У будь-якому поршневому двигуні внутрішнього згоряння можна зустріти масивну частину кривошипно-шатунного механізму та інших супутніх систем - маховик.Все про маховиках, їх існуючих видах, конструкції і принципі дії, а також про вибір, ремонт і заміну цих деталей читайте в цій статті.
Роль і місце маховика в двигуні
Маховик (маховик) - вузол кривошипно-шатунного механізму (КШМ), муфти зчеплення і поршневої системи запуску двигуна внутрішнього згоряння;На хвостовику колінчастого вала розташований металевий диск великої маси з вінцем, який забезпечує стабільну роботу двигуна за рахунок накопичення і подальшої віддачі кінетичної енергії.
Робота поршневих двигунів внутрішнього згоряння нерівномірна - в кожному його циліндрі за два оберти вала здійснюються чотири такти, причому в кожному такті швидкість поршня різна.Для усунення нерівномірності обертання колінчастого вала однакові такти в різних циліндрах розносяться в часі, а в КШМ вводиться додатковий вузол - маховик, виконаний у вигляді масивного металевого колеса, закріпленого на задній частині колінчастого вала.
Маховик вирішує кілька основних завдань:
● Забезпечення рівномірності кутової швидкості колінчастого вала;
● Забезпечення виведення поршнів з мертвих точок;
● Передача крутного моменту від колінчастого вала до механізму зчеплення, а потім до коробки передач;
● Передача крутного моменту від шестерні стартера на колінчастий вал при пуску силового агрегату;
● Деякі типи деталей - гасіння крутильних коливань і вібрацій, розчеплення КШМ і трансмісії транспортного засобу.
Ця деталь, завдяки своїй значній масі, акумулює кінетичну енергію, отриману під час робочого такту, і віддає її колінчастому валу на трьох інших тактах - це забезпечує як вирівнювання і стабільність кутової швидкості колінчастого вала, так і відведення поршнів. від ВМТ і ВМТ (за рахунок виникаючих сил інерції).Також саме через маховик відбувається зв'язок двигуна з трансмісією автомобіля і передача крутного моменту від шестерні електростартера на колінчастий вал при запуску двигуна.Маховик важливий для нормальної роботи автомобіля, тому при його несправності необхідно якомога швидше провести ремонт або повну заміну.Але перед початком ремонтних робіт слід розібратися в існуючих типах, конструкціях і особливостях маховиків сучасних двигунів внутрішнього згоряння.
Маховик в зборі з колінчастим валом двигуна
Типи та будова маховиків
На сучасних моторах використовуються маховики різних конструкцій, але найбільш поширені три види цих деталей:
● Твердий;
● Легкий;
● Демпфер (або двомасовий).
Найпростіший пристрій має суцільні маховики, які використовуються на більшості поршневих двигунів внутрішнього згоряння - від малолітражних автомобілів до найпотужніших промислових, дизельних і суднових двигунів.Основою конструкції є чавунний або сталевий диск діаметром 30-40 см і більше, в центрі якого розташоване посадочне місце для установки на хвостовик колінчастого вала, а по периферії запресований вінець.Сідло для колінчастого вала зазвичай виконується у вигляді розширення (ступиці), в центрі якого є отвір великого діаметра, а по колу 4-12 і більше отворів під болти, через які маховик кріпиться на фланці хвостовика валу.На зовнішній поверхні маховика є місце для установки зчеплення і утворена кільцева контактна площадка для веденого диска зчеплення.По периферії маховика запресований сталевий вінець, через який в момент пуску передається крутний момент від шестерні стартера на колінчастий вал.
Зазвичай на виробництві маховик балансують, щоб уникнути биття під час роботи двигуна.При балансуванні в різних місцях маховика видаляють зайвий метал (свердління), а для балансування в певному положенні встановлюють муфту та інші деталі (якщо є).Надалі орієнтація маховика і зчеплення не повинна змінюватися, інакше буде дисбаланс, небезпечний для колінчастого вала і всього двигуна.
Подібну конструкцію мають полегшені маховики, але для зменшення ваги в них зроблені вікна різної форми і розміру.Відбір зразків металу маховика з метою зменшення його ваги зазвичай проводиться з метою тюнінгу і форсування двигуна.Установка такого маховика дещо знижує стійкість силового агрегату на перехідних режимах, але забезпечує швидкий набір максимальних обертів і в цілому позитивно позначається на потужностей.Однак установку полегшеного маховика можна проводити тільки паралельно з виконанням інших робіт з тюнінгу / форсування двигуна.
Двомасові маховики мають значно складнішу конструкцію - до їх складу входять гасителі крутильних коливань і різні за конструкцією і принципом дії гасителі.У найпростішому випадку цей вузол складається з двох дисків (веденого і ведучого), між якими знаходиться гаситель крутильних коливань - одна або кілька дугоподібних (згорнутих в кільце або зігнутих дугою) кручених пружин.У більш складних конструкціях між дисками є ряд шестерень, які виконують роль планетарної передачі, а кількість пружин може досягати десятка і більше.Двомасовий маховик, як і звичайний, встановлений на хвостовику колінчастого вала і утримує зчеплення.
Легкий маховикft
Двомасова конструкція маховика
Демпферний маховик працює досить просто.Ведучий диск з'єднаний безпосередньо з фланцем колінчастого вала, сприймаючи від нього крутний момент, а також всі коливання, вібрації та удари, що виникають у перехідних режимах.Крутний момент від ведучого диска до веденого передається через пружини, але завдяки своїй пружності вони поглинають значну частину коливань, ударів і вібрацій, тобто виконують функції демпфера.В результаті такого розчеплення ведений диск, а також пов'язані з ним зчеплення і трансмісія обертаються більш рівномірно, без коливань і вібрацій.
В даний час двомасові маховики, незважаючи на складну конструкцію і відносно високу вартість, все частіше встановлюються на двигуни легкових і вантажних автомобілів.Зростаюча популярність цих деталей пояснюється їх кращою якістю роботи і захистом трансмісії від негативних впливів силового агрегату.Проте маховики міцної конструкції, завдяки своїй ціні, надійності та простоті, дуже широко використовуються на бюджетних автомобілях, більшості тракторів, вантажівок та іншої техніки.
Питання вибору, заміни та обслуговування маховика
У процесі роботи двигуна маховик піддається значним механічним навантаженням, тому з часом в ньому виникають всілякі несправності - тріщини, знос поверхні контакту з веденим диском зчеплення, знос і поломка вінцевих зубів, деформації. і навіть повне руйнування (цьому піддаються чавунні деталі).Несправності маховика проявляються підвищенням рівня вібрацій і шуму під час роботи двигуна, зношеністю зчеплення, зношеністю або неможливістю запуску двигуна стартером (внаслідок зносу вінця) тощо.
Найчастіше в маховиках суцільної конструкції причиною проблеми є зубчастий вінець, а також тріщини і поломки самого диска.При нормальному стані маховика вінець підлягає заміні, на заміну брати деталь того ж типу і моделі, яка стояла раніше.При необхідності можна використовувати коронку з іншою кількістю зубів, але така заміна не завжди можлива.Демонтаж власне вінця зазвичай виконується механічним способом - ударами молотка по зубилу або іншим інструментом.Установка нового вінця проводиться з його нагріванням - за рахунок температурного розширення деталь легко стане на місце, а після охолодження надійно зафіксується на маховику.
У демпферних маховиках часто виникають більш складні несправності - поломка або повне руйнування дугоподібних пружин, знос підшипників, знос тертьових частин дисків і т. д. У більшості випадків двомасовий маховик ремонту не підлягає, а замінюється в зборі. .У деяких ситуаціях можлива заміна вінця і підшипників, але краще довірити ці роботи фахівцям.Діагностика маховика демпфера проводиться як на двигуні, так і на знятій деталі.В першу чергу перевіряється кут відхилення веденого маховика і люфт, якщо кут занадто великий або, навпаки, маховик заклинило, то деталь підлягає заміні.
Всі діагностичні роботи і заміна маховика повинні проводитися відповідно до інструкції з ремонту та технічного обслуговування автомобіля.Щоб отримати доступ до деталі, в більшості випадків необхідно демонтувати коробку передач і зчеплення, що пов'язано з додатковими витратами часу і сил.При установці нового маховика необхідно дотримуватися орієнтацію зчеплення, а також використовувати певні види кріплень і, при необхідності, види мастильних матеріалів.Якщо маховик підібраний і замінений правильно, то двигун і трансмісія будуть працювати надійно, впевнено виконуючи свої функції.
Час публікації: 13 липня 2023 р