Современные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) состоят из множества деталей и узлов, каждый из которых играет определенную роль. Есть такая функция у маховиков, которые хоть и достаточно просты по конструкции, но являются важными по своему прямому назначению составляющими силовых агрегатов.
Маховики установлены на концах коленчатых валов, недалеко от задних коренных подшипников. У многих владельцев транспортных средств, не очень знакомых с нюансами устройства двигателя, часто возникает вопрос: что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен? Попробуем ответить на этот вопрос.
Маховик: что это и для чего он нужен
Схематическое изображение маховика на коленчатом валу: 1 — коленчатый вал; 2 — руль с короной; 3 — шатунная шейка; 4 — корневая шейка; 5 — противовес
Маховик представляет собой дисковидное устройство, которое соединяется с задней частью коленчатого вала.
Маховик имеет довольно значительную массу, а потому способен согласно законам физики накапливать и отдавать кинетическую энергию. Именно благодаря этому свойству данные узлы используются в современных двигателях внутреннего сгорания в качестве конструкций, позволяющих сгладить неравномерность вращения коленчатого вала. В периоды хода поршня маховики накапливают энергию крутящего момента, а когда поршни находятся в так называемых «мертвых точках», отводят от них эти части и выделяют энергию.
Следует отметить, что чем больше цилиндров у двигателя внутреннего сгорания, тем равномернее у него крутящий момент. Следовательно, в таких двигателях внутреннего сгорания можно использовать более легкие маховики, чем в двигателях с уменьшенным числом цилиндров.
Еще одной важной функцией маховиков двигателей внутреннего сгорания является передача крутящего момента на коленчатый вал от стартера. По внешней окружности этого узла насажен зубчатый стальной обод, который называется венцом. Он входит в зацепление с валом, который выходит из стартера и имеет шестерню. Когда водитель включает зажигание, стартер крутит этот вал, который, в свою очередь, вращает маховик, приводящий в движение коленчатый вал. Это то, что заставляет двигатель запускаться.
Статья по теме: Полная и частичная замена масла в АКПП: Стоимость замены ATF
Также маховики играют важную роль в трансмиссии современных автомобилей, играя в них роль основных дисков сцепления. Поэтому именно благодаря им крутящий момент от коленчатого вала ДВС передается на коробку передач, а от них — на ведущие колеса.
Разновидности маховиков
Как выглядит маховик на собранном двигателе
В современных двигателях внутреннего сгорания используются три типа маховиков:
- Мономасса (твердая);
- Бимасса;
- Светлый.
Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
Одномассовые маховики
Этот сорт является самым распространенным. Одномассовый маховик двигателя внутреннего сгорания имеет цельную конструкцию и представляет собой достаточно массивный диск, имеющий диаметр от 300 до 400 миллиметров. В большинстве случаев для их изготовления используется высококачественный чугун.
С внешней стороны одномассового маховика по всей окружности установлен зубчатый венец — стальной зубчатый венец. Его монтаж осуществляется по технологии прессования, поэтому он фиксируется очень прочно. Для крепления одномассового маховика к коленчатому валу (вернее, к установленному на нем специальному фланцу) с одной стороны этой детали сделана ступица. При этом роль ведущего диска сцепления играет другая противолежащая плоскость одномассового маховика.
Таким образом, одномассовый маховик достаточно прост по конструкции и недорог в изготовлении, что является причиной его широкого применения в современных двигателях внутреннего сгорания. У него также есть довольно серьезный недостаток, заключающийся в том, что он недостаточно хорошо гасит крутильные колебания. С этой задачей лучше справляются двухмассовые маховики. В конструкции двигателей внутреннего сгорания они активно используются с середины 80-х годов прошлого века.
Двухмассовые маховики
Пример внутренней части двухмассового маховика
Связанный предмет: поршневые пальцы
Конструктивно они состоят из двух дисков, которые соединены между собой специальной пружинно-демпферной системой. Он призван избавить трансмиссию автомобиля от постоянных крутильных колебаний силового агрегата и сделать ее работу плавной. Использование двухмассового маховика вместо одномассового позволяет отказаться от использования демпфирующего устройства на ведущем диске сцепления, что повышает его надежность и долговечность.
Кроме того, использование таких флаеров позволяет:
- Значительно снизить вибрации, передающиеся от двигателя к трансмиссии;
- Снизьте уровень шума;
- Сделать переключение передач более удобным;
- Защищайте трансмиссию от перегрузок.
Согласно некоторым исследованиям, использование двухмассовых маховиков даже способствует снижению расхода топлива двигателем.
Однако следует признать, что эти узлы имеют некоторые недостатки. Главный из них – они не так надежны, как мономассы. Дело в том, что заложенная в его конструкцию пружинно-амортизирующая система испытывает немалые нагрузки, поэтому довольно быстро изнашивается. Во многом по этой причине двухмассовые маховики до сих пор не получили широкого распространения.
Следует отметить, что ведутся активные разработки по совершенствованию конструкции этих агрегатов. Они связаны, прежде всего, с тем, что появляется все больше двигателей, работающих на малых оборотах, а также двигателей достаточно большой мощности при относительно скромном рабочем объеме. Такие двигатели внутреннего сгорания требуют высокой степени гашения вибраций от маховиков, и конструкторы пытаются решить эту проблему. Двухмассовые маховики с использованием центробежных маятников уже успешно спроектированы и испытаны. Они создают колебания в противофазе с основным и таким образом гасят их.
Облегченные маховики
Такие маховики используются при тюнинге силовых агрегатов. Они характеризуются тем, что их масса перераспределяется от центра к краям. Это снижает вес конструкций, а также момент инерции. Автомобили с установленными облегченными маховиками имеют улучшенную динамику разгона.
