизма и других сопутствующих систем – маховик.Все о маховиках, их существующих типах, конструкции и принципе работы, а также выборе, ремонте и замене этих деталей читайте в этой статье.
Роль и место маховика в двигателе.
Маховик (маховик) – сборка кривошипно-шатунного механизма (КШМ), сцепления и поршневой системы запуска двигателя внутреннего сгорания;На хвостовике коленчатого вала расположен металлический диск большой массы с коронной шестерней, обеспечивающий стабильную работу мотора за счет накопления и последующей отдачи кинетической энергии.
Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания неравномерна – в каждом его цилиндре за два оборота вала совершается четыре такта, причем в каждом такте скорость движения поршня различна.Для устранения неравномерности вращения коленчатого вала одинаковые такты в разных цилиндрах разнесены во времени, а в КШМ вводят дополнительный узел - маховик, выполненный в виде массивного металлического колеса, закрепленного на задней части коленчатого вала.
Маховик решает несколько ключевых задач:
● Обеспечение равномерности угловой скорости коленчатого вала;
● Обеспечение выведения поршней из мертвых точек;
● Передача крутящего момента от коленчатого вала к механизму сцепления и далее к коробке передач;
● Передача крутящего момента от шестерни стартера на коленчатый вал при запуске силового агрегата;
● Некоторые виды деталей - гашение крутильных колебаний и вибраций, развязка КШМ и трансмиссии автомобиля.
Эта деталь, благодаря своей значительной массе, аккумулирует кинетическую энергию, полученную во время рабочего хода, и отдает ее коленвалу на остальных трех тактах - этим обеспечивается как соосность и стабильность угловой скорости коленчатого вала, так и вывод поршней. от ВМТ и ВМТ (за счет возникающих сил инерции).Также именно через маховик осуществляется связь двигателя с трансмиссией автомобиля и передача крутящего момента от шестерни электростартера на коленчатый вал при запуске двигателя.Маховик имеет решающее значение для нормальной работы автомобиля, поэтому при его неисправности необходимо как можно скорее провести ремонт или полную замену.Но прежде чем приступить к ремонтным работам, следует разобраться в существующих типах, конструкциях и особенностях маховиков современных двигателей внутреннего сгорания.
Маховик в сборе с коленчатым валом двигателя
Виды и конструкция маховиков
На современных моторах применяются маховики различной конструкции, но наибольшее распространение получили три типа этих деталей:
● Твердый;
● Легкий;
● Демпфер (или двухмассовый).
Простейшее устройство имеет цельные маховики, которые применяются на большинстве поршневых двигателей внутреннего сгорания – от небольших автомобилей до самых мощных промышленных, дизельных и судовых двигателей.Основой конструкции является чугунный или стальной диск диаметром 30-40 см и более, в центре которого имеется посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала, а по периферии запрессован венец.Посадку под коленвал обычно выполняют в виде расширения (ступицы), в центре которого имеется отверстие большого диаметра, а по окружности 4-12 и более отверстий под болты, через которые проворачивается маховик. закреплен на фланце хвостовика вала.На внешней поверхности маховика имеется место для установки сцепления и образована кольцевая контактная площадка для ведомого диска сцепления.По периферии маховика запрессована стальная коронная шестерня, через которую в момент запуска передается крутящий момент от шестерни стартера на коленчатый вал.
Обычно на производстве маховик балансируют, чтобы исключить биение при работе двигателя.При балансировке в разных местах маховика удаляется лишний металл (сверление), а с целью балансировки в определенном положении устанавливается сцепление и другие детали (если они предусмотрены).В дальнейшем ориентация маховика и сцепления не должна меняться, иначе возникнет дисбаланс, опасный для коленвала и всего двигателя.
Легкие маховики имеют аналогичную конструкцию, но для уменьшения веса в них сделаны окна различной формы и размера.Выборку металла маховика с целью уменьшения его веса обычно производят с целью тюнинга и форсирования двигателя.Установка такого маховика несколько снижает устойчивость силового агрегата на переходных режимах, но обеспечивает быстрый набор максимальных оборотов и в целом положительно влияет на мощностные характеристики.Однако установку облегченного маховика можно проводить только параллельно с выполнением других работ по тюнингу/форсированию двигателя.
Двухмассовые маховики имеют гораздо более сложную конструкцию – в их состав входят гасители крутильных колебаний и гасители, различные по конструкции и принципу действия.В простейшем случае этот узел состоит из двух дисков (ведомого и ведущего), между которыми расположен гаситель крутильных колебаний — одна или несколько дуговых (скрученных в кольцо или изогнутых дугой) витых пружин.В более сложных конструкциях между дисками имеется ряд шестерен, выполняющих роль планетарной передачи, а число пружин может достигать десятка и более.Двухмассовый маховик, как и обычный, установлен на хвостовике коленчатого вала и удерживает сцепление.
Легкий маховикft
Конструкция двухмассового маховика
Демпферный маховик работает достаточно просто.Ведущий диск соединен непосредственно с фланцем коленчатого вала, получая от него крутящий момент, а также все вибрации, вибрации и удары, возникающие в переходных режимах.Крутящий момент от ведущего диска к ведомому передается через пружины, но благодаря своей упругости они поглощают значительную часть вибраций, толчков и вибраций, то есть выполняют функции демпфера.В результате такой развязки ведомый диск, а также соединенные с ним сцепление и трансмиссия вращаются более равномерно, без вибраций и вибраций.
В настоящее время двухмассовые маховики, несмотря на сложную конструкцию и сравнительно высокую стоимость, все чаще устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей.Растущая популярность этих деталей обусловлена их лучшим качеством работы и защитой трансмиссии от негативного воздействия со стороны силового агрегата.Однако маховики прочной конструкции благодаря своей цене, надежности и простоте очень широко применяются на бюджетных автомобилях, большинстве тракторов, грузовиков и другой техники.
Вопросы выбора, замены и обслуживания маховика
В процессе работы 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 поломка зубьев венца, деформации. и даже полному разрушению (этому подвержены чугунные детали).Неисправности маховика проявляются увеличением уровня вибраций и шума при работе двигателя, износом сцепления, износом или невозможностью запуска двигателя стартером (из-за износа венца) и т. д.
Чаще всего в маховиках цельной конструкции причиной проблемы является венец, а также трещины и поломки самого диска.В нормальном состоянии маховика венец можно заменить, для замены следует взять деталь того же типа и модели, которая стояла ранее.При необходимости можно использовать коронку с другим количеством зубов, но такая замена не всегда возможна.Демонтаж собственно коронки обычно производят механическим способом – ударами молотка через долото или другой инструмент.Установка новой коронки осуществляется с ее подогревом – за счет теплового расширения деталь легко встанет на место, а после остывания надежно зафиксируется на маховике.
В демпферных маховиках часто возникают более сложные неисправности – поломка или полное разрушение дуговых пружин, износ подшипников, износ трущихся частей дисков и т. д. В большинстве случаев двухмассовый маховик не подлежит ремонту, а заменяется в сборе. .В некоторых ситуациях заменить венец и подшипники можно, но лучше доверить эти работы 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, наоборот, маховик заклинивает, то деталь необходимо заменить.
Все диагностические работы и замена маховика должны проводиться в соответствии с инструкцией по ремонту и эксплуатации автомобиля.Для доступа к детали в большинстве случаев приходится демонтировать коробку передач и сцепление, что связано с дополнительными затратами времени и сил.При установке нового маховика необходимо соблюдать ориентацию сцепления, а также использовать определенные виды крепежа и при необходимости виды смазочных материалов.Если маховик выбран и заменен правильно, то двигатель и трансмиссия будут работать надежно, уверенно выполняя свои функции.
Время публикации: 13 июля 2023 г.