Конструкция махового колеса, или маховика, проста, это металлический диск, и чем выше его масса, тем лучше маховые свойства. Работа современного двигателя внутреннего сгорания немыслима без маховика. Статья поможет разобраться в назначении данного узла, его устройстве и типах.
Назначение и функции
Назначение маховика – передача мощности с ДВС на коробку передач, для чего он размещается между силовым агрегатом и трансмиссией. Самый простой маховик, появившийся уже на самых первых двигателях – это литой диск, через который посредством стартера запускается двигатель, для чего на чугунном маховике запрессован стальной венец с зубьями для передачи вращения. При использовании в автомобиле традиционной «механики», к маховому колесу прикрепляется корзина сцепления, в случае современного «автомата» взамен корзины устанавливается гидротрансформатор.
Для стабильной работы двигателя и вывода поршней из мертвых точек, маховик должен быть инерционным, с прямой зависимостью массы от количества цилиндров и мощности силового агрегата. Поскольку в 4-тактном двигателе в данный момент мощность отдается только цилиндром, в котором совершается рабочий ход, маховик, закрепляемый на выходе коленчатого вала, в силу своих инерционных свойств должен обеспечить движение цилиндров и деталей кривошипно-шатунного механизма, находящихся в фазе 3 нерабочих тактов.
Кратко назначение маховика и его функции можно свести к 4 пунктам:
- исключить работу двигателя «рывками»;
- передать крутящий момент на кривошипно-шатунный механизм;
- через сцепление передать мощность на трансмиссию;
- обеспечить запуск ДВС посредством стартера.
Три основных конструктивных типа маховиков
В данное время в ДВС используются маховики 3 основных типов.
Наиболее прост в устройстве описанный выше чугунный литой сплошной маховик в форме диска. При использовании механической коробки передач маховик должен быть тяжелым, в автомобилях с автоматической КП его масса может быть уменьшена за счет инерционных свойств гидротрансформатора.
Поскольку маховик отбирает часть мощности двигателя, для повышения мощности на 4-5% при тюнинговании силового агрегата, трансмиссии и автомобиля в целом, маховик зачастую облегчают. Уменьшение инерционности силового агрегата совместно с маховиком повышает динамичность автомобиля, он скорее реагирует на нажатие на педаль газа. Но облегчать маховик допускается лишь совместно с тюнингом поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, в противном случае ухудшится работа силового агрегата на малых оборотах.
На выпускаемые в последнее время автомобили предпочитают устанавливать маховые колеса усложненной конструкции, называемые демпферными, или двухмассовыми. Подобные маховики работоспособны на авто с механической КП и автоматической без гидротрансформатора. При установке демпферного маховика, который гасит крутильные колебания, на транспортное средство с механикой ведомый диск сцепления устанавливается без демпфера.
Работа демпферного маховика отличается бесшумностью, отсутствием вибраций, с предохранением от поломок деталей синхронизатора и трансмиссии. Статья посвящена двухмассовым маховикам, особенности конструкции которых более подробно рассматриваются ниже.
Конструкция и отличительные особенности демпферного маховика
Как следует из названия, конструктивно маховик состоит из 2 дисков. Диски независимы один от другого, первичный диск с венцом передает вращение вала стартера к силовому агрегату, другой диск передает силовой момент на трансмиссию. Корпуса двух дисков соединены осевым и радиальным подшипниками.
Крутящий момент от коленчатого вала воспринимает первичный диск, передающий его далее на второй. Диски соединены механически системой демпферных пружин разной степени жесткости, мягкими и жесткими, погруженными в особую смазку. При приведение в движение первичного диска вначале сжимаются мягкие пружины, на второй диск движение передается лишь сжатыми жесткими пружинами. Подобная согласованная работа пружин гасит возникающие при работе силового агрегата колебания, что облегчает работу коробки передач.
Между пружинами разной жесткости распределены функции гашения колебаний при разной скорости вращения двигателя. При запуске, остановке и на малых оборотах в действие вступают мягкие пружины, на высоких оборотах подключаются жесткие пружины. Поскольку на автомобилях с АКП переключение передач происходит чаще и быстрее, чем на авто с МКП, вначале маховики новой конструкции устанавливались именно на подобные транспортные средства. И лишь когда преимущества двухмассовых маховиков проявились в полную силу, их стали устанавливать и на авто с МКП.
Плюсы и минусы демпферных маховиков
К числу достоинств можно отнести:
- повышение плавности работы силового агрегата и КП;
- снижение шумов и вибрации.
К числу недостатков следует отнести:
- детали конструкции испытывают высокие перегрузки, что снижает срок службы маховика до 3 лет в среднем;
- расход и ухудшение свойств внутренней смазки;
- высокая стоимость маховика.
Возможные неисправности
В результате испытываемых нагрузок возможен выход маховика из строя, что проявляется в виде посторонних звуков, щелчков, скрипов и вибраций при запуске и остановке ДВС, старте и разгоне.
Вибрации неопытные и не знакомые с работой демпферного маховика водители иногда принимают за «троение» силового агрегата. На высоких передачах проявления подобного рода, как правило, исчезают. Но к описанным выше проявлениям могут привести, помимо махового колеса, также опоры ДВС, коробка передач, глушитель, навесные детали, и оттого торопиться с заменой маховика ранее выяснения причин не стоит.
Разобраться в причинах происходящего можно лишь после демонтажа КП и осмотра находящихся под подозрением деталей, что требует особых умений и средств.
Ремонт маховика
Производители маховиков не рекомендуют подвергать их ремонту в случае неисправности, узел считается неразборным и подлежит замене целиком. Но некоторые автолюбители, ввиду высокой стоимости маховика, пытаются произвести его ремонт, если не самостоятельно, то в автосервисе.
Действительно, в автосервисе берутся за производство простейшего ремонта, наподобие замены вышедших из строя пружин, самых ненадежных деталей конструкции. Но после разрушения корпуса либо подшипников замена узла в целом неизбежна. Производство ремонта в подобном случае не гарантирует стабильную работу силового агрегата и трансмиссии в последующем.
Замена двухмассового маховика на одномассовый
В хорошем автосервисе произвести подобную замену оказывается всегда возможным. Но вот насколько она целесообразна? В результате ухудшится работа и сократится срок службы других узлов, также не дешевых, а именно двигателя и коробки передач.
Мощный силовой агрегат и МКП будут вызывать вибрации с тряской при запуске двигателя и его остановке, что резко ухудшит комфортность езды. Как результат, отсутствие демпфирования при работе с простым маховиком уменьшит надежность роботизированной КП, что вскоре потребует дорогостоящего ремонта.