Всё про маховик двигателя

Маховик: что это такое

Устройство маховика очень простое. Он представлен в виде тяжёлого диска или колеса с зубчатым краем (зубчатым венцом). Чаще всего его изготавливают из чугуна, его диаметр 35-40 см. Он закреплён на задней части коленчатого вала. Элемент обеспечивает соединение двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией автомобиля.

Как по-другому называется маховик? Это – маховое колесо, но такой термин используется реже.

По-научному он называется так – накопитель кинетической энергии, которую он передаёт в виде энергии крутящего момента. Маховики используют не только в машиностроении, но и в других видах производства. А давным-давно эффект маховика применяли в гончарном круге и колесе ветряной мельницы. Затем маховики уже ставили в паровых машинах и ветроэлектростанциях.

Работа маховика основана на передаче энергии

Основная функция элемента – смягчение и плавная передача крутящего момента. Для достижения этого условия на механизм устанавливается специальная корзина сцепления. Она фиксирует диск и обеспечивает прочное соединение с элементами механизма. Этот компонент необходим для передачи крутящего момента от мотора на другие детали, благодаря которым колёса приводятся в движение.

Если в моторе немало цилиндров, то он имеет более равномерный крутящий момент. Поэтому в многоцилиндровых двигателях можно применять небольшие маховики, чем в тех, которые имеют мало цилиндров.

Принцип работы

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

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

Виды автомобильных маховиков

 сплошной; облегченный; двухмассовый. Наибольшее распространение получили следующие виды маховиков:

  • сплошной;
  • облегченный;
  • двухмассовый.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Сплошной

Такой тип конструкции – наиболее распространенный.Второе название – одномассовый. Простейший вариант. Описание его конструкции и принципа действия приведены выше. Представляет собой сплошной металлический диск с надетым на него зубчатым венцом. Венец монтируют с использованием технологии напрессовки. Это обеспечивает очень прочную состыковку. Сам диск изготавливают из особого стального сплава, который способен выдержать очень большие нагрузки. Обычно сторона сплошного маховика, противоположная двигателю, выполняет роль ведущего диска сцепления, являясь одной из его составных частей.

Такой тип конструкции – наиболее распространенный. Это объясняется его несложным устройством, простотой изготовления и невысокой ценой.

маховик одномассовый

Облегчённый

Облегченные варианты очень редко ставят на автомобОчень напоминает сплошной. Чем же он отличается? Разница заключается в том, что масса перераспределена к краям. Обычно этого добиваются путем фрезерования участков диска, расположенных в близи центра. В некоторых случаях в них и вовсе вырезают отверстия. Иногда деталь перерабатывают по обратному принципу – ближе к центру оставляют больше массы, а края облегчают. Это несколько ухудшает разгон, зато гарантирует более стабильную работу двигателя и лучшую стабилизацию вращения во время передвижения.

Облегченные варианты очень редко ставят на автомобили на заводе. Чаще всего маховик облегчают самостоятельно в ходе тюнинга.

Облегченная деталь имеет лучшие инерционные показатели, а значит, и лучший разгонный потенциал.

Главный недостаток этого типа маховиков – меньшая надежность и менее продолжительный срок службы. Стали в нем меньше, а нагрузки остаются прежними. Результат – более быстрое появление дефектов.

Облегчённый маховик

Двухмассовый

Необходимость во втором диске возникает из-за тогоСледующая разновидность – двухмассовый. Имеет более сложное устройство. Конструкция включает в себя не один, а два диска. Между собой они соединены системой пружин, зубцов и подшипников (их называют демпферами).

Необходимость во втором диске возникает из-за того, что деталь, представляющая собой монолитный круг из стали, не может обеспечить абсолютно стабильное вращение. Во время работы в ней возникают так называемые крутильные колебания. Они генерируются не цилиндровой группой и коленвалом, а самим маховиком. Если включить в конструкцию второй диск, большая часть этих колебаний гасятся.

Двухмассовые устройства имеют целый ряд преимуществ перед сплошными. Вот основные:

  • более стабильная работа двигателя, как следствие – более ровная езда;
  • меньшее количество вибраций в области трансмиссии;
  • более надежная защита трансмиссии от перегрузки;
  • более мягкое переключение передач.

Однако устройство имеет один существенный недостаток, который обусловлен сложностью его конструкции. Им является меньшая по сравнению со сплошной деталью надежность. Система, соединяющая между собой диски, испытывает очень высокие нагрузки, в результате чего довольно быстро изнашивается. Итог – возникновение неисправностей.

Кроме того, двухмассовые конструкции дороже сплошных. Это тоже обусловлено сложностью их конструкции.

Двухмассовые детали можно установить и на автомобили, на которых изначально был сплошной маховик. Многие компании изготавливают эти узлы для различных марок машин (в качестве примера можно назвать фирму Валео).

Следует упомянуть, что существуют и другие типы маховиков (например, разработанный в 1960-х в СССР супермаховик). Но они так и не получили широкого распространения в автомобилестроении.

Двухмассовый

Неисправности и их признаки

При работе вращающееся колесо сталкивается с сильными перегрузками и определённый момент маховик выходит из строя. Поломка заявляет о себе характерными признаками, на которые нужно обязательно надо обратить внимание:

  • скрип при пуске и остановке мотора;
  • изменение чувствительности сцепления;
  • появляется мягкий стук на холостом ходу;
  • ощущение сильных вибраций при трогании;
  • появляются рывки сцепления или вибрация педали сцепления в начале движения;
  • при переключении передач появляются толчки;
  • во время разгона появляется вибрация;
  • появление посторонних звуков – удары и грохот;
  • вибрация ощущается даже после полной остановки мотора;
  • пульсация в педали тормоза;
  • время от времени повышаЮтся и понижаются обороты мотора;
  • в худшем случае из-за сильной вибрации на КПП автомобиль не сможет двигаться.

Эти признаки схожи с классическим троением двигателя, но проблема исчезает после переключения на высокие передачи. Проще всего выявить проблему именно по щелчкам на старте и разгоне.

Маховик, подверженный перегрузкам

Торопиться и сразу покупать новое маховое колесо – не следует. Схожие признаки появляются при нарушении положения опор ДВС, проблемах с КПП, навесным оборудованием и даже выхлопной системой.

Проблема устанавливается точнее только после полного осмотра детали. Надо учитывать, что добраться до неё не так просто. Она находится под коробкой переключения передач, которую предварительно придется демонтировать. Проведение такой работы потребует специальных навыков. Не имея опыта, лезть в работу дорогостоящих элементов не следует.

Есть несколько распространённых неисправностей маховика:

  1. Износ венца. Зубцы со временем затираются, потому возникают проблемы при пуске двигателя. Завести машину с первого раза будет довольно сложно, не исключена пробуксовка.
  2. Нарушение центровки. Элемент в конструкции должен находиться по одной оси с диском сцепления. Если такое условие не соблюдается, появится «биение». Машина будет ездить, но износ элемента ускорится.
  3. Износ диска. Деталь обеспечивает выполнение основных функций диска сцепления, потому часто подвергается серьезным нагрузкам. В результате происходит стирание и на поверхности появляются углубления и задиры. Площадь соприкосновения дисков трансмиссии уменьшается, ухудшается работа сцепления.
  4. Износ крепежа коленчатого вала. Место, отведенное для коленвала, также изнашивается под нагрузками в течение определённого времени. Возникает люфт, приводящий к появлению шума при движении.

Перечисленные проблемы характерны для одномассовых и облегчённых вариантов. У двухмассовых дополнительно появляются разрушение пружин и подшипников, износ которых диагностируется на станции техобслуживании опытными механиками. Двухмассовый маховик теоретически перебрать можно, но чаще всего его меняют полностью.

Разновидности маховиков

На текущий момент можно выделить три разновидности маховиков:

Сплошной

Наиболее распространенная и простая конструкция. Представляет собой чугунный литой диск, устройство которого было описано выше. Маховик для АКПП гораздо легче обычного, поскольку рассчитан на использование совместно с гидротрансформатором.

Облегченный

При тюнинге автомобиля, трансмиссии и двигателя часто устанавливают облегченный маховик. Его небольшой вес уменьшает инерцию и повышает производительность двигателя на 4-5%. Автомобиль быстрее откликается на педаль газа, становится более динамичным. Однако, установку облегченного маховика нужно делать только в комплексе с другими работами по улучшению характеристик двигателя и трансмиссии.

Использование облегченных маховиков без доработки поршневой и КШМ приведет к нестабильной работе двигателя на холостых оборотах.

Двухмассовый

Двухмассовый или демпферный маховик более сложен по конструкции и устанавливается на современные модели автомобилей. Он может применяться на автомобилях с механической и автоматической трансмиссиях без гидротрансформатора. В случае с МКПП используется ведомый диск сцепления без демпфера крутильных колебаний.

Двухмассовые маховики получили широкое распространение благодаря улучшенным характеристикам подавления вибраций, шума, защите трансмиссии и синхронизаторов. Именно этот вид стоит рассмотреть более подробно.

Где находится маховик в машине

Само по себе устройство маховика довольно простое. Это цельнолитой диск, достигающий 30-40 см в диаметре. Но, внешняя простота не предопределяет его незначимость. Что делает маховик в двигателе, знают не все автомобилисты, хоть эта информация и помогает избежать его поломок и преждевременного износа.

Но для начала стоит разобраться, где находится и как крепится маховик на коленчатом валу. Он располагается под капотом автомобиля, но обнаружить его с первого взгляда – невозможно. Элемент находится в глубине двигателя, закрыт от посторонних глаз с помощью специальных кожухов.

Точное положение конструктивного элемента — на одном из концов коленвала, раскручиваемого с помощью работы поршней двигателя. Между деталями обеспечивается надёжное крепление. Это важное условие, поскольку этому узлу со сниженной прочностью приходится получать существенные нагрузки. Маховик является своеобразным посредником между мотором и коробкой передач.

Примерное расположение маховика в автомобиле

Из чего изготавливают вращающийся элемент механизма? Чаще всего это чугун, потому что именно за счёт массы (чугун – тяжёлый металл) достигается нужный коэффициент накапливания энергии, помогающий удерживать вращательный момент при помощи сил инерции.

Маховик в машине является своеобразным посредником и вакуумным усилителем сцепления, связующим КПП и ДВС. Мощность и крутящий момент, передаваемый к колёсам, обеспечивается именно при помощи такого диска.

Не все знают и ещё об одной функции, простого, но важного компонента ДВС. С его помощью проворачивается ключ в замке зажигания и происходит зацеп шестерни стартера с шестернёй маховика. За счёт этого происходит толчок, запускающий первичное вращение коленвала, процесс сгорания горючего в цилиндрах. Так начинается работа всей системы.

Плюсы и минусы двухмассового маховика

Преимущества подобной конструкции очевидны:

  • мягкая и равномерная работа мотора и коробки передач;
  • небольшой уровень вибрации и гула.

Однако имеются и минусы. Период работы двухмассового маховика в среднем составляет приблизительно 3 года. Система регулярно подвергается высоким нагрузкам. Кроме того, внутренняя смазка выробатывается. Цена замены достаточно высокая. И это его основной минус.

Симптомы неисправности

Маховик испытывает сильные перегрузки, поэтому, рано или поздно, он выходит из строя. Признаком его поломки может быть скрип и посторонние звуки при запуске и остановке мотора.

Ощущение сильной вибрации также может указывать на неисправность. Многие списывают это на «троение» двигателя. При переключении на более высокие передачи вибрации обычно исчезают. Щелчки при старте и разгоне также могут указывать на неполадки.

Но не стоит сразу торопиться с заменой маховика, ведь эти симптомы могут указывать и на другие проблемы. Например, с опорами двигателя, КПП, навесным оборудованием, выхлопной системой и другим.

Более точный диагноз может поставить непосредственный осмотр детали. Но чтобы до неё добраться, нужно будет демонтировать коробку передач, а это потребует специальных навыков и средств.

Ремонт маховика

Устранить можно далеко не все неисправности. Убрать проблему реально при появлении износа венца и нарушения центровки. В первом случае для устранения необходим новый венец с целыми зубьями. Для проведения работ придется разобрать коробку передач. Мастера не дают хорошие отзывы о результатах, рекомендуют проводить полную замену маховика с венцом.

Демонтаж венца проводят при помощи ударов молотка или похожего инструмента. Новый зубчатый венец устанавливают при помощи нагрева, после которого он хорошо фиксируется на маховике. Если возможно исправить поломку экономно, то старый венец просто переворачивают и закрепляют обратной стороной.

Таким образом устранить можно только износ венца и нарушение центровки. Если изношен диск сцепления или место крепежа коленвала, то придётся менять деталь целиком.

В двухмассовых маховиках неисправностей возникает больше, поэтому его практически всегда меняют в сборе. Демпфера починить можно, но с этим могут справиться далеко не все специалисты.

Проверка угла кручения двухмассового маховика

Диагностика детали проводится как на моторе и при его снятии. Чаще всего проверяют угол отклонения ведомого маховика и зазор. Если угол большой или маховик заклинило, то деталь подлежит замене. Для доступа к маховику придётся демонтировать коробку передач и сцепление, поэтому на это уйдёт больше сил и денег.

Любой ремонт, в случае повреждения частей махового колеса, лучше проводить в сервисном центре. Специалисты подскажут, какое маховое колесо подойдёт, и помогут с установкой. Лучше всего менять маховое колесо и сцепление одновременно, чтобы в будущем сэкономить на процедуре замены.

Поскольку замена двухмассового маховика стоит недёшево: установка и снятие от 10000 руб. + цена детали от 25 000 руб., то на СТО предлагают восстановить маховик, что позволит сэкономить до 10 000 руб. Если заменить двухмассовый маховик на сплошной, то можно сэкономить 20% денег, а в будущем придётся менять только диски сцепления. Одномассовые маховики часто ставят на автомобили с большими пробегами.

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.