Маховик: равномерность и надежность работы двигателя

Двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день остается самым эффективным силовым агрегатом в автомобилях. С этим агрегатом можно преодолеть любое расстояние и насладиться путешествием, не тратя много времени на заправку топливного бака.

Однако для запуска мотора и обеспечения плавного ускорения он должен иметь особенную деталь. Это маховик. Рассмотрим, зачем он нужен в моторе, какие разновидности маховиков бывают, а также как правильно его эксплуатировать, чтобы он не вышел из строя раньше времени.

Что такое маховик двигателя автомобиля?

Если просто, то маховик двигателя это диск с зубчатым венцом. Он закрепляется на одном конце коленчатого вала. Эта деталь соединяет мотор и трансмиссию авто. Чтобы крутящий момент плавно передавался на соответствующую скорость КП, между механизмами устанавливается корзина сцепления. Она прижимает диск сцепления к элементам маховика, что позволяет передать крутящий момент от мотора на приводной вал коробки.

Принцип действия маховика двигателя

Маховик зафиксирован на коленчатом валу в непосредственной близости к коренному подшипнику. В зависимости от конструкции диска он компенсирует вибрации при вращении кривошипно-шатунного механизма. Многие современные маховики оснащены пружинным механизмом, который выполняет функцию демпфера при рывках двигателя.

Когда мотор находится в состоянии покоя, маховик используется для проворачивания коленвала. В этом случае он работает по принципу ручного стартера старых автомобилей (ручной рычаг вставлялся в специальное отверстие в моторе, что позволяло водителю провернуть коленвал и завести ДВС).

Конструкция маховика

Большинство маховиков не отличаются сложной конструкцией. Во многих автомобилях это сплошной увесистый диск с зубьями на торце. Крепится он к фланцу хвостовика коленвала при помощи болтов.

С увеличением мощности силовых агрегатов и повышением их максимальных оборотов возникла необходимость в создании модернизированных деталей, которые уже имеют сложную конструкцию. Их смело можно уже называть демпферным механизмом, а не обычной деталью.

Роль и место маховика в двигателе

В зависимости от конструкции помимо функции привода для трансмиссии маховик играет и другие роли:

• Смягчение колебаний при неравномерном вращении. Производители стремятся распределить время тактов в цилиндрах ДВС так, чтобы коленчатый вал вращался с минимальными рывками. Несмотря на это, крутильные колебания все равно присутствуют (чем меньше поршней в моторе, тем четче будет вибрация). Современный маховик должен максимально гасить такие колебания, чтобы предотвратить быстрый износ коробки передач. Для этого в его конструкции имеются несколько пружин разной жесткости. Они обеспечивают плавное увеличение усилий даже при резкой работе агрегата.
• Передача крутящего момента от мотора на ведущий вал коробки передач. Этот процесс обеспечивается благодаря корзине сцепления. В ней ведомый диск при помощи прижимного механизма плотно фиксируется на фрикционной поверхности маховика.
• Обеспечивает передачу крутящего момента от стартера на коленвал при старте двигателя. Для этой цели венец маховика оснащается зубьями, которые зацепляет шестерня стартера.
• Демпферные модификации обеспечивают инерционное усилие для развязки кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет плавно вывести поршни из мертвых точек (верхней или нижней).

Часто маховики изготавливаются достаточно увесистыми, благодаря чему они способны накапливать небольшое количество кинетической энергии, когда в цилиндре выполняется такт расширения. Данный элемент возвращает эту энергию обратно на коленвал, благодаря чему облегчается работа остальных трех тактов (всасывание, сжатие и выпуск).

Разновидности маховиков

Как уже говорилось, в старых автомобилях маховик был выполнен из чугунного диска, на торец которого напрессовывался зубчатый венец. С развитием автомобильной промышленности и увеличением мощностных характеристик силовых агрегатов были разработаны новые маховики, отличающиеся друг от друга эффективностью.

Из всех видов различают три:

• Одномассовые;
• Двухмассовые;
• Облегченные.

Одномассовые маховики

Большинство двигателей внутреннего сгорания оснащены именно такой модификацией маховиков. В основном такие детали изготавливаются из чугуна или стали. На месте крепления к хвостовику коленвала имеется большое отверстие, а на корпусе вокруг него сделаны монтажные отверстия для крепежных болтов. С их помощью деталь прочно фиксируется на фланце возле коренного подшипника.

С внешней стороны сделана площадка для контакта ведущего диска сцепления (фрикционная поверхность). Венец на торце детали используется только в случае старта двигателя.

В процессе изготовления на заводе такие диски балансируются, чтобы исключить дополнительные вибрации в процессе работы механизма. Баланс достигается благодаря удалению части металла с поверхности детали (чаще всего в ней высверливается соответствующее отверстие).

Двухмассовые маховики

Двухмассовый или демпферный маховик устроен более сложно. Каждый производитель старается улучшить эффективность таких модификаций, из-за чего конструкция разных моделей может отличаться. Основными элементами в таких механизмах являются:

• Ведомый диск. На нем закреплен зубчатый венец.
• Ведущий диск. Он закреплен на фланце коленвала.
• Гасители крутильных колебаний. Они расположены между двумя дисками и выполнены в форме стальных пружин разной жесткости.
• Шестерни. Эти элементы устанавливаются в более сложных маховиках. Они выполняют функцию планетарных передач.

Такие модификации значительно дороже классических сплошных маховиков. Тем не менее, они облегчают работу трансмиссии (обеспечивают максимальную плавность) и предотвращают ее износ из-за толчков и колебаний во время движения автомобиля.

Облегченные маховики

Облегченный маховик это разновидность одномассового аналога. Единственным отличием этих деталей является их форма. Для снижения массы на заводе убирается часть металла с основной поверхности диска.

Такие маховики используют для тюнинга машин. Благодаря меньшему весу диска мотору легче выйти на максимальные обороты. Однако такая модернизация всегда производится вместе с другими манипуляциями с мотором и трансмиссией.

В обычных условиях подобные элементы не устанавливаются, так как они немного дестабилизируют работу мотора. На повышенных оборотах это не так ощутимо, а вот на низких могут возникнуть серьезные проблемы и неудобства.

Эксплуатация маховика и возможные неисправности

По большему счету, маховик – один из самых надежных элементов двигателя. Чаще всего его рабочий ресурс идентичен ресурсу силового агрегата. В зависимости от материала и производителя данные детали отхаживают 350 тысяч километров и более.

Самая проблемная часть маховика – зубья на венце. Ресурс данного элемента напрямую зависит от исправности стартера. Зуб от частого использования стартера может сломаться или просто износиться. Если произошла подобная поломка, то можно купить новый венец и установить вместо старого. В этом случае весь диск нужно снять с двигателя, а после ремонта устанавливают обратно, только с использованием новых болтов.

Еще одной распространенной поломкой маховика является перегрев фрикционной поверхности. Обычно это происходит в процессе неправильной эксплуатации автомобиля, связанной с нарушением правил переключения передач (например, не до конца выжимается педаль сцепления).

Из-за перегрева диск может деформироваться или на нем могут появиться трещины. Одним из симптомов такой неисправности является постоянное биение сцепления в определенном диапазоне оборотов. Также это сопровождается сильной вибрацией. Если водитель сжег сцепление и его сразу заменили на новое, маховик нет необходимости менять.

Двухмассовые модели выходят из строя немного чаще, так как в их конструкции имеется больше дополнительных деталей. Может лопнуть пружина, произойти утечка смазочного материала или выйти из строя подшипник (это происходит крайне редко, но имеет место в данном перечне).

Еще одной причиной износа маховика является несвоевременная замена фрикционного диска сцепления. В этом случае заклепки будут царапать поверхность детали, последствия чего ни чем не устраняются, только заменой детали.

Манера вождения тоже может сказаться на ресурсе маховика. Например, если на длинной дистанции водитель ведет машину с пониженными оборотами, вибрация от агрегата усиливается, что может вывести из строя элементы крепления маховика. Некоторые автомобилисты заводят и глушат мотор, не выжимая педаль сцепления.

Обслуживание маховика отдельно не проводится. В основном эта процедура производится во время замены сцепления. В этом случае проводится визуальный осмотр детали. При отсутствии дефектов ничего не предпринимается. Если слышен скрежещущий звук, то обязательно нужно отбуксировать машину на СТО, чтобы износившийся фрикционный диск не поцарапал поверхность маховика.

Можно ли ремонтировать и восстанавливать маховик?

Данный вопрос чаще всего касается двухмассовых маховиков. Если вышел из строя сплошная модификация, ее только меняют на новую. Стандартная деталь стоит не сильно дорого, чтобы задаваться таким вопросом.

Однако дорогостоящие демпферные модификации часто вызывают подобные рассуждения. Некоторые специалисты шлифуют фрикционную поверхность, чтобы удалить образовавшиеся царапины из-за изношенного диска сцепления. В большинстве случаев такой ремонт не приносит желаемого результата. Тонкая фрикционная поверхность от высоких нагрузок может лопнуть, что повлечет за собой не только замену маховика, но и ремонт сцепления.

Некоторые кооперативные СТО предлагают отремонтировать дорогостоящий маховик за умеренную плату. Однако это тоже сомнительная процедура. Дело в том, что кроме венца ни одна деталь маховика не продается отдельно. По этой причине подобные «восстановительные» работы имеют сомнительный характер.

В заключение стоит обратить внимание, что при бережном использовании сцепления и размеренном стиле вождения проблем с маховиком не возникнет. Если машиной редко пользуются, то можно задуматься над установкой демпферного маховика. В остальных случаях более надежными окажутся сплошные аналоги.

Вопросы и ответы:

Для чего нужен маховик в двигателе внутреннего сгорания? Данный диск, закрепленный на коленчатом валу, обеспечивает инерционную силу (сглаживает неравномерность вращения вала), дает возможность запустить мотор (венец на торце) и передает крутящий момент на КПП.

Что такое маховик автомобиля? Это диск, который крепится на коленвал мотора. В зависимости от модификации маховик бывает одномассовый (сплошной диск) или двухмассовый (две части с пружинами между ними).

Сколько служит маховик? Это зависит от условий эксплуатации авто. Одномассовый  зачастую служит столько, сколько и сам ДВС. Двухмассовый вариант отхаживает в среднем 150-200 тысяч километров.