Что дает облегченный маховик и как правильно его установить. Маховик автомобиля
Двухмассовый маховик: конструкция, ресурс, причины поломки
У большинства современных иномарок с «механикой» между мотором и сцеплением стоит двухмассовый маховик. Разберемся в особенностях этого недешевого узла, способного доставить немало проблем автовладельцу в случае поломки
текст: Иван Соколов / фото: Schaeffler / 13.10.2015
Если к концу 20 столетия автопромышленность Западной Европы только начинала внедрять в конструкцию некоторых автомобилей двухмассовые маховики (ДММ), то сейчас уже более 70 % выпускаемых европейских автомобилей с механической коробкой передач оснащаются этим узлом. Смысл внедрения сложного и весьма дорогостоящего механизма, вопреки расхожему мнению, вполне обоснован. Главной целью при создании ДММ была защита трансмиссии от генерируемых маховой массой двигателя крутильных колебаний, противостоять которым демпфер крутильных колебаний, расположенный на ведомом диске сцепления, в полной мере уже не мог. Для этого было много причин: рост мощностей и крутящих моментов современных двигателей, повышение требования к комфорту при запуске мотора, переключении передач и ускорении, снижение износа синхронизаторов КП, снижение общей вибронагруженности в салоне и т. д. На все это, помимо конструкции прочих элементов автомобиля, влияли демпфер крутильных колебаний и максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы. И если демпфер диска сцепления позволял отклоняться лишь на 30 градусов относительно положения покоя, то ДММ расширил предел этого значения до 100 градусов в каждом направлении.
Первым производителем в Европе, которому удалось создать и начать крупносерийное производство двухмассовых маховиков, в которых был реализован этот физический принцип стала фирма LuK. Так, одна часть маховика по-прежнему была жестко связана с коленчатым валом двигателя, в то время как другая повышала момент инерции коробки передач. Обе массы при этом связаны демпфирующей системой пружин, которых в свою очередь лишился диск сцепления. Но помимо многочисленных достоинств данный узел до сих пор имеет ряд недостатков, главные из которых — повышенные требования к эксплуатации, дороговизна узла и высокие требования к сервису при его замене. Эта специфика вызывает немало вопросов у автовладельцев. Мы ответим на самые волнующие из них.
Каковы отличия в ресурсе маховика на разных автомобилях и в разных условиях эксплуатации? Есть ли примеры максимального срока службы узла?
В первую очередь, на ресурс влияет тип двигателя — дизельный или бензиновый, т.к. значения крутящего момента у них значительно расходятся. По опыту, на дизельных двигателях применяют более массивные конструкции, которые рассчитываются на повышенные нагрузки в режиме малых оборотов коленчатого вала. Второй фактор — это как раз эксплуатация. Так, например, в режиме маршрутного такси ресурс естественно снижается: здесь приходится говорить о необходимости менять двухмассовый маховик одновременно со сцеплением. С другой стороны, в режиме пригорода пробег до выхода из строя может достигать и 700 000 км, как это было с некоторыми VW Caddy 1.9 TDI.
Повысился ли ресурс маховиков за последние 10 лет?
К сожалению, в современных тенденциях снижения массы и габаритов силовых агрегатов и трансмиссии нет места для увеличения ресурса данных узлов, и мы вынуждены констатировать, что чем современнее и экологичнее автомобиль, тем меньше ресурс всех силовых агрегатов. Производители маховиков не в силах влиять на всю конструкцию автомобиля и техническое задание к нему как к конечному продукту — ресурс автокомпонентов задают сами автопроизводители, поэтому вопрос больше к ним.
Как диагностировать поломку, и чем чревато ее несвоевременное устранение?
Практика общения с сервисными станциями показывает, что в странах бывшего СНГ предпочитают ездить «до конца», не пытаясь предотвратить проблемы заранее. Поэтому, как правило, вся диагностика сводится к констатации факта — маховик разрушен. Тем не менее существуют официальные методы диагностики, в частности — комплект специального инструмента , который позволяет при замене сцепления, например, промерить контрольные параметры маховика, чтобы предупредить клиента о надвигающейся проблеме в трансмиссии. Последствия пренебрежения грозят как минимум дискомфортом при езде, как максимум — выходом из строя узла сцепления и повреждением сопрягаемых деталей.
Каковы основные рекомендации по продлению службы маховика?
Первая рекомендация для дизельного двигателя — удерживать во время езды рабочие обороты двигателя и не эксплуатировать автомобиль в зоне низких оборотов. Исключить буксирование транспортных средств совокупного веса на гибкой сцепке, равно как и запуск автомобиля «с веревки». Для любых автомобилей есть общая рекомендация: запуск двигателя производить только с выжатой педалью сцепления, глушение двигателя — аналогично. Также cледует во время ежегодного ТО контролировать стартовые характеристики АКБ, т.к. это напрямую влияет на вращение маховика во время запуска.
Из-за дороговизны узла многие предпочитают устанавливать комплект сцепления с одномассовым маховиком. Чем это чревато?
Отвечу на вопрос вопросом: что будет, если поставить вместо амортизатора подвески просто металлическую трубу-имитатор? Жестковато, но, как многие говорят, «ездить же можно…»
В последнее время стали появляться сервисы, занимающиеся ремонтом двухмассовых маховиков. Что вы об этом думаете?
Такие сервисы и к нам постоянно обращаются с просьбой продать им все необходимые детали в виде отдельных опорных подшипников и дуговых пружин… Главное, чего не понимают такие специалисты, что нельзя восстановить структуру материала после многочисленных охлаждений/нагревов во время эксплуатации и потерю толщины вторичной массы. Также открытым остается вопрос с дуговыми пружинами, которые в процессе восстановления изготавливаются в кустарных условиях и никакие испытания под конкретную модель автомобиля не проходят. Для этого нужна огромная научно-исследовательская база.
Будут ли глобальные перемены в конструкции двухмассового маховика в ближайшем будущем?
Такие перемены уже наступили: активно внедряются маятниковые гасители крутильных колебаний внутри классической конструкции маховика, происходит «модулизация» узлов сцепления. Но это отдельная тема для обсуждения.
Благодарим за помощь в подготовке материала руководителя технического отдела Schaeffler Automotive Aftermarket Юрия Александрова
5koleso.ru
Что дает облегченный маховик ВАЗ, плюсы и минусы, советы по установки
Если вы найдете ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо.
Существует много мнений о целесообразности установки облегченного маховика на автомобиль, одни видят в этом много плюсов, другие же наоборот, приводят много контраргументов, которые трудно оспорить.
Облегченные маховики устанавливают не только на спортивные или тюнингованные автомобили, но и на отечественные ВАЗы или другие авто, а вот в чем здесь суть и почему это делают поговорим дальше.
Чем характерен облегченный маховик
Облегченный маховик, это изделие из которого было извлечено определенное количество металла.
К примеру, многие автовладельцы ВАЗ из серии классика, облегчают свой маховик на полтора, два, а то и 3,5 килограмма. При этом заводской вес устройства около 7,5 кг.
При последнем варианте изделие будет весить около 4 кг и считается, что это предел для вазовских автомобилей, так как выход за него в меньшую сторону может повлиять на прочностные характеристики самого маховика. Рисковать не стоит. Хотя при правильном подходе вес изделия на ВАЗе можно уменьшить до 3 кг, но про это дальше.
Но обычно на вазовских моделях вес маховика уменьшают на 1,5 кг, что не может негативно сказаться на его прочностных характеристиках.
Но не так все просто, как кажется, тут есть много подводных камней, про которые важно знать.
Сколько мощности забирает на себя обычный маховик
На любом автомобиле, неважно грузовом или легковом, маховик является неотъемлемой составляющей системы запуска мотора.
Именно благодаря этому устройству вращательный момент от бендикса стартера передается на коленвал.
Но после того, как автомобиль завелся маховик не останавливается, а продолжает вращаться, так как постоянно соединен с коленвалом.
Имея определенный вес, при наборе скорости, он забирает часть мощности от двигателя. И чем больше изделие весит, тем больше мощности уходит. Как правило, это 2 – 3%.
Особенно такая картина наблюдается на высоких оборотах работы мотора, уходящих за отметку 4 тыс. в минуту.
Казалось бы, это конструкторская недоработка, которая требует технического решения, но не так все просто. Оказывается, в этом есть и свои плюсы.
Дело в том, что маховик во время вращения, забирает на себя много опасных колебаний от побочных процессов, происходящих в моторе, которые трудно учесть при конструировании последнего.
По сути, колебания не уходят в кузов автомобиля, а гасятся, что немаловажно.
Во время запуска агрегата и на высоких оборотах маховик переносит большие нагрузки, поэтому при изготовлении в него закладываются такие показатели, как стойкость к слому, кручению и большим нагрузкам.
Поэтому весить изделие может в пределах от 6 до 9 кг, в зависимости от того на какой модели авто установлено и какой у нее мощности агрегат.
Маховик в роли энергетического аккумулятора
Устанавливают тяжелые маховики на обычные, пользовательские автомобили с серийными моторами еще по одной причине – они выполняют функцию энергетического аккумулятора.
Дело в том, что на низах передача мощности у таких автомобилей от поршня на коленвал происходит в очень узком диапазоне – 500.
При этом четыре такта в двигателе происходит за 7200 (2 оборота), из них теоретический рабочий ход только 1800.
По причине того, что у стандартного мотора обороты небольшие, а передача мощности происходит в очень узком диапазоне, даже вращение его на холостом ходу затруднено.
Эту ситуацию исправляет тяжелый маховик, который за 500 поворота колен вала вбирает в себя достаточно энергии чтобы потом по инерции дальше раскручиваться и помогать двигателю.
Это же свойственно и для работы агрегата на низах. Т.е. тяжелое устройство на моторах, у которых рабочие обороты в пределах 2,5 – 4 тыс., а холостые – от 0,8 до 1 тыс. играет положительную роль и облегчать его не стоит если параллельно не вносить конструкторские изменения в другие элементы мотора.
Взаимосвязь с ГРМ
Следующая особенность заключается в том, что маховик напрямую завязан с газораспределительным механизмом.
Если на серийном моторе стоит обычное тяжелое изделие, как в нашем случае, и серийный, не тюнинговый, ГРМ, который обеспечивает хорошее наполнение цилиндра и крутящий момент на низких оборотах – двигатель работает в обычном режиме.
Но если на обычном моторе заменить тяжелый маховик на легкий аналог, то получиться что для низов инерционной энергии изделия не хватит чтобы машина плавно двигалась в обычном режиме, так как цилиндры топливной смесью будут наполняться плохо.
Но в то же время высокие обороты у стандартного мотора не появятся потому что механизм газораспределения будет сразу же задавлен и как в первом случае тоже не будет успевать качественно наполнять цилиндры топливной смесью.
Поэтому выбор маховика и степень его облегчения будет напрямую зависеть от ГРМ, т.е. от того, в каком скоростном режиме будет работать двигатель.
Если же наоборот, установить тюнингованный широкий распредвал и в это же время поставить тяжелый маховик, то качественных низов у мотора не будет потому, что не позволит широкий распредвал.
А высокие обороты у двигателя будет плохие потому. что ему придется вращать большую массу моховика и это создаст препятствие для качественного наполнения цилиндров.
Поэтому скоростной режим моторов прежде всего зависит от механизма газораспределения и уже под этот ГРМ подгоняются все остальные детали, включая и вес маховика.
Тут все зависит от конкретной компоновки впускного и выпускного трактов, ширины фаз газораспределения, количество и диаметр клапанов и так далее.
Нужен ли облегченный маховик на форсированном двигателе
У форсированного двигателя рабочий режим работы варьирует в пределах 6 – 7 тыс. оборотов. На таких частотах тяжелое изделие является большим препятствием, ведь такую массу нужно быстро проворачивать.
Облегченное же изделие плюс вращение тяжелого коленчатого вала на больших оборотах будет достаточным чтобы на инерции поддерживать стабильное вращение мотора.
Поэтому в данном случае тяжелый маховик будет лишним, его можно облегчать.
При этом на форсированном моторе уже был проведен комплекс мероприятий по его тюнингу.
Особенности установки облегченного устройства на автомобили ВАЗ
Установка только облегченного маховика на любую вазовскую модель не даст заметного прироста мощности, хотя динамика набора скорости безусловно увеличится.
Перед самой установкой желательно сделать тюнинг газораспределительного механизма, только тогда он позволит хорошо наполнять цилиндры на частотах в пределах 7 – 8 тыс. об/мин.
По сути, при таком тюнингованном ГРМ маховик уже будет не нужен, но так как его полностью выбросить нельзя, его можно спокойно облегчить до 3 кг, и он будет хорошо себя показывать. Но холостой ход на таком агрегате будет уже в пределах 2 – 2,5 тыс. об/мин.
Можно сделать и меньше, но мотор в данном случае будет работать неустойчиво и не в своем режиме, может перегреться поршень и прогореть.
Плюсы и минусы облегченного маховика
Итак, давайте подведем небольшой итог, так в чем же плюсы облегченного маховика по сравнению с обычным, и каковы его минусы.
Плюсы:
- У облегченной версии изделия центробежная и инерционная силы меньше, чем у стандартного, а это значит, что отбор мощности от двигателя при ускорении будет меньшим, этот показатель приблизительно равен 2%;
- На больших оборотах растет КПД работы мотора, так как уменьшаются инерционные и центробежные силы;
- Запуск агрегата и набор оборотов до максимальных проходят с меньшими затратами, а значит экономиться топливо.
Минусы:
- Если поставить на обычный мотор только облегченный аналог, то на автомобиле пропадут низы, а верхов не добавится, в итоге двигатель будет работать не в своем режиме и быстро умрет от повышенных нагрузок. Поэтому тут необходим комплексный подход где нужно правильно подогнать друг к другу все компоненты двигателя, а не только устанавливать тюнингованное изделие.
- После облегчения устройства невозможно получить явно видимый результат. Увеличение мощности на 2% и незначительная экономия топлива, это не те показатели, ради которых стоит замораживаться. Как правило, сразу же облегчают и коленчатый вал, проводят другие работы по тюнингу двигателя, коробки передач, сцепления, распределительных валов, выпускной системы, которые в комплексе дают значительный прирост мощности и экономию. К примеру, устанавливают прямоточный глушитель.
- Способ мало эффективен при не скоростной манере езды, к примеру, при езде за 4 – 4,5 тыс. об/мин, а особенно на 9, результат будет ощутим так как увеличиться момент на раскручивание от 4000 до 8000 – 9000, а при езде до 3 тыс. об/мин результат будет практически незаметен. Если автомобиль будет постоянно ездить груженный, по бездорожью, то с легким маховиком машина будет дергаться, быстро терять обороты, глохнуть, причина – отсутствие достаточной инерции. Поэтому целесообразно устанавливать облегченный маховик только на спортивные автомобили или, как уже отмечалось выше, на обычные, но с доработкой других систем.
- Необходимость в точной балансировке тюнингованного изделия вместе с шкивом ремня генератора и коленчатым валом.
- Прочностные характеристики облегченного устройства значительно ниже, заложенных на заводе, поэтому гарантировать стабильную и продолжительную его работу невозможно.
- Сложность изготовления своими руками, так как изделие должно быть идеально отбалансировано. Для гарантированно качества маховик облегчают на цифровом координатном станке;
- Высокая стоимость, если покупать на авторынке.
Какие изделия опасно покупать
На авторынке представлен широкий выбор облегченных маховиков. Если вы занимаетесь спортивной ездой или дрифтингом, то не стоит покупать изделия весом до 3 кг. Почему?
Обычно для облегчения маховика:
- Обтачивают его заднюю часть с противоположной стороны от сцепления;
- Удаляют метал путем прорезания отверстий на максимальном радиусе;
- Уменьшают толщину заднего внешнего буртика, к примеру, с 15 мм до 3,5 мм;
- Просверливают отверстия;
- Применяют другие способы.
Как правило, основный способ первый, но в любом случае важно не переборщить с количеством снятого металла.
На гонках или дрифтинге постоянно работает сцепление и в результате трения в зоне маховика возникают сумасшедшие температуры. По этой причине тонкий металл устройства может не выдержать и его попросту поведет или оно разлетится.
Разлетевшийся маховик может оторвать корзину сцепления, разорвать колокол, может отлететь стартер. Поэтому тут нужно находить компромисс между сильно облегченным устройство и его надежностью, и безопасностью.
Итак, максимум что даст облегченный маховик, установленный на обычный автомобиль, к примеру, ВАЗ классика, со стандартным мотором, это прирост мощности не более чем на 2%.
Но при этом возможна нестабильная работа двигателя на холостом ходу и низах, так как инерции изделия уже будет не хватать для полноценной работы газораспределительного механизма. Да и с высокими оборотами тут тоже не все гладко (читайте выше).
Вносить изменения в двигатель целесообразно при условии, что его мощность возрастет хотя бы на 20%, а для этого нужно проводить комплекс мероприятий по тюнингу, одно из которых и будет - облегчение маховика.
В статье изложено лично наше мнение, оно может отличаться от вашего, поэтому ждем ваших комментариев.
Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите "ОТПРАВИТЬ". Спасибо.
ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫМ:
ПОДЕЛИТЬСЯ НОВОСТЬЮ С ДРУЗЬЯМИ:
autotopik.ru
описание, виды, назначение и принцип работы
Все знают, что главная задача двигателя заключается в преобразовании энергии на крутящий момент. Передача его осуществляется через специальный маховик диска сцепления. Данный узел имеется в любом автомобиле. Как он устроен и функционирует? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.
Характеристика
При сгорании топливно-воздушной смеси образуется огромный выброс энергии. Взрыв сопровождается ходом поршня, который, в свою очередь, связан с коленчатым валом. Последний имеет на своем конце маховик. 
Именно он передает крутящий момент на коробку, а затем на колеса. Но между двигателем и КПП имеется еще одна деталь - корзина сцепления. Маховик передает крутящий момент неравномерно. Чтобы сгладить его, в устройстве имеется фрикционный диск. Благодаря последнему, автомобиль способен плавно трогаться и переключаться с повышенной на пониженную передачу (и наоборот).
Таким образом, маховик сцепления выполняет несколько функций:
- Обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала.
- Передает крутящий момент на трансмиссию.
- Выполняет запуск ДВС со стартера.
Последней характеристике уделим особое внимание. Вдоль окружности маховика имеются зубья (венец). Они входят в зацепление с бендиксом стартера. Когда водитель поворачивает ключ зажигания, ток поступает на электромотор. Муфта (бендикс) начинает входить в зацепление с венцом маховика. Коленчатый вал набирает обороты. Так производится успешный запуск двигателя.
Отметим, что сам маховик сцепления представляет собой круглый диск диаметром от 30 до 40 сантиметров. Располагается между корзиной сцепления и концом коленчатого вала. На втором конце вала есть шкив (при помощи ременной передачи задействуется ГРМ, система ГУРа и кондиционер). Существует 3 вида маховиков. Особенности каждого из них рассмотрим далее.
Сплошные
Эти маховики изготавливаются из чугунной стали. 
Имеют стальные зубья по внешней поверхности. Очень популярны в автомобильной промышленности. Устанавливаются на бюджетные модели.
Спортивные
Главное их достоинство – малый вес. По сравнению с предыдущим типом, такие маховики весят на полтора килограмма меньше. Так мотору легче крутиться до высоких оборотов. 
Однако инерция его тоже снижается - для повседневной эксплуатации такой элемент не подходит.
Двухмассовые
Они появились относительно недавно. Используются на автомобилях концерна «Ауди-Фольксваген». Также этот маховик называют демпферным. И если два предыдущих выполняют функцию только передачи крутящего момента, то двухмассовый также играет роль сцепления. Конструкция узла более технологична. Элемент гасит колебания и вибрации, снижает шумы и износ синхронизаторов. Идеально подходит для мощных современных двигателей. 
Почему сейчас используют именно такое сцепление? Двухмассовый маховик способен передать крутящий момент на коробку максимально плавно, за счет работы демпферных пружин. Вес узла на порядок ниже, чем у аналогов. Также элемент очень компактен.
Устройство
Маховик сцепления включает в себя несколько элементов:
- Пакет пружин.
- Планетарную шестерню.
- Радиальный подшипник.
- Упор пакета пружины.
- Разделительный «ползун».
- Вспомогательный корпус.
- Осевой подшипник.
- Кожух для смазки.
Все это помещено в главный корпус маховика.
Как работает
Рассмотрим принцип действия. Демпферный маховик сцепления имеет ступенчатый алгоритм работы. Сперва задействуется мягкий пакет пружин. Они влияют на запуск и выключение ДВС. 
Второй пакет имеет более жесткие пружины, благодаря чему обеспечивается демпфирование колебаний. Все вибрации от ДВС поглощаются именно этими пружинами.
Оба пакета соединяются при помощи двух подшипников скольжения:
- Упорного.
- Радиального.
О недостатках
Почему не на всех машинах снабжается комплект сцепления маховиком двухмассового типа? Первая причина – это сложность конструкции. В узле используется множество элементов (взять хотя бы два раздельных корпуса со своими пружинами), которые вдобавок заполняются особой смазкой. Если данный элемент выйдет из строя, замена сцепления маховика обойдется в 700-900 долларов. Следующий минус – низкий ресурс. Эти маховики редко доживают до ста тысяч. Они не любят активный режим езды с «кик-дауном». Резко бросать педаль сцепления и перегружать автомобиль здесь не получится, иначе долговечность и срок службы механизма останутся под вопросом. Такие авто не любят сложных маневров. 
Также это сцепление должно быть отрегулировано. Пробуксовка диска приводит к повышенному износу накладок. Если проблему не устранить вовремя, возрастает нагрузка на элементы КПП (в том числе на синхронизаторы). В один момент включение передач будет сопровождаться характерным хрустом. А при запуске наблюдается шум стартера. В таком случае маховик сцепления требует срочной диагностики. Чтобы к нему добраться, нужно снять не только стартер, но и саму трансмиссию. А это дополнительные затраты.
Что убивает маховик сцепления?
Как отмечают отзывы, ресурс данного элемента составляет 100-150 тысяч километров. Специалисты говорят, что этот срок связан с неправильной эксплуатацией маховика сцепления. И дело не только в «кик-дауне». Часто владельцы (особенно на дизельных двигателях) выбирают самый низкий диапазон оборотов. По идее, это должно снизить нагрузку на мотор и уменьшить расход топлива. На практике уровень вибраций маховика возрастает. В работе постоянно задействуются демпферные пружины. Действуя под нагрузкой, они не выдерживают таких условий эксплуатации. 
Также на ресурс влияет количество запусков ДВС. Частая эксплуатация мотора в режиме старт/стоп увеличивает нагрузку на первый пакет пружин. Также вибрации возникают из-за перебоев в работе систем зажигания и впрыска. Это тоже сокращает ресурс маховика сцепления. Если это коммерческий транспорт, большое внимание уделяется перегрузам. Когда автомобиль нагружен больше нормы, возрастает нагрузка не только на КПП, но и на маховик сцепления. Он перегревается. Вылетают пружины. Они не терпят таких нагрузок.
Шумы при переключении
Многие владельцы сталкиваются с проблемой эксплуатации таких маховиков. Возникает шум при переключении передач. В этом случае специалисты отмечают износ осевого подшипника, который расположен между вторичным и первичным валом. Такое случается вследствие высокой нагрузки на узел. Также цвет маховика приобретает желтоватый оттенок. Износ усиливается из-за отсутствия смазки между корпусами. В итоге «ползунки», пружины и тарелки работают «на сухую». Проблема лечится только заменой узла в сборе.
Итак, мы выяснили, что собой являет маховик сцепления, как он устроен и как работает.
fb.ru
