Маховик: равномерность и надежность работы двигателя

На чтение

4 мин.

Просмотров

3137

Маховик – массивное колесо, которое используется в современных двигателях как инерционный аккумулятор. Он накапливает кинетическую энергию в моменты, когда поступление энергии выше, чем ее расход, и отдает, когда расход, напротив, превышает потребление. В моторах, для которых характерно поступательное движение поршней, маховик обеспечивает равномерную и стабильную работу на любых оборотах. В чем особенности этой детали, где она находится, и как ее выбрать?

Типы и устройство

Маховики отличаются большим разнообразием, и в одинаковых по принципу работы двигателях внутреннего сгорания можно встретить разные их типы. Чаще всего пользуются всего три вида: сплошной, демпферный и облегченный. Каждый из них имеет свои особенности.

Сплошной

Самый простой вариант, который встречается в большинстве двигателей внутреннего сгорания независимо от типа транспортного средства. Их можно увидеть в составе как малолитражных авто, так и на огромных промышленных, судовых и тепловозных силовых установках – меняется только размер и масса. В основе сплошного маховика лежит диск, изготовленный из стали или чугуна. Его диаметр для легковых авто достигает 40 см, а в более крупных моторах сильно превышает данное значение. В центральной части диска располагается отверстие, через которое деталь монтируется на хвостовую часть коленчатого вала. По окружности сделан венец с большим количеством зубьев.

Наружная поверхность сплошного маховика оснащена посадочным отверстием, в которое при сборке двигателя устанавливается механизм сцепления. Зубчатый венец, запрессованный по всей окружности диска, необходим для соединения с шестерней стартера. Когда в замке зажигания поворачивается ключ, стартер через шестерню раскручивает маховик, в результате чего в последнем сразу же запасается достаточная для запуска силовой установки кинетическая энергия.

Несмотря на предельно простое устройство, маховик требует точной балансировки перед тем, как сойти с конвейера. Если деталь не будет отбалансирована должным образом, в ходе эксплуатации двигателя будут возникать биения и сильные вибрации, что в конечном итоге может привести к резонансному разрушению отдельных его частей. Важно, чтобы созданная на заводе балансировка не изменялась в дальнейшем при выполнении работ по сервисному обслуживанию автомобиля.

Облегченный

Конструктивно облегченный маховик принципиально ничем не отличается от сплошного. Главное его отличие заключается в меньшем весе. Это достигается за счет высверливания окон различного размера. На типовых автомобилях такие диски практически не встречаются, так как являются результатом тюнинга.

Специалисты уменьшают массу маховика для того, чтобы обеспечить более быстрый набор скорости. За это приходится расплачиваться менее стабильной работой двигателя на переходных режимах. Как правило, модернизация диска проводится одновременно с другими мероприятиями, направленными на тюнинг двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в целом.

Демпферный

Демпферные или двухмассовые маховики значительно отличаются от сплошных конструкцией. Так, простые модели состоят из ведомого и ведущего дисков, между которыми располагается гаситель колебаний, собранный из нескольких толстых пружин. Есть и конструктивно более сложные модели, в которых дополнительно используются шестерни, собранные в планетарную передачу.

Демпферный маховик работает по принципу виброразвязки следующим образом: пружины, установленные внутри гасителя колебаний, поглощают толчки и вибрацию от двигателя. Сперва крутящий момент приходится на ведущий диск, затем через гаситель проходит уже «очищенный» момент, который через ведомый диск переходит на сцепление и далее идет на трансмиссию.

Двухмассовые диски используются преимущественно на легковых и грузовых автомобилях, тогда как на промышленных, судовых и тепловозных силовых установках до сих пор устанавливаются сплошные детали. Демпферные маховики примечательны большей надежностью и степенью защиты трансмиссии от колебаний, вызванных работой мотора, но при этом куда более дорогие.

Где стоит маховик?

Маховик является одним из компонентов кривошипно-шатунного механизма. В современных двигателях он находится в хвостовой части коленчатого вала и выглядит как металлический диск с зубчатым венцом. Его диаметр составляет в среднем от 30 до 40 сантиметров, точные размеры и форма зависят от модели мотора. В большинстве автомобилей для того, чтобы добраться до колеса маховика, нужно изрядно разобрать двигатель и снять кожухи, под которым скрывается коленвал.

Задачи маховика

Необходимость в использовании маховика возникает из-за неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания. В каждом из цилиндров за два оборота коленчатого вала происходят четыре такта, причем скорость, с которой поршень двигается вверх и вниз, разная в каждом такте. Из-за такой разницы и проявляются биения, вибрации, особенно на высокой скорости вращения вала. Чтобы этого не происходило, одинаковые такты в различных цилиндрах разнесены по времени выполнения, а в дополнение к этому устанавливается массивный маховик.

Он выполняет такие задачи:

• поддержание равномерной угловой скорости вращения коленчатого вала;
• передача крутящего момента от коленвала на сцепление и КПП;
• передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал при пуске ДВС;
• развязка трансмиссии и кривошипно-шатунного механизма двигателя;
• обеспечение равномерного прохождения поршнями мертвых точек.

Примечательно, что чем большим количеством цилиндров укомплектован двигатель внутреннего сгорания, тем его крутящий момент более равномерный. В связи с этим такие моторы оснащаются меньшими по размеру и весу маховиками, нежели двигатели с малым количеством цилиндров.

Основным параметром маховика является его масса. Чем она выше, тем сложнее раскрутить деталь, но тем больше кинетической энергии она запасает и может отдать, а значит, тем более равномерно будет работать мотор.

Признаки поломки

Маховик – деталь, которая постоянно находится под большими нагрузками во время работы ДВС. Со временем элемент изнашивается, может покрываться трещинами, выламываются некоторые зубья, из-за чего утрачивается тесный контакт с шестерней стартера, и возникают проблемы при запуске двигателя. Не исключено даже ударное разрушение маховика с повреждением мотора.

Не нужно быть мастером по обслуживанию автомобилей, чтобы догадаться о наличии проблем с маховиком. В первую очередь на возможную неисправность детали указывает появление громких и совершенно нехарактерных для исправного двигателя звуков как на холостых оборотах, так и на рабочих режимах. Обычно это проявляется в виде металлического скрежета и скрипа, особенно при запуске мотора. Еще один явный признак – нестабильная работа двигателя на холостых оборотах. Если при нажатии педали газа троение исчезает, вероятно, причина кроется в поломке маховика.

Есть и другие признаки, которые с высокой вероятностью свидетельствуют о проблемах с диском:

• сильные вибрации при работе мотора, зависящие от количества оборотов;
• сложности или невозможность запуска двигателя с помощью стартера;
• уменьшение отзывчивости сцепления, вибрации и хруст при нажатии педали.

Заметив перечисленные признаки за своим автомобилем, не откладывайте решение проблемы на потом и тем более не ждите, пока все пройдет само по себе. Если продолжать эксплуатацию авто с неисправным маховиком, ситуация усугубится: из строя может выйти мотор, сцепление или КПП.

Как надо выбирать?

В большинстве случаев маховик не подлежит ремонту, особенно если надломились зубья, или появились трещины в диске. В подобных ситуациях проще и быстрее будет полностью заменить деталь, заранее купив новую запасную часть. Но как ее выбрать? В этом вам поможет руководство по эксплуатации вашего автомобиля. В нем производитель указывает рекомендуемые параметры для всех деталей, подлежащих замене в ходе эксплуатации машины. При выборе комплектующих обязательно опирайтесь на рекомендации, приведенные в инструкции.

Есть и другие важные советы:

• по возможности покупайте оригинальную деталь, такую же, какая установлена в машине;
• если не позволяет бюджет, закажите совместимый аналог от бренда с хорошей репутацией;
• ни в коем случае не экономьте на маховике, плохая деталь может нанести большой ущерб.

С поиском нужной модели маховика не должно возникнуть никаких проблем, так как в магазинах автозапчастей и на сайтах по продаже автомобильных комплектующих есть возможность подбора деталей по VIN-номеру транспортного средства. Даже если такой услуги по какой-либо причине нет, можно найти комплектующие по модели, году выпуска автомобиля и по параметрам двигателя.

Замена маховика

Диагностика и замена маховика – задачи, которые должны выполняться в строгом соответствии с техническим регламентом производителя автомобиля. В условиях домашнего гаража выполнить установку нового диска достаточно сложно без опыта, навыков и специальных инструментов.

Важно соблюдать правильную ориентацию сцепления, использовать подходящие крепления для фиксации деталей, учитывать другие важные нюансы. Малейшая ошибка, и маховик не только не будет справляться с основной задачей, но и может нанести ущерб всему двигателю. Вот почему по возможности стоит обращаться за услугой замены комплектующих в проверенный автосервис.