65,6K подписчиков

Что такое маховик и для чего он нужен. Устройство и неисправности

Что такое маховик
Назначение
Виды
Устройство
Как работает
Неисправности

Что такое маховик

Маховик — это деталь в двигателе внутреннего сгорания, служащая для накопления и передачи момента инерции коленчатому валу, а также для связи двигателя с коробкой передач. Является одним из самых старых элементов двигателей вообще, появившимся еще на первых паровых машинах (хотя сцепления и коробки передач там не было).

Где находится маховик

Маховик крепится к коленвалу двигателя со стороны коробки передач. Таким образом, несмотря на то, что деталь находится снаружи мотора, маховик является неотъемлемой частью кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Назначение маховика

Как упоминалось вначале, главная задача маховика — поддержание инерционного момента кривошипно-шатунного механизма. Проще говоря, эта деталь (маховик специально делается достаточно тяжелым) помогает двигателю поддерживать обороты. Заодно делая его работу, а также работу трансмиссии, более плавной. Если рассмотреть эти общие положения на примере конкретных задач, ради которых ставится маховик, получим следующее.

Вывод поршней из мертвых точек. Мертвые точки — это такие положения поршней (самое нижнее и самое верхнее), при которых для их дальнейшего движения требуется внешняя сила. Конечно, это теория. На практике поршни никак не могут «зависнуть» при работе: во время запуска КШМ из любой позиции раскручивается стартером, а далее поршни всегда находятся в постоянном движении, при котором «проскакивают» мертвые точки по инерции. Но именно маховик и противовесы коленвала создают эту инерцию и придают движению коленвала непрерывность, исключая рывки при прохождении поршнями мертвых точек.
Помощь в поддержании оборотов. Например, при равномерном движении с одной скоростью. Конечно, инерция маховика не бесконечна, но свою лепту он вносит.
Маховик является одной из деталей трансмиссии. В частности, со стороны коробки передач к нему крепятся элементы сцепления или гидротрансформатора.

Виды маховиков

В зависимости от конструктива двигателя маховики могут значительно различаться, хотя задачи у них всегда остаются неизменными. Можно выделить три базовых вида.

Одномассовый (классический) маховик

Самый распространенный тип. Представляет собой цельный диск (обычно из сплава чугуна) и рассчитан на максимальное накопление момента инерции, который будет отдаваться кривошипно-шатунному механизму по мере необходимости.

Облегченный (спортивный) маховик

Как следует из названия, отличия от «гражданского» исполнения заключаются в уменьшенной массе. Это может достигаться либо за счет формы отливки (такой маховик тоньше), либо за счет наличия в ней вырезов, либо за счет того и другого сразу. Спортивный маховик накапливает меньше инерционного момента, зато быстрее раскручивается, что для гоночных и спортивных автомобилей важнее.

Двухмассовый маховик

Часто встречающийся на современных машинах тип. Состоит из двух взаимоподвижных половин-дисков (собственно «масс»), за счет чего берет на себя функции демпфирования толчков и вибраций по принципу дисков сцепления. На самом деле, деталей там куда больше, чем пара дисков и пара пружин, но подробно останавливаться сейчас не будем — на эту тему Autonews готовил отдельный материал.

Устройство маховика

Несмотря на общие задачи, конструктивная разница между одномассовым и двухмассовым маховиком огромна. Если упрощенно, то одномассовый (и спортивный тоже) маховик — единая, относительно несложная деталь. Тогда как двухмассовый является, по сути, не деталью, а узлом, причем не самым простым.

Обычные маховики: классический одномассовый и облегченный.

Классический маховик и его спортивная облегченная модификация представляют собой цельнолитой диск из чугуна (в спорте могут быть стальные сплавы), на периметр которого на заводе напрессовывается зубчатый венец. Венец служит для контакта маховика с шестерней стартера при запуске двигателя. На «теле» маховика может находиться множество отверстий и посадочных мест. Все это служит как для фиксации самой детали на коленчатом валу, так и для крепления различных сопутствующих деталей и узлов.

Двухмассовый маховик

Состоит из двух взаимоподвижных дисков, задемпфированных относительно друг друга пружинами. За счет этого обеспечивается сглаживание рывков и вибраций, возникающих между двигателем и коробкой передач. Помимо самих «блинов» и пружин конструкция содержит дополнительные элементы, такие как планетарный механизм, подшипники, пластина для удержания смазки и т.д. Напомним, что двухмассовым маховикам мы посвящали отдельную статью.

Как работает маховик

Сам по себе маховик является деталью пассивной, и даже двухмассовая схема полностью зависима от кривошипно-шатунного механизма. На определенных режимах работы маховик может отдавать накопленную энергию обратно коленвалу, но сам производить каких-либо действий или генерировать энергию не способен. Поэтому принцип работы маховика фактически был детально разобран выше, в разделе «Назначение маховика».

Неисправности маховика

Ввиду значительных различий в конструкции, из перечисленных ниже неисправностей первые две будет общими, а вот третья характерна только для сложной двухмассовой схемы.

Трещины на рабочей поверхности маховика. Встречаются на всех типах. Визуально похожи на аналогичные повреждения на перегретых тормозных дисках. Причина — продолжительная неаккуратная работа со сцеплением или неисправность самого сцепления, при котором оно постоянно подбуксовывает.
Стачивание зубьев венца. Также бывает на всех типах маховиков. Повреждение венца происходит исключительно по причине некорректной работы или неправильной установки стартера.
Внутренние поломки двухмассового маховика. К ним относятся лопнувшие пружины, заклинившие подвижные части из-за попадания перегоревшего феродо, облом внутренних деталей, загрязнение подшипников и т.д.