Услуги

Марки

Шоссе

Техцентры на карте

Новости

Архив новостей

Вопрос-ответ

Архив ответов

Как и когда заменять венец маховика в автомобиле? Маховик в машине

Как сделать замену венца маховика в авто своими руками?

Среди множества деталей любого транспортного средства существуют такие, о которых редко слышали даже бывалые автомобилисты. Вот, к примеру, мало кто знает, что такое венец маховика, не говоря уже о его самостоятельной замене. В этом нет ничего удивительного, ведь большинство современных автомобилистов не привыкли «копаться» в своих машинах, как это делали наши отцы и деды. Так что же это такое – венец маховика, когда он подлежит замене и как ее осуществить? Об этом вы узнаете уже через несколько минут.

Признаки неисправности маховика

Маховик используется в автомобиле для проворачивания коленвала при работе двигателя. Как и все остальные детали, со временем он приходит в негодность, что чаще всего обусловлено естественным износом.

На разных машинах неисправный маховик проявляет себя по-разному, но все случаи объединяет скрип при запуске и остановке силового агрегата, а также вибрация при начале движения. Кроме того, практически любой водитель заметит, как при работе на небольших оборотах мотор начинает троить, а при повышении оборотов вибрации пропадают. Все эти признаки неисправного маховика очень быстро приводят к его поломке, вследствие чего двигатель перестает запускаться, и машина никуда не поедет.

Из чего состоит процесс замены венца

Для решения проблемы неисправности маховика, признаки которой мы только что назвали, вам нужно пройти три последовательных этапа: снятие КПП, снятие корзины сцепления и демонтаж самого маховика.

Снятие коробки передач

Если вы хотите демонтировать коробку передач быстро и без лишних материальных затрат (в том числе и на покупку нового масла для его повторного залива), тогда нужно осуществить всего несколько действий: открутить продольные рычаги крепления (их еще называют «сабли») и снять стартер.

В большинстве случаев этого уже достаточно, чтобы отсоединить КПП от мотора, и все, что остается, – это демонтировать кулису, опоры передаточной коробки и контактные массы датчика заднего хода. Теперь поставьте снятую трансмиссию на пол, тем самым открывая себе беспрепятственный доступ к сцеплению и самому зубчатому венцу маховика.

Снятие корзины сцепления

Следующим этапом на пути успешной замены венца маховика является снятие корзины сцепления. Для этого вам не понадобятся никакие специальные съемники, достаточно будет лишь накидного ключа на 13 или 17 (в зависимости от вида транспортного средства и его модели). Ключ нужно подсунуть через пластиковую крышку и не спеша открутить все крепежные болты с разбивкой по 120 градусов.

Важно! При обратной установке корзины (новой или старой), ее необходимо установить четко на то же самое место, где она была до этого, иначе вибрация никуда не денется. Чтобы не ошибиться и все сделать правильно, место возле болтов следует пометить.

Снятие маховика

Чтобы определить признаки износа маховика (находится в конце коленвала) его необходимо сначала снять. Однако, прежде чем откручивать болты крепления, устройство нужно зафиксировать. В одних случаях с этой целью используют стандартный фиксатор, в других – самостоятельно изготавливают более удобный для себя инструмент. К примеру, можно взять направляющую от серверной стойки, дополненную насверленными отверстиями. Такое приспособление прикручивается к маховику крепежными болтами корзины, таким способом удерживаясь от проворачивания.

Также можно воспользоваться нижним левым резьбовым отверстием в креплении картера, куда вворачивают болт, тем самым предотвращая проворачивание венца маховика.

Обратите внимание! Перед демонтажем маховика следует помнить о необходимости пометок взаимного расположения коленчатого вала и интересующей нас детали.

Далее, следует упереть отвертку в венец маховика и открутить его крепежные болты. Придерживая деталь, выньте опорную шайбу и снимите сам маховик.

Установка нового элемента проводится в обратном порядке, с учетом расположения крепежных отверстий в двух противоположных положениях. Нужно учитывать тот факт, что балансировка маховика на заводе-изготовителе выполняется вместе с коленвалом, а значит, он требует строгой установки в первоначальное положение.

А знаете ли Вы? Одним из самых древних вариантов использования эффекта маховика является гончарный круг ветряных мельниц.

Какой инструмент подготовить для снятия венца и маховика

Выполняя ремонт маховика двигателя или его замену, вам, естественно, понадобится определенный инструментарий для выполнения демонтажа старой детали. К нему относят динамометрический ключ, отвертку, торцевой ключ на 17. А вообще лучше иметь при себе набор головок, гаечных ключей и отверток – мало ли что может понадобиться в процессе работы. Они также будут полезными и при демонтаже МКПП и снятии корзины сцепления. Некоторые автомобилисты обходятся зубилом, слесарным молотком и надежным основанием, на которое устанавливается снятый маховик.

Как снять венец маховика, подробная инструкция

Если вы не знаете, как поменять венец маховика в самостоятельном порядке, или же сомневаетесь в собственных силах, то вам следует понимать, что это относительно простая процедура, которая не отнимет много времени (например, процедура замены венца маховика, в большинстве случаев, не займет больше 15-20 минут).

Если при снятии венец маховика будет переворачиваться неразбитой частью зубьев, тогда нужно нанести на него взаимные метки, что поможет не ошибиться при обратной установке.

Старый венец сбивается с основания при помощи молотка и выколотки, в роли которой может выступить вороток (к примеру, на 3/8), причем в самом маховике имеются полукруглые пазы, способствующие выполнению задания.

Перед установкой нового венца, его нужно разогреть. Хороший способ – завернуть в газеты и поджечь, после чего новую деталь следует установить на маховик (внутренней фаской к нему) и легко обстучать до полной усадки в посадочное место.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Какие виды маховиков бывают? И какой из них лучше всего?

Добро пожаловать!Маховик — это неотъемлемая часть двигателя и коробки, потому что если его не было, то стандартный автомобиль либо при низких оборотах двигателя скорее всего не заводился бы, или либо заводился но двигатель работал бы с перебоями. Поэтому для более ровной работы двигателя при низких оборотах и был разработан маховик, а какие виды этого агрегата на сегодняшний день бывают, мы расскажем вам в статье.

Сплошной маховик:

Это самый стандартный маховик который ставиться с завода на большинство автомобилей «ВАЗ». Как правило такие маховики имеют очень большой вес, что очень хорошо сказывается при езде по городу, потому что чем больше вес у маховика тем двигатель лучше работает на низких оборотах, но теряет свою приёмистость на верхах.

Облегчённый маховик:

Многие люди уже слышали о таком агрегате, а весь его плюс заключается в том, что с ним машина легче набирает обороты, но только в том случае когда обороты у двигателя находятся в средней отметки «2000-5000 тыс». Поэтому исходя из этого можно понять, то что облегчённый маховик подлежит установки только на те автомобили, которые используются не в городе а на трассе, потому что как мы уже отмечали ранее, слишком лёгкий маховик очень плохо будет работать на низких оборотах двигателя «800-2000 тыс», в связи с этим двигатель будет работать с перебоями и уменьшится его ресурс из-за перегрузок.

Поэтому при покупки облегчённого маховика всегда ищите золотую середину в его весе, не рекомендуется брать слишком легкий маховик для городских автомобилей, а если вы уже взяли то либо увеличивайте рабочий холостой ход у автомобиля, либо меняйте маховик обратно.

Двух-массовый маховик:

Если говорить вкратце, то на данный момент самым совершенным маховиком является именно двух-массовый. Благодаря данному агрегату, на коробку передач практически не передаются колебания, что является огромным плюсом, потому что как мы все знаем если на коробку будут передаваться колебания от маховика, то из-за этого при трогании будет происходить шум и вибрация которая очень ощущается в салоне.

Но к сожалению такие виды маховиков ставятся с завода лишь на автомобили средней и высокой стоимости, а в большей степени лишь на грузовики. Всё это связанно с тем, что стоимость такого агрегата очень высока и не позволяет его использование на автомобилях малого класса. К примеру, чтобы вы представляли хоть чуть-чуть эти цифры, то стоимость стандартного маховика на автомобиль «ВАЗ 2109» составит порядка «1500-2500 тыс руб» за одну штуку. А в то время, стоимость двух-массового маховика переваливает за «20000 тыс руб» и поэтому оснащать «Вазовские» автомобили такими маховиками пока не торопятся.

Примечание!О том как работает двух-массовый маховик, вы сможете увидеть в видео-ролике который расположен в конце статьи!

Дополнительный видео-ролик:Вы видели когда нибудь как работает двух-массовый маховик установленный на автомобиле? Если Нет! Тогда посмотрите интересный видео-ролик размещённый чуть ниже:

vaz-russia.ru

Маховик - это... Что такое Маховик?

Маховик со сферическими грузами, построенный по чертежам Леонардо да Винчи. Кадр из видео.

Маховик (Маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии.

Также маховиком называют регулировочное колесо, похожее по форме.

Использование

Используется в машинах, имеющих неравномерное поступление или использование энергии, накапливая энергию, когда поступление энергии выше чем расход, и отдавая её, когда потребление превышает поступление энергии. Также используется в гибридном двигателе в качестве накопителя энергии и для рекуперативного торможения.

Часто функцию маховика выполняет массивный вращающийся элемент механизма. Такие как гончарный круг, массивные колеса водяной мельницы или массивные зубчатые колеса.

Помимо энергии, вращающийся маховик (как и любое вращающееся тело) обладает ещё и моментом импульса , с чем связано наблюдение гироскопического эффекта, заключающегося в прецессии оси вращения вокруг своего первоначального направления при появлении внешней силы, не совпадающей с направлением оси вращения.

Первым примером использования гироскопического эффекта можно считать изобретение игрушки «волчок» («йо-йо»).

Одним из первых применений гироскопического эффекта стал переход от стрельбы круглыми ядрами к продолговатым снарядам, вращение которых позволило сохранять их ориентацию в пространстве, а продолговатая форма -значительно увеличить их массу (болванка) или же разрывной заряд.

Маховиком является и ротор гироскопа, используемого в гирокомпасах и вообще в гироскопических устройствах ориентации в пространстве , в частности торпед (прибор Обри), ракет и космических аппаратов. Наиболее привычные примеры маховика- велосипедное колесо или вращающийся диск электро-проигрывателя виниловых пластинок.

Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в успокоителях качки корабля.

Физика

Кинетическая энергия вращения, накопленная во вращающемся теле (маховике), может быть рассчитана по формуле:

Маховик фабричной стационарной паровой машины

где:

Для простых форм маховика, известны конечные выражения момента инерции

Заменив в формуле для полого цилиндра, угловую скорость — на частоту вращения — по формуле

получим

История

Эффект маховика использовался с древнейших времен. Например в гончарном круге, ветряных мельницах. Вероятно, одним из древнейших примеров использования маховика стала археологическая находка из Междуречья (в районе города Ур) — гончарный станок с диском из обожжённой глины, около метра в поперечнике и весом не менее центнера. Подобные изобретения неоднократно появлялись и в Китае.[1]

Маховик со старой фабрики

Согласно американскому медиевисту Линну Уайту немецкий монах Теофил упоминает в своём трактате «О различных искусствах» несколько машин, в которых применяется маховик.[2]

Во время промышленной революции, Джеймс Уатт применил маховик в паровой машине для выравнивания движения и преодоления мертвых положений поршня[3], и его современник Джеймс Пикард использовал маховик в сочетании с кривошипно-шатунным механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное[4].

Использование маховика в качестве аккумулятора энергии ограничивается тем, что при превышении допустимой окружной скорости происходит разрыв маховика приводящий к большим разрушениям. Это вынуждает создавать маховики с очень большим запасом прочности, что приводит к снижению их эффективности.

Следствием этого является малая (по сравнению с другими видами аккумуляторов) удельная энергоёмкость.

В мае 1964 года Гулия Нурбей Владимирович подал заявку на изобретение супермаховика — энергоёмкого и разрывобезопасного маховика.

См. также

Ссылки

Примечания

↑ Родионов В. Г. Оптимизация структуры генерирующих мощностей. Аккумуляторы – накопители энергии // Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. — М.: ЭНАС, 2010. — С. 65. — 352 с. — ISBN 978-5-4248-0002-3

↑ Lynn White, Jr., “Theophilus Redivivus”, Technology and Culture, Vol. 5, No. 2. (Spring, 1964), Review, pp. 224-233 (233)
↑ Элла Цыганкова У истоков дизайна
↑ Encyclopedia of the Industrial Revolution, 1750-2007: Steam Engine (англ.)

dvc.academic.ru

Как выбрать маховик | Новости автомира

Маховик – достаточно сложное устройство, не относящееся к категории ремонтопригодных узлов автомобиля. Сегодня у него несколько задач, однако? самая главная заключается в смягчении рывков при работе двигателя. Как вы наверняка знаете, поршни не двигаются постоянно – в их движении есть крайние точки. Когда поршень достигает этих точек, двигатель начинает ощутимо трястись. Маховик нужен для того, что погасить эти колебания и сделать пребывание в автомобиле максимально комфортным. Давайте сравним: в автомобилях с классическим сцеплением резонансная частота колеблется между 1100 и 1500 об/мин. Если поставить двухмассовый маховик, это число уменьшится как минимум втрое. Таким образом, детали трансмиссии не будут подвергаться излишним нагрузкам от крутильных колебаний.

Конструктивные особенности

На рынке можно встретить несколько типов маховиков: обычные, облегченные и двухмассовые. Разберемся особенностями каждого типа.

Маховики

Обычный маховик, также называемый сплошным, к нашему времени устарел. Это металлический диск, на окружности которого есть множество зубцов. Конструкция очень проста и может похвастать колоссальным сроком эксплуатации . Вот только работать с современными высокомощными двигателями эффективно сплошные маховики не могут. Как минимум, они сильно нагружают трансмиссию. Иногда покупаются и ставятся вместо штатных маховиков в качестве экономной альтернативы.

Облеченный маховик – одно из новшеств, пришедших из автомобильного спорта. Весит 1,5-4,0 килограмма. Стальной диск, из которого такой маховик изготавливается, испещрен множеством отверстий. Их концентрация самая высокая у наружного края. Такая конструкция по прочности почти не уступает сплошной, однако, позволяет достаточно эффективно работать с мощными двигателями. Правда, для установки нужно доработать смежные узлы. С таким маховиком машина четко реагируют на педаль газа, двигатель быстро набирает обороты (если сравнивать с обычным маховиком) и улучшается переключение на пониженную передачу. По словам автомобилистов, с облегченным маховиком требуется больше воздействий на педаль газа, особенно при езде по городу.

Двухмассовые маховики – решение очень сложное, но надежное и эффективное. Встречаются следующие:

Обычный демпферный. В нем имеется два диска, один из которых в своей работе связан с коленвалом напрямую, а второй со сцеплением. Диски соединены через упорный подшипник скольжения, а также радиальный подшипник. Между дисками также можно видеть пружинно-демпферный механизм, который отвечает за гашение колебаний. Используемые пружины: жесткие для работы с большими нагрузками и относительно мягкие для работы со средними. Дуговые пружины довольно длинные – диск маховика может проворачиваться на 100 градусов;
С маятниковым гасителем. Доработанный вариант демпферного маховика. Кроме пружин, внутри имеется центробежный маятник, который «помогает» гасить колебания (главным образом остаточные).

Конструктивные исполнения маховиков

Также встречаются отдельные подтипы. К примеру, на легковой транспорт часто ставят маховики, которые работают адаптивно и увеличивают трение. Некоторые могут отбирать мощность. Последние – отличный выбор для автомобилей с двухдисковым сцеплением и вариатором.

Подробнее о функциях

Маховик устанавливается во все современные автомобили по ряду причин:

Он эффективно демпфирует (предотвращает) крутильные колебания, тем самым уменьшая нагрузку на трансмиссию;
Может взять на себя роль аккумулятора энергии, которая при достижении поршнями мертвых точек отдается конструкции автомобиля и предотвращает полную остановку двигателя;
Передает возникающие моменты вращения от коленчатого вала к сцеплению;
Помогает раскрутить коленвал. Работает это так: в момент пуска стартера последний сцепляется с маховиком и обеспечивает плавный и надежный запуск двигателя.

Как видите, рассуждать о маховике только как о гасителе колебаний некорректно. Каждая из его функций очень важна и ее сложно переоценить.

Неисправности двухмассовых маховиков

Поскольку на большинстве легковых автомобилей стоят двухмассовые маховики, мы будем рассматривать именно их. Впрочем, клиническая картина неисправностей у всех типов примерно одинаковая. Дефекты устройств напрямую связаны с трещинами, царапина и утечками смазки. Впрочем, не стоит подробно рассматривать то, как маховик «умирает» от естественного старения металла. Ресурс хорошей детали достигает 300 и более тысяч километров. Проверить сохранность демпфера без снятия сложно, но относительно точную картинку можно получить и так. А именно:

На холостых оборотах двигатель работает со скрежетом, который пропадает, как только водитель выжимает сцепление;
На малых оборотах создается впечатление, что мотор «троит». Как только обороты достигают 1000 и больших значений, работа становится ровной;
При большой нагрузке на двигатель хорошо чувствуется вибрация;
Слышен скрип в момент запуска двигателя, а иногда и остановке.

Двухмассовый маховик

Это основные моменты, которые нужно учитывать. Более полную картинку можно получить при разборке:

Изношен диск. Как раз по причине сильно износа сцепление «бьется» на малых оборотах;
Появился люфт коленвала;
На лицо признаки перегрева. Если вы видите следы следы побежалости, грешить стоит на осевой подшипник;
Блокируется первичный и вторичный маховик. Если для установки были использованы слишком длинные болты, они начнут блокировать диски. Вы сразу это поймете по отсутствию амортизации и шумоглушения.

Также советуем сделать то, о чем говорят эксперты компании Sachs. Сняв коробку передач, попробуйте провернуть подвижную часть устройства в одну, а затем в другую сторону. Первое: проворачивайте на одинаковый угол. Второе: работа не потребует значительных усилий. Посчитать угол можно по зубцам, а вот усилие лучше проверить динамометром. Если усилия и углы различны, маховик сильно изношен.

Что же сокращает эксплуатационный срок

Не забывайте о том, что деталь остро реагирует на неисправности смежной с ней узлов. Он прослужит сотни тысяч километров только при соблюдении следующих условий:

Нет серьезно разброса в компрессии. Допустимый предел устанавливается производителем. При слишком больших значениях компрессии возникает риск резонанса. Первым на себя примет нагрузку маховик, а уже затем демпфер-шкив коленчатого вала. Как раз поэтому вместе с поломкой маховика и возникают связанные с коленвалом проблемы;
Исправен комплект сцепления. Маховик долго не отходит, если включение сцепления сопровождают рывки;
Топливная аппаратура. Высоки требования к качеству работы форсунок. Эффект тот же, что и от разброса в компрессии;
В хорошем состоянии подушки двигателя. Заметьте: подушки тоже отвечают за сглаживание колебаний;
Исправна трансмиссия. Скорее, есть ли в ней мелкие дефекты. Те же люфты с зазорами могут спровоцировать удары в момент включения той или иной передачи. Как результат: маховик слишком «трясет» и он быстрее изнашивается;
Водитель понимает, что от него требуется. Лихая скоростная езда и привычка парковаться на уклоне без использования ручника могут «убить» маховик рекордно быстро. Главное правило: никогда не ставьте свой транспорт на уклоне только на передаче. В зимнюю пору паркуйтесь на ровной дороге и без опаски ставьте авто на передачу.

Отдельного упоминания стоят маховики на дизельных автомобилях. Дело в том, что многие водители ради экономии топлива предпочитают ездить на оборотах, близких к холостым. Вот только коленвал при такой езде дает высокие крутильные колебания. Маховик расходует свой ресурс в таком режиме работы очень быстро.

Комплект сцепления LUK с маховиком справа

Серьезно поможет в эксплуатации также регулярное техобслуживание. По крайней мере, вы ощутимо сэкономите на ремонте смежных узлов, если вовремя будут выявлены неполадки маховика.

О перспективе ремонта

Как правило, ремонт двухмассовых маховиков заключается в проточке фрикционной поверхности. Правда, изделие после ремонта теряет в прочности. Замена пружин и подшипников в теории возможна, но ожидаемого результата не дает. Производитель не поставляет их отдельно от маховика. Можно поставить примерно похожие по характеристикам детали, однако, гарантий их долговечности не будет.

Замена маховика на новый обязательна при каждой второй замене сцепления. Это не всегда делают, к примеру, продавцы авто, или же проводят неправильный ремонт. Со стопроцентной вероятностью получается лишь профилактика некоторых «болезней». К примеру, регистрируется наличие утечек, царапин, измеряется величина осевого смещения, свободного хода. Заметьте: маховики не чистят струей воды под давлением, не используют для очистки сжатый воздух, аэрозоли или паростройную очистку – только сухую ткань.

Восстановление старой детали – чрезвычайно сложный процесс. Для этого требуются квалифицированные кадры и дорогостоящее зарубежное оборудование. Так что качественно сделать эту работу способен ничтожный процент мастерских. Даже после правильного восстановления дается гарантия в среднем на полгода. И вам все равно может не повезти и гарантированные полгода маховик не отъездит. Если уж он пришел в негодность, лучше купить новый.

Чем руководствоваться при выборе

Лучшим вашим помощником в выборе маховика будут рекомендации от автопроизводителя. Дело в том, что даже близкие к оригиналу аналоги не всегда имеют те же свойства, что и оригинал. Как результат, в ускоренном режиме расходуется ресурс трансмиссии и коленвала.

Подбирайте новый маховик по VIN-коду. Так вы легко найдете оригинал и идентичные ему аналоги. Возможен также выбор по характеристикам автомобиля. В этом очень помогают онлайн-каталоги, в которых детали уже отсортированы по данным транспортных средств.

Не забывайте также о болтах. Они не всегда идут в комплекте с деталью, но докупить подходящие в любом случае придется. Стоят они не так дорого. Если взять любые попавшиеся, нет гарантии того, что маховик будет затянут должным образом.

Экскурс по брендам

Полное соответствие требованиям гарантируют только OEM-запчасти. Поставив оригинал, вы гарантированно избавляетесь от возможного ремонта смежных узлов, износ которых ускоряется при установке неподходящего маховика.

В случае с аналогами перечислить лучших производителей очень просто: Valeo (Франция), Sachs, LUK (Германия). Значительная часть их продукции поставляется на заводы крупных автоконцернов. К примеру, покупая Sachs, вы получаете все тот же оригинал. Данный производитель поставляет все необходимые детали автомобильного сцепления. Мы составляли данный материал, резюмируя советы и рекомендации экспертов немецких компаний.

Маховик фирмы Sachs

Продукция фирмы Valeo стоит отдельного упоминания. В первую очередь потому что она очень качественная и стоит каждой копейки. Есть и другой момент. Ей производится множество неплохих одномассовых аналогов маховиков от немецких фирм. Так что если вы ищете недорогие альтернативы, обратите внимание на французского производителя.

Как отличить хороший маховик от плохого

Покупая запчасть, обращайте внимание на следующее:

Упаковка. Качественные упаковочные материалы могут позволить себе только серьезные производители;
Полиграфия. Качество шрифтов, пропечатки должны быть на высоте. Если какое-то слово или код на упаковке видны плохо, перед вами почти наверняка подделка или просто изделие от сомнительного производителя;
Соответствие кодов. Обязательно проверьте защитный код. Введите его на сайте производителя;
Дата производства. Слишком старый маховик покупать не стоит. Смазочные материалы спустя 3 года начинают терять свои свойства;
Люфт. Подделка или бракованная продукция имеет большой люфт, а вот оригинал – совсем небольшой, который можно прочувствовать только при значительном усилии;
Качество работы с металлом. Никаких задиров, царапин, сколов и т.п.

Отметим только, что отличить действительно качественный маховик от посредственного, но пригодного к установке, на глаз сможет только специалист с большим опытом. Вышеизложенной информации вам будет достаточно для того, чтобы купить деталь, которая отъездит большую часть указанного производителем километража. Подделку даже с привлекательным ценником брать не стоит – в долгосрочной перспективе вам все равно придется заплатить больше.

Вывод

Проблемы с маховиком возникают не так часто. Однако, если они и возникли, нужно действовать быстро. Во-первых, удобство пользования автомобилем значительно упадет (вибрации, неприятные особенности работы двигателя на разных оборотах и т.д.). Во-вторых, если проблему запустить, она обернется поломкой смежных узлов. Заплатив один раз, вы сэкономите после. Советуем брать только новые маховики вышеуказанных производителей или, если финансы не ограничены, оригинал для вашего автомобиля. Стоят они немало, однако после установки не будут о себе напоминать долгое время. Ремонт маховиков практикуется, однако желаемый результат дает очень редко.

Понравилась новость?

Приободрите автора:

Полезные советы

Как выбрать маховик

Рейтинг: 5 / 5от: 28 пользователей

Средняя оценка:

avto.pro

Маховик - это... Что такое Маховик?

Маховик со сферическими грузами, построенный по чертежам Леонардо да Винчи. Кадр из видео.

Также маховиком называют регулировочное колесо, похожее по форме.

Использование

Свойство маховика сохранять направление оси вращения используется в успокоителях качки корабля.

Физика

Кинетическая энергия вращения, накопленная во вращающемся теле (маховике), может быть рассчитана по формуле:

Маховик фабричной стационарной паровой машины

где:

Для простых форм маховика, известны конечные выражения момента инерции

Заменив в формуле для полого цилиндра, угловую скорость — на частоту вращения — по формуле

получим

История

Маховик со старой фабрики

Следствием этого является малая (по сравнению с другими видами аккумуляторов) удельная энергоёмкость.

См. также

Ссылки

Примечания

↑ Родионов В. Г. Оптимизация структуры генерирующих мощностей. Аккумуляторы – накопители энергии // Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. — М.: ЭНАС, 2010. — С. 65. — 352 с. — ISBN 978-5-4248-0002-3
↑ Lynn White, Jr., “Theophilus Redivivus”, Technology and Culture, Vol. 5, No. 2. (Spring, 1964), Review, pp. 224-233 (233)
↑ Элла Цыганкова У истоков дизайна
↑ Encyclopedia of the Industrial Revolution, 1750-2007: Steam Engine (англ.)

dal.academic.ru

Возможен ли «мягкий» маховик?. Удивительная механика

Возможен ли «мягкий» маховик?

Что касается супермаховиков, у которых энергия отбирается электрическим или гидравлическим путем, то тут все ясно. Электро– и гидроприводы можно регулировать «мягко», так что «потребитель» и не догадается об изменении скорости супермаховика.

Особенно успешно регулируется гидропривод. Гидронасос состоит из нескольких поршеньков, приводимых в движение шайбой, к которой они шарнирно прикреплены. Шайба обычно наклонена таким образом, что за один ее оборот поршенек проделывает вместе с ней некоторый путь вверх-вниз. Уменьшив угол наклона шайбы, поставив ее почти параллельно поршенькам, ход последних можно сделать едва заметным, с увеличением угла наклона увеличится и ход поршеньков. Такая регулировка позволяет менять скорость вращения вала от нулевой до самой высокой.

Предположим, на автомобиле установлены обычный гидродвигатель и супермаховик с гидравлическим приводом, причем на супермаховике – регулируемый насос. Как будет производиться движение машины?

Сначала шайба насоса чуть наклоняется, в гидродвигатель подается немного масла, и он тихонько «трогает» автомобиль. По мере его разгона шайба наклоняется все больше и больше, повышая мощность насоса, а стало быть, и скорость автомобиля. Если супермаховик только что «заряжен» и скорость вращения его высока, то можно ограничиться малым наклоном шайбы; если же скорость вращения основательно упала, то надо увеличить угол наклона, и скорость автомобиля не изменится. Конечно, когда шайба дойдет до предельного положения, регулировка будет уже неэффективна.

Обычно допускается снижение скорости вращения супермаховика вдвое, например с 12 до 6 тыс. оборотов в минуту. Но не следует думать, что и энергии его мы используем тоже половину. Так как при снижении скорости вдвое энергия супермаховика уменьшается в 22, то есть в четыре раза, соответственно мы получаем от него 3/4, или 75 %, всей энергии. Вот какой «глубокий» отбор полезной энергии можно произвести от маховичных накопителей.

Точно так же обстоит дело и с электроприводом, только вместо шайбы здесь применяется так называемое частотное управление. Оно современно и хорошо разработано, мы даже используем его в бытовых приборах, например в вентиляторах.

Но как ни удобны электро– и гидроприводы, они все-таки сложны. КПД – около 0,8-0,9, бывает и чуть повыше, – преобразование механической энергии в поток жидкости или электронов требует затрат – «налога» на это преобразование. Их масса велика, да и стоят они недешево. А главное, эти приводы не позволяют отобрать у маховика всю энергию, довести его до остановки. Почему же нельзя получить от маховика больше энергии?

Дело в том, что всякий привод хорошо работает только на той скорости, на которую он рассчитан. Если скорость супермаховика сильно снижается, то электрогенератор, соединенный с ним, дает слабый ток, а гидронасос – невысокое давление масла. Привод становится маломощным, КПД его падает. Вот потому-то оставшаяся в супермаховике четверть всей накопленной энергии, как правило, не используется.

Сказанное относится к разгону автомобиля. А что происходит при его торможении? Ведь чтобы не потерять при этом кинетическую энергию автомобиля, нам надо перекачать ее в супермаховик.

Для привода безразлично, передавать ли энергию от супермаховика автомобилю или от автомобиля супермаховику. Поэтому на схемах обычно изображают автомобиль в виде супермаховика на одном валу привода, а супермаховик-накопитель – на втором. Так вот, электро– или гидропривод сумеет отобрать у автомобиля, как и у супермаховика, те же 75 % энергии, снизив его скорость лишь вдвое. А куда годится такое торможение, после которого автомобиль все еще движется, хотя и в два раза медленнее?!

И я стал придумывать привод, который мог бы «перекачивать» энергию автомобиля в супермаховик и наоборот практически полностью, – своего рода «энергетический насос», способный отбирать энергию у супермаховика до самой его остановки. Причем КПД этого привода-насоса должен быть выше, чем у любого другого типа привода. Что и говорить, задача была не из легких. Но неожиданно мне повезло. Однажды я увидел во сне… магнитофон. Вот этот магнитофон, вернее, его вращающиеся кассеты и натолкнули меня на правильное решение. Для проверки своей мысли я изготовил специальные кассеты, где намотка начиналась почти от самого вала, и, поставив их на магнитофон, включил его в режиме перемотки.

«Магнитофонный» привод (а) и схема рекуператора энергии на его основе (б)

В то время как одна кассета, на которой ленты было немного, трогалась с места, другая, полная кассета, почти не проворачивалась. Затем, по мере намотки ленты на первую кассету, вторая разгонялась все больше и больше. Наконец, когда первая кассета заполнилась, ее скорость вращения стала едва заметной. Зато вторая кассета, с которой лента смоталась, вращалась очень быстро, совсем как разогнанный супермаховик.

Идея была найдена, далее следовала техническая работа. Не вдаваясь в подробности изготовления привода, хочу сказать, что ленту для него я взял такую же, какую использовал в супермаховиках – стальную, толщиной 0,1 мм и шириной 40 мм.

«Магнитофонный» привод позволял передавать энергию от автомобиля супермаховику или, что одно и то же, от одного супермаховика другому, почти без потерь – на 99 %! При торможении автомобиля неподвижный супермаховик разгонялся, принимая чуть ли не всю энергию автомобиля и доводя его практически до остановки, а затем разгонял неподвижный автомобиль примерно до той же скорости, что была у него до торможения. Сам супермаховик при этом останавливался.

«Магнитофонный» привод был признан изобретением, и мне выдали на него авторское свидетельство.

Хотя этот привод получился значительно легче, меньше и экономичнее любого другого привода для разгона и торможения машин, он работал как бы по заданной программе, всегда одинаково. Регулировать его надо было заранее, до пуска. А ведь автомобиль приходится тормозить и разгонять в зависимости от того, какая ситуация на дороге. Вот для метропоезда, движению которого почти ничего не мешает, магнитофонный привод, наверное, подошел бы. Для автомобиля же лучше поискать что-нибудь иное.

Чтобы полнее использовать энергию маховика и регулировать скорость его вращения без какого-либо привода, можно менять расположение массы в маховике, то есть либо отодвигать ее от оси вращения, либо приближать к ней. Всем известно, чтобы вращаться быстрее, например в танцах на льду или на так называемой скамье Жуковского, человеку надо сгруппироваться, «собрать» руки и плечи поближе к туловищу. Для замедления вращения ему следует, наоборот, раскинуть руки пошире, отодвигая тем самым часть массы подальше от оси вращения. Лучше держать в это время в руках грузы, например гантели. Так и в маховике: если изготовить его части раздвижными, то складывая части, можно ускорить вращение, а раздвигая, – замедлить. И это все при постоянном запасе энергии в маховике.

«Человеческая» модель «раздвижного» маховика

Задача создания «раздвижных» маховиков уже давно привлекает изобретателей. Однако большинство энтузиастов избирают неверный путь. Об этом можно судить хотя бы по тому, что на высоких оборотах их маховики отказываются работать.

Многие устройства – почти точное повторение раздвижного патрона токарного станка. Только грузы в них раздвигаются винтами или рычагами. Я уже говорил, что при вращении маховика его частицы, стремясь двигаться по инерции, то есть прямолинейно, а не по кругу, создают настолько большие усилия, что рвут монолитную сталь. А здесь все эти гигантские силы приходятся на винты, рычажки и другие «хлипкие» механизмы. Где им устоять? Поэтому и рвутся «раздвижные» маховики, не достигая и десятой доли энергоемкости даже обычных маховиков. Их авторы будто заранее позаботились о размерах и массе осколков, специально разрезав монолитный маховик на части и скрепив их непрочными связями.

Не лучше показали себя заливные и насыпные маховики. Такие маховики изготовляют полыми, в виде бочки, и для увеличения инертности заполняют водой, ртутью или даже дробью. Когда же нужно уменьшить инертность, заполнитель либо изымают из маховика, либо тем или иным способом «стягивают» к центру.

Но изобретатели не учитывают, что жидкость или дробь сами не несут своей нагрузки. Все усилия, связанные со стремлением «вырваться» из кругового движения, заполнитель перекладывает на тонкую стенку полого маховика. Жидкость, а тем более дробь, при вращении создает в маховике давление в тысячи атмосфер (сотни мегапаскалей), которое без труда взрывает тонкостенный сосуд – маховик. Попытки сделать стенку толстой не приносят успеха – слишком мало остается места для жидкости, и сосуд превращается в заурядный монолитный маховик.

Другой порок «заливных» маховиков заключается в очень малом КПД. При заливке жидкости на ходу почти половина кинетической энергии маховика переходит в тепло, так как жидкость тормозит маховик, а при изъятии жидкости из маховика теряется вся ее кинетическая энергия – ведь жидкость нужно как бы остановить, сделать неподвижной. Как же быть с изъятием жидкости, если она будет иметь колоссальное давление и сверхзвуковую скорость? Тогда ее никаким насосом не откачаешь!

Вот если бы жидкость, дробь и прочие заполнители сами несли свою нагрузку да еще обладали высокой прочностью… А почему бы не применить в качестве заполнителя стальную ленту – ту, что идет на намотку супермаховика? Пусть она наматывается на вал в центре такого же ленточного супермаховика, понижая его инертность, и, наоборот, сматывается с вала, прижимается к внутренней поверхности ленточного обода, повышая инертность супермаховика. К тому же лента-заполнитель сама несет свою нагрузку.

«Мягкий» супермаховик

Вышел обычный ленточный супермаховик, в котором лента, однако, была склеена только на поверхности обода. Отходя от обода в виде двух или нескольких витков, она дальше наматывалась уже без клея. Когда намотка достигла вала супермаховика, я закрепил на нем концы ленты. Сам супермаховик был посажен на этотвал свободно в подшипниках. Стоило теперь остановить вал, и лента начинала навиваться на него, уменьшая инертность супермаховика. Скорость его вращения при этом увеличивалась.

Картина получалась парадоксальная – супермаховик никто не разгоняет, он предоставлен самому себе, и все же он разгоняется! И будет разгоняться до тех пор, пока вся энергия, накопленная в супермаховике, не перейдет в тонкий внешний слой и не разорвет его!

Это явление напоминает эффект кнута. При ударе об пол вся кинетическая энергия длинного кнута переходит в его кончик, поскольку центральная часть кнута, прикоснувшись к полу, останавливается. Сосредоточившись в самом кончике, кинетическая энергия так сильно разгоняет его, что мы слышим резкий взрывообразный звук, а кончик кнута при этом нередко отрывается.

Практическая польза от саморазгоняющегося супермаховика очевидна – время от времени разгоняя маховик его же энергией, мы обеспечиваем наивыгоднейшие условия работы привода, ведь супермаховик до выделения всей своей энергии вращается с постоянной скоростью. А чтобы отпущенный вал не раскручивался в обратную сторону, его надо связать с супермаховиком храповой муфтой, допускающей вращение только в одну сторону.

Соединив вал подобного маховика с машиной, мы повысим «мягкость» рабочей характеристики – ценнейшее свойство для большинства машин. В чем выражается эта «мягкость»? При торможении обычного маховика он сразу не замедлится – таково свойство маховиков. Если мы затормозим его слишком сильно, то либо вал, либо другая деталь сломаются. Рабочую характеристику в этом случае называют «жесткой».

Если же мы попытаемся остановить таким образом вал «мягкого» супермаховика, то он сперва поддастся, замедлится. Потом мы почувствуем, что вал как бы набирает силу, – на него навиваются все новые и новые витки ленты, диаметр намотки растет, – и мы уже не в состоянии удержать его – вал прокрутится. Чуть отпустив вал, мы тем самым ослабим нагрузку, и вал раскрутится быстрее супермаховика, передавая ему лишние витки ленты. Вот такая характеристика – «мягкая»!

«Мягким» супермаховиком можно производить, например, плавные торможения и разгоны машин. Он способен работать даже в режиме «часовой пружины», только в тысячи раз более энергоемкой. Правда, «заводить» такую пружину посложнее, чем обычную.

Мои конструкции «самонесущих» маховиков переменной инертности тоже были признаны изобретениями.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru