Что такое маховик и для чего он нужен. Устройство и неисправности
Что такое маховик
Маховик — это деталь в двигателе внутреннего сгорания, служащая для накопления и передачи момента инерции коленчатому валу, а также для связи двигателя с коробкой передач. Является одним из самых старых элементов двигателей вообще, появившимся еще на первых паровых машинах (хотя сцепления и коробки передач там не было).
Где находится маховик
Маховик крепится к коленвалу двигателя со стороны коробки передач. Таким образом, несмотря на то, что деталь находится снаружи мотора, маховик является неотъемлемой частью кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Назначение маховика
Как упоминалось вначале, главная задача маховика — поддержание инерционного момента кривошипно-шатунного механизма. Проще говоря, эта деталь (маховик специально делается достаточно тяжелым) помогает двигателю поддерживать обороты. Заодно делая его работу, а также работу трансмиссии, более плавной. Если рассмотреть эти общие положения на примере конкретных задач, ради которых ставится маховик, получим следующее.
- Вывод поршней из мертвых точек. Мертвые точки — это такие положения поршней (самое нижнее и самое верхнее), при которых для их дальнейшего движения требуется внешняя сила. Конечно, это теория. На практике поршни никак не могут «зависнуть» при работе: во время запуска КШМ из любой позиции раскручивается стартером, а далее поршни всегда находятся в постоянном движении, при котором «проскакивают» мертвые точки по инерции. Но именно маховик и противовесы коленвала создают эту инерцию и придают движению коленвала непрерывность, исключая рывки при прохождении поршнями мертвых точек.
- Помощь в поддержании оборотов. Например, при равномерном движении с одной скоростью. Конечно, инерция маховика не бесконечна, но свою лепту он вносит.
- Маховик является одной из деталей трансмиссии. В частности, со стороны коробки передач к нему крепятся элементы сцепления или гидротрансформатора.
Виды маховиков
В зависимости от конструктива двигателя маховики могут значительно различаться, хотя задачи у них всегда остаются неизменными. Можно выделить три базовых вида.
Одномассовый (классический) маховик
Самый распространенный тип. Представляет собой цельный диск (обычно из сплава чугуна) и рассчитан на максимальное накопление момента инерции, который будет отдаваться кривошипно-шатунному механизму по мере необходимости.
Облегченный (спортивный) маховик
Как следует из названия, отличия от «гражданского» исполнения заключаются в уменьшенной массе. Это может достигаться либо за счет формы отливки (такой маховик тоньше), либо за счет наличия в ней вырезов, либо за счет того и другого сразу. Спортивный маховик накапливает меньше инерционного момента, зато быстрее раскручивается, что для гоночных и спортивных автомобилей важнее.
Двухмассовый маховик
Часто встречающийся на современных машинах тип. Состоит из двух взаимоподвижных половин-дисков (собственно «масс»), за счет чего берет на себя функции демпфирования толчков и вибраций по принципу дисков сцепления. На самом деле, деталей там куда больше, чем пара дисков и пара пружин, но подробно останавливаться сейчас не будем — на эту тему Autonews готовил отдельный материал.
Устройство маховика
Несмотря на общие задачи, конструктивная разница между одномассовым и двухмассовым маховиком огромна. Если упрощенно, то одномассовый (и спортивный тоже) маховик — единая, относительно несложная деталь. Тогда как двухмассовый является, по сути, не деталью, а узлом, причем не самым простым.
Обычные маховики: классический одномассовый и облегченный.
Классический маховик и его спортивная облегченная модификация представляют собой цельнолитой диск из чугуна (в спорте могут быть стальные сплавы), на периметр которого на заводе напрессовывается зубчатый венец. Венец служит для контакта маховика с шестерней стартера при запуске двигателя. На «теле» маховика может находиться множество отверстий и посадочных мест. Все это служит как для фиксации самой детали на коленчатом валу, так и для крепления различных сопутствующих деталей и узлов.
Двухмассовый маховик
Состоит из двух взаимоподвижных дисков, задемпфированных относительно друг друга пружинами. За счет этого обеспечивается сглаживание рывков и вибраций, возникающих между двигателем и коробкой передач. Помимо самих «блинов» и пружин конструкция содержит дополнительные элементы, такие как планетарный механизм, подшипники, пластина для удержания смазки и т.д. Напомним, что двухмассовым маховикам мы посвящали отдельную статью.
Как работает маховик
Сам по себе маховик является деталью пассивной, и даже двухмассовая схема полностью зависима от кривошипно-шатунного механизма. На определенных режимах работы маховик может отдавать накопленную энергию обратно коленвалу, но сам производить каких-либо действий или генерировать энергию не способен. Поэтому принцип работы маховика фактически был детально разобран выше, в разделе «Назначение маховика».
Неисправности маховика
Ввиду значительных различий в конструкции, из перечисленных ниже неисправностей первые две будет общими, а вот третья характерна только для сложной двухмассовой схемы.
- Трещины на рабочей поверхности маховика. Встречаются на всех типах. Визуально похожи на аналогичные повреждения на перегретых тормозных дисках. Причина — продолжительная неаккуратная работа со сцеплением или неисправность самого сцепления, при котором оно постоянно подбуксовывает.
- Стачивание зубьев венца. Также бывает на всех типах маховиков. Повреждение венца происходит исключительно по причине некорректной работы или неправильной установки стартера.
- Внутренние поломки двухмассового маховика. К ним относятся лопнувшие пружины, заклинившие подвижные части из-за попадания перегоревшего феродо, облом внутренних деталей, загрязнение подшипников и т.д.
Читайте также:
Что такое двухмассовый маховик, как работает, признаки неисправностей
Что такое контрактный двигатель и нужно ли оформлять замену в ГИБДД