Принцип работы маховика: двухмассовый, устройство и принцип работы

Информация о двухмассовых маховиках — МастерТурбо

Немного истории

Со времени создания первого двигателя прошло много десятилетий, но функциональная составляющая маховика оставалась неизменной вплоть до конца двадцатого века.

Этот увесистый, чаще всего чугунный диск, обеспечивал равномерное вращение коленчатого вала и аккумулировал кинетическую энергию на такте рабочего хода, преобразуя её во вращательную на «подготовительных» тактах, а также выводил поршни из мертвых точек. Двухмассовые маховики (ДММ) появились в начале 21 века в результате работы пытливых умов над проблемой гашения колебаний в двигателе, при переключении передач, резких ускорениях и прочего.

Раньше с этой проблемой справлялись при помощи демпфера крутильных колебаний, расположенного на ведомом диске сцепления, но наиболее эффективным решением гашения колебаний стал ДММ. Дело в том, что демпферы, располагающиеся в ведомом диске сцепления, с ростом мощностей и крутящих моментов современных двигателей, перестали справляться со своими функциями в должном объёме.

Максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы, составлял 10-12 градусов (в одну и другую сторону), в то время как ДММ позволяет расширить предел этого значения до 120 градусов (по 60 градусов на каждую сторону), без использования какого-либо демпфера в сцеплении.

Принцип работы двухмассового маховика

=Стремительное развитие автомобильной техники за последние несколько десятков лет выявило много недостатков в конструкции простейших элементов. Сегодня мы разберемся с таким заурядным узлом, как маховик. Да, именно узлом, поскольку речь пойдет не об обычном маховике, а о двухмассовом, довольно сложном и технологичном устройстве.

Содержание:

1. Как бороться с вибрацией двигателя

2. Что такое двухмассовый маховик

3. Как работает двухмассовый маховик

4. Устройство и признаки неисправности двухмассового маховика

Как бороться с вибрацией двигателя

Мощности и скорости автомобилей растут пропорционально потребностям публики в комфорте. А наращивание мощностей двигателя связано с массой проблем, которые не всегда мирно уживаются с комфортом и другими требованиями к современной технике. Это и повышенный расход топлива, это может быть неравномерность работы двигателя, повышенная шумность и вибрации. Если для спортивного автомобиля все эти условности можно списать со счетов, то комфортабельная машина бизнес-класса должна полностью соответствовать требованиям к комфорту.

Вибрации всегда доставали конструкторов и от вибраций не уйти никуда. Успокоить вибрирующую деталь или вал можно только путем создания антинагрузки, противовеса. А это, естественно, увеличивает массу механизма. Для примера можно взглянуть на балансировку колес на шиномонтаже. Если не повесить на колесо в определенном месте груз определенного веса, вибрации избежать не удастся. Но мы нарастим подрессоренную массу, что вредно для состояния ходовой части. Почти та же история наблюдается с коленчатым валом автомобиля. Чтобы избежать излишних вибраций применяется специальный балансир, или маховик.

Что такое двухмассовый маховик

В середине 80-х годов применение пружин для гашения крутильных колебаний в корзине сцепления себя полностью исчерпало. Пружина уже не могла гарантировать полного отсутствия колебаний вследствие того, что масса поршней, шатунов, всех вращающихся и движущихся деталей двигателя в суммарном объеме превышала возможности демпфирования пружин. Рост крутящего момента на выходном фланце коленвала также требовал более эффективного противодействия вибрации.

Вибрации сами по себе не слишком приятны, но кроме того, они разрушают подшипники, валы и шестерни КПП, расшатывают крепления, уменьшают ресурс узлов и агрегатов. Поэтому и спроектировали двухмассовый маховик, который при помощи торсионно-пружинной рычажной системы смог поглотить колебания практически целиком. В целом, применение двухмассовых маховиков дало трансмиссии и машине в целом ряд преимуществ:

• более комфортное переключение передач;

• снижение момента инерции при переключении;

• увеличение ресурса КПП и сцепления;

• существенная экономия пространства в картере сцепления, что немаловажно для современного автомобиля, где каждый миллиметр на вес золота.

Как работает двухмассовый маховик

Узел расположен между мотором и сцеплением, а принцип действия двухмассового маховика основан не на наращивании массы противовеса, а на демпфировании посредством пружинно-торсионного механизма. Двухмассовые маховики могут быть в нескольких исполнениях, но как правило, они состоят из двух корпусов. На первом, основном корпусе, расположен стартерный зубчатый венчик, при помощи которого стартер запускает двигатель. 2-й корпус состоит из стандартных деталей сцепления. Основная хитрость и принцип работы заключается в способности смещаться этих двух элементов друг относительно друга. Они соединены посредством радиальных и упорных подшипников, которые обеспечивают свободное вращение корпусов.

Демпферно-пружинный пакет, который расположен между двумя корпусами, работает, как гаситель колебаний, а чтобы их работа была четкой и равномерной, внутреннее пространство двухмассового маховика заполняет консистентная смазка. В конструкции пружинно-демпферного пакета присутствуют полимерные сепараторы, они препятствуют закусыванию и заклиниванию пружин.

Устройство и признаки неисправности двухмассового маховика

Пружинно-демпферный пакет работает по двухступенчатому принципу. Это значит, что вся вибрационная нагрузка поглощается в два этапа и поглощается фактически на 100%. первая, самая мягкая ступень, улавливает и гасит колебания, которые возникают при пуске, на малых оборотах и при выключении мотора. Вторая ступень более жесткая и она рассчитана на работу на высоких оборотах, она противостоит крутильным колебаниям в штатном режиме.

Признаки неисправности узла явные и выражаются в повышенной вибрации двигателя на определенных оборотах. Перед тем, как проверить двухмассовый маховик на наличие неисправностей, необходимо произвести полный демонтаж коробки передач и поместить маховик на специальный стенд, где будут измерены кривые нагрузок, которые и будут характеризовать состояние устройства.

На обычных СТО такое оборудование большая редкость, поэтому в основном, восстановление маховика не проводится. Проводят или его замену на обычный маховик с учетом параметров двигателя, или же подбор нового. Перед тем, как разобрать маховик, нужно учитывать некоторые строгие ограничения. Во-первых, ни в коем случае не допускается любая механическая обработка деталей маховика, без спец. Инструмента и подготовки. Во-вторых, весь крепеж, который был снят во время демонтажа, должен быть заменен новым.

Только при таких условиях восстановленный двухмассовый маховик будет служить долго и надежно, а его ресурс оценивают в 350-400 тысяч км при правильной эксплуатации.

Устройство и принцип работы двухмассового маховика

В наши дни автопроизводители комплектуют трансмиссию большинства машин двухмассовыми маховиками. Они объясняют такое усложнение конструкции поиском компромисса между современными жёсткими экологическими требованиями и борьбой за продление ресурса ходовой части автомобилей.

С другой стороны, многие автолюбители считают такое решение неоправданным, ссылаясь на то, что новинка гораздо чаще требует ремонта или замены, чем её классический предшественник. Чтобы понять, кто прав, рассмотрим устройство, принцип действия, характерные неисправности и преимущества двухмассового маховика.

Что такое двухмассовый маховик

Итак, что такое двухмассовый маховик, устанавливаемый сегодня практически в каждом автомобиле, и зачем понадобилось производителям изменять устройство казалось бы нормально работавшего узла? Чтобы разобраться с этим вопросом, необходимо отталкиваться от его одномассового предшественника, понять, какие функции он выполняет и чем отличается от него двухмассовый маховик.

Классический маховик – довольно простая конструкция в виде закреплённого на коленвале массивного диска с зубчатым венцом с наружной части, с помощью которого вал проворачивается бендиксом стартера при запуске. Большая масса и, соответственно, инерционность диска помогает поршням проходить мёртвые точки, что сглаживает неравномерность вращения коленвала. Внутренняя плоскость коленвала является основой для крепления ведущего диска сцепления. Казалось бы, все проблемы решены и непонятно, зачем усложнять конструкцию и для чего нужен двухмассовый маховик.

Проблема скрыта в противоречии между постоянным ростом мощности современных двигателей и увеличением экологических требований к ним. Несколько приближённо можно сказать, что двигатели с растущей мощностью должны потреблять меньше топлива.

Это ведёт к росту неравномерности вращения коленвала и нагрузок на него и трансмиссию, в которую передаются высокочастотные колебания. Прежняя схема их гашения с помощью демпферов ведомого диска с этой проблемой не справляется.

Как это ни парадоксально, но, усложнив конструкцию одного узла, разработчики одновременно позаботились об её упрощении в целом, так как самым простым и малозатратным способом встроить дополнительный демпфер было поместить его в маховик.

Схема крутильных колебаний двигателя и трансмиссии

Двухмассовые маховики стали распространяться со второй половины 90-ых на дизельных двигателях и постепенно «освоили» двигатели внутреннего сгорания. Стоит заметить, что с ними прекрасно сочетаются любые коробки передач механические, автоматические, вариаторы. Это значит, что пока двухмассовый маховик находится вне конкуренции.

Устройство механизма

Ведущий и ведомый диски соединены между собой пружинно-демпферным механизмом, закреплённым на подшипнике. Ведомый диск получает крутящий момент с помощью соединённого с ним фланца, в прорези которого упираются торцы дуговых пружин. Такое устройство простейшего двухмассового маховика позволяет дискам поворачиваться относительно друг друга на угол, ограниченный ходом пружин, и сглаживать крутильные колебания.

Следует заметить, что такое усложнение конструкции маховика упрощает конструкцию механической коробки передач, которой при работе с ним не требуются пружины, демпфирующие нажимной диск сцепления. В более продвинутых конструкциях устанавливаются два демпфера из жёстких внешних пружин, работающих в диапазоне средних и высоких оборотов и внутренних, отвечающих за гашение пульсаций на низких оборотах и холостом ходу.

Принцип работы

Принцип работы заключается в следующем: перед запуском двухмассовый маховик находится в состоянии покоя. Когда бендикс стартера начинает проворачиваться, начинает вращаться и сцепленный с ним зубчатым венцом диск на коленвале. Вступает в работу демпфер.

Первыми сжимаются пружины меньшего диаметра, затем, при необходимости, внешние жёсткие пружины. В итоге, коробка передач получает крутящий момент только после погашения колебаний. Точно также работает двухмассовый маховик и при выключении двигателя.

На автомобилях с механической коробкой передач устройство сглаживает ошибки неопытных водителей при переключении передач. Чем больше угол, на который могут смещаться диски маховика относительно друг друга, тем эффективнее его работа. Классический маховик гасит колебания максимум на 15%, минимум для двухмассового узла составляет 25%.

Почему не стоит менять DMF на одномассовый

Споры по поводу вопроса, стоит ли менять двухмассовый маховик на одномассовый, не стихают среди автолюбителей уже долгое время. Как правило, основной аргумент в пользу такого решения – это ограниченность ресурса двухмассового маховика в сравнении с его классическим предком. Но это узкий подход к решению вопроса. Прежде чем принимать решение, следует рассмотреть все «за» и «против».

Плюсы, которые имеет двухмассовый маховик, на первый взгляд, не перевешивают минусы:

• Мягкое переключение.
• Тихая работа.
• Продление ресурса коленвала и коробки передач.

Минусы, без которых не обошёлся двухмассовый маховик, во многом нивелируют плюсы:

• Высокая стоимость.
• Меньший ресурс.
• Быстро изнашивается при агрессивном стиле вождения или, напротив, медленном движении при большой нагрузке (тяжело загруженные салон и багажник, прицеп).
• Не подходит для почитателей чип-тюнинга, любящих выжимать из двигателя всю мощность, которую он теоретически способен выдать. В таких условиях он может быстро разрушиться.

Стоит уяснить, что главная задача ДММ не обеспечение комфортного вождения, а сбережение ресурса коробки передач и коленвала, и его замена может принести следующие неприятности:

• Повреждение коленвала. Вся экономия на замене маховика не окупит его стоимость в комплекте с вкладышами.
• Усиленный износ шестерён КПП и синхронизаторов.
• Менее плавное переключение передач.

Вывод: замена рекомендуется только в том случае, если производитель регламентирует этот вариант и предлагает соответствующий набор из маховика и корзины сцепления.

Как проверить демпферный маховик

Перед тем как проверять двухмассовый маховик, чтобы избежать бесполезной работы, следует протестировать навесное оборудование, системы зажигания и питания, которые также могут быть причиной неравномерной работы и шумов.

Проверка двухмассового маховика проводится в следующем порядке:

1. Усилие свободного хода ведомого диска. Снимать узел с автомобиля необязательно. Диск должен с одинаковым усилием поворачиваться руками в обе стороны. Если он не поворачивается в одну из сторон или усилие заметно отличается, значит, разрушен демпфирующий механизм или заклинил подшипник.
2. Угол взаимного поворота. Маховик зафиксировать от проворачивания. Повернуть ведомый диск влево до упора и сделать отметку на нём и зубчатом венце. Затем повернуть до упора вправо и сделать новую отметку на венце, рядом с поставленной ранее. Для исправных узлов Sachs между метками должно быть не более трёх зубцов, для Luk – не более семи. Этот параметр лучше уточнять для каждой конкретной модели.
3. Радиальный/продольный люфт. Небольшой люфт, вполне допустимый для двухмассового маховика.

Как подобрать маховик и какой фирмы купить

Полную гарантию может дать только приобретение OEM-узлов. Перечислить лучших производителей несложно. Это французская Valeo и германские LUK и Sachs, поставляющие свою продукцию крупным автопроизводителям.

Приобретая маховик, следует внимательно осмотреть предложенный узел:

• Упаковка. Только качественные материалы и полиграфия. Никаких плохо пропечатанных участков и тем более кодов.
• Соответствие кода. Стоит обязательно проверить, введя на сайте компании-производителя.
• Дата производства. Желательно не старше трёх лет. По истечении этого срока начинает терять свои свойства защитная смазка.
• Люфт. Люфт на оригинальных изделиях можно почувствовать только при значительном усилии.
• Качественная обработка поверхностей. Не должно быть никаких сколов, царапин и мелких повреждений.

Неисправности и поломки

Определить неисправность двухмассового маховика можно по следующим признакам:

• Разрушение демпфирующих пружин. Признаки выхода из строя двухмассового маховика проявляются в виде посторонних шумов, скрежета и бряцанья с его стороны. На низких оборотах и холостом ходу наблюдается вибрация и потряхивание. При нажатии на сцепление работа двигателя обычно нормализуется.
• Износ подшипников. Признак неисправности: синеет металл корпуса двухмассового маховика возле посадочного места.
• Утечка смазки. Определяется визуально по следам протечки на стыке корпуса коробки передач и блока двигателя.
• Износ шлицев ведомого диска. Симптомы поломки: щелчки и лёгкие удары при переключении передач со стороны двухмассового маховика.
• Перегрев ведомого диска. Определяется по сине-фиолетовому оттенку фрикционной поверхности.

Вот и закончен разговор о двухмассовом маховике. Этот узел без сомнения имеет некоторые недостатки, но он способен позаботится о неопытном водителе и трансмиссии автомобиля. В ответ стоит позаботиться и о нём, не перегружая его на низких оборотах и излишне резкой манерой вождения.

Что такое маховик? — Типы, детали, функции, материалы, применение, принцип работы, преимущества и недостатки

Маховик

Введение

Что такое маховик? – Типы, детали, функции, материалы, области применения, принцип работы, преимущества и недостатки: – Маховик является одной из основных частей двигателя транспортного средства. Механическое устройство специально предназначено для накопления вращательной энергии (кинетической энергии). Это относительно квадрата его скорости вращения и массы.

Маховик передает массу инерции вращения, чтобы двигатель вашего автомобиля работал. В противном случае двигатель замедлится, когда вы отпустите ногу с педали акселератора. Он уравновешивает двигатель. Маховик явно утяжелен для коленчатого вала автомобиля, чтобы упростить резкий наклон, вызванный даже небольшим дисбалансом.

Что такое маховик?

Маховик представляет собой чрезвычайно тяжелое колесо, для вращения которого требуется большое усилие. Это вполне может быть колесо большого диаметра со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или вполне может быть цилиндр меньшего диаметра, сделанный из чего-то вроде углеродного волокна. Маховик как утяжеленное колесо требует адекватных усилий для вращения вокруг своей оси. Он противодействует изменению скорости вращения своим моментом инерции. При изменении запасенной энергии на маховике скорость его вращения должна увеличиваться или уменьшаться. То есть он продолжает вращаться до тех пор, пока не будет приложено большое усилие.

Много кинетической энергии сохраняется при вращении маховика. Эта энергия впоследствии используется для питания автомобиля при запуске двигателя или превышении скорости.

Как устроен маховик?

Из-за необходимости долговечности маховика его обычно изготавливают из стали, которая вращается в обычном направлении. Маховики с высокой плотностью энергии изготовлены из композитов из углеродного волокна и используют магнитные подшипники.

Каково применение маховика?

Его основная задача — сгладить выработку мощности источника энергии. например, маховик используется в поршневых двигателях на том основании, что действующая сила от отдельного поршня прерывается.

Маховик обычно применяется в системах накопления энергии, чтобы не отставать от энергии в системе в виде энергии вращения.

Предоставление энергии по более высоким тарифам, чем лимит источника энергии. Это делается путем получения энергии в маховике через некоторое время. Затем, в этот момент, быстро высвобождая его со скоростью, превышающей возможности источника энергии.

Это полезно для управления регулировкой механической структуры, гироскопа и цикла реакции. Маховик используется с моторизованным генератором для накопления энергии. Чаще всего маховик используется в ветряных турбинах и двигателях автомобилей. Они используются в электромобилях для поддержания скорости и в крупных электрических сетях для защиты от засоров. Кроме того, маховик используется в передовых локомотивных силовых установках и инновациях.

4 Различные типы маховиков

1. Цельный дисковый маховик

Цельный дисковый маховик является своего рода маховиком. Используется в одинарных маховиковых молотилках, изготовленных из чугуна. Цельнодисковый маховик оснащен ступицей и диском. При проектировании цельнодискового маховика в качестве входных данных используются различные параметры. Это включает в себя размеры сплошного дискового маховика.

2. Маховик с ободом

Колесо с ободом взорвется при гораздо меньшей скорости вращения, чем колесо со сплошным диском аналогичного веса и диаметра. Для минимального веса и высокой энергоемкости маховики могут быть изготовлены из высокопрочной стали и выполнены в виде конического диска с утолщением в центре.

3. Низкоскоростной маховик

Угловая скорость этих маховиков достигает 10000 об/мин. Они громоздки и тяжелы по сравнению с высокоскоростными колесами Fly. Они нуждаются в периодическом обслуживании и не используют подшипники на магнитной подушке. Их установка требует исключительно прочной конструкции, чтобы выдержать их вес. Они менее дороги по сравнению с высокоскоростными колесами Fly.

4. Высокоскоростной маховик

Высокоскоростной маховик имеет скорость от 30000 до 80000 об/мин. Они имеют подшипники на магнитной подушке и требуют минимальной поддержки и обслуживания. Что касается размера/емкости, то они легче по весу, чем низкоскоростные маховики. Они дороже низкоскоростных маховиков.

Детали маховика

(i) Корпус маховика

Корпус маховика цельный и расположен снаружи напротив маховика. Маховики — это часть двигателя, которая вращается и передает мощность генератору.

(ii) Планетарное колесо

Планетарное колесо состоит из нескольких планетарных шестерен, закрепленных на секции маховика. В момент, когда кронштейн маховика приводится в движение винтом и вращается, каждая планетарная шестерня, входящая в зацепление с внешним зубчатым венцом, создает составное движение, состоящее из оборотов и поворотов.

(iii) Зубчатый венец

Зубчатый венец установлен на внешнем измерении маховика. Обычно он крепится к маховику с помощью посадки с натягом, которую готовят путем нагревания зубчатого венца.

(iv) Пружины

Маховик состоит из двухступенчато изогнутых параллельно пружин. Внешняя дуга приспособлена для подъема пружины при работающем двигателе. Мягкая внешняя дуговая пружина служит только для выпрямления громоподобного частотного диапазона.

(v) Осевой и радиальный подшипник скольжения

Хотя осевой подшипник служит только для компенсации веса, неравномерность или паразитные радиальные силы, создаваемые двигателем или генератором, должны быть устранены.

(vi) Скользящий башмак маховика

Скользящие башмаки предпочтительно имеют выпуклую радиальную внешнюю поверхность, которая находится на внутренней массе маховика. Здесь они идеально изготовлены, чтобы способствовать скольжению и преодолевать минимальную долю пробега.

(vii) Опорный диск

Опорные диски прикреплены или соединены внутри маховика, чтобы помочь двухступенчатым изогнутым пружинам и различным частям маховика.

(viii) Крышка маховика

Крышка маховика обычно изготавливается из хрома. Эти хромированные кожухи маховика будут удерживать пыль от попадания внутрь маховика, что сделает его работу неэффективной.

(ix) Стенка или кронштейны

Стенка или кронштейны являются несущей конструкцией. Он защищает обод от вибраций, вызванных вращением. Решающий фактор того, должен ли маховик быть рычажным или пластинчатым, зависит от размера маховика.

(x) Обод

Внешний круговой диск маховика известен как обод. Обод сделан тяжелее внутреннего корпуса, чтобы обеспечить превосходную передачу кинетической энергии. Обод также имеет на внешней поверхности зубья, зацепляющиеся с электродвигателем и помогающие проворачивать двигатель.

(xi)) Отверстие

Отверстие маховика представляет собой отверстие или отверстие со шпоночным пазом для установки в нем приводного вала.

Что делает маховик?

Существует тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателем, производящим мощность, и колесами, которые принимают эту мощность и перемещают двигатель не слишком далеко. Кроме того, маховик может выполнять для нас три исключительно важные функции.

Во-первых, в случае, если паровой двигатель производит мощность с перерывами, маховик помогает оптимизировать мощность, которую получают колеса. Таким образом, в то время как двигатель мог добавлять мощность к маховику, как часовой механизм, колеса могли получать мощность от маховика с постоянной, постоянной скоростью, и двигатель вращался без нареканий, а не рывками.

Во-вторых, маховик можно использовать для замедления транспортного средства, аналогично тормозу, однако тормоз поглощает энергию транспортного средства, а не растрачивает ее, как обычный тормоз. Предположим, вы едете по дороге на тяговом локомотиве и внезапно должны остановиться. Вы можете разъединить паровой двигатель с помощью сцепления, чтобы транспортное средство начало замедляться. При этом энергия будет передаваться от транспортного средства к маховику, который начнет двигаться и продолжит вращаться. Затем вы можете снять маховик, чтобы автомобиль полностью остановился. В следующий раз, когда вы отправитесь в путь, вы будете использовать сцепление, чтобы снова соединить маховик с ведущими колесами, чтобы маховик отдавал значительную часть двигателя, потребляемого во время торможения.

В-третьих, маховик можно использовать для краткосрочной дополнительной мощности, когда двигатель не может производить достаточно. Предположим, что маховик уже давно крутится, но пока не связан ни с двигателем, ни с колесами. В тот момент, когда вы снова подключаете его к колесам, аналогичный последующий двигатель дает дополнительную мощность. Тем не менее, он работает недолго, на том основании, что энергия, которую вы подаете на колеса, должна быть потеряна от маховика, что приведет к его замедлению.

Каковы функции маховика?

Маховики можно найти практически во всех типах автомобилей, поскольку они удовлетворяют различные потребности, как описано ниже:-

1. Балансировка двигателя

Поскольку поршни уравновешены относительно центра коленчатого вала, возникают вибрации и колебания. Это также является результатом того, что каждый поршень работает под другим углом. Функция маховика в данном случае состоит в подавлении бокового движения. Это достигается или достигается из-за большого веса маховика. Маховики уменьшают вибрацию двигателя, однако весь двигатель можно установить и отбалансировать на опорах.

2. Снижение нагрузки на трансмиссию

Это еще одна функция маховика, реализуемая за счет стабилизации движения двигателя. Это дополнительно сглаживает обороты двигателя и уменьшает пробег деталей трансмиссии. Маховик также ограничивает износ между валом коробки передач и карданным валом. Оба соединены универсальным шарниром.

3. Запуск двигателя

Маховик принимает на себя еще одну роль при запуске двигателя. Зубья шестерни на маховике прикреплены к стартеру двигателя. Этот стартер управляется автомобильным ключом, поэтому, когда автомобиль заводится, стартер вращает маховик. Сразу же двигатель начинает вращаться, а эффект сгорания продолжает вращать двигатель. Шестерня Bendix в запущенном двигателе выдвигается, чтобы маховик мог свободно вращаться.

4. Успокаивающие обороты двигателя

Коленчатый вал изменяет движение поршня на вращательное движение, которое является резким при выработке мощности. Скорость вращения коленчатого вала стабильна, и двигатель работает по плану. Это связано с тем, что масса маховика создает инерцию, которая поддерживает вращение коленчатого вала двигателя между каждым срабатыванием поршня.

5. Управление весом

Вес маховика определяет характеристики двигателя. Вес разработан и запланирован на основе представления транспортных средств. Более тяжелые маховики позволяют двигателю работать под нагрузками, которые приводят к захлебыванию двигателя. Большой грузовик или прицеп прекрасно сочетаются с более тяжелыми маховиками, в то время как спортивный автомобиль и два или три коммерческих автомобиля в полной мере используют более легкие маховики.

Принцип работы маховика

Принцип работы маховика очень прост и интересен, поскольку он накапливает энергию для использования транспортного средства. Точно так же, как механическая батарея хранит энергию в химической форме, маховики сохраняют энергию в виде энергии двигателя.

Больше энергии вырабатывается, когда маховик вращается с большей скоростью. Это связано с тем, что более легкие маховики производят в два раза больше энергии, чем маховики, которые весят больше или вдвое. Чем легче маховик, тем больше запасается энергии. В любом случае, для более тяжелых транспортных средств, таких как прицепы, грузовики, фургоны и т. д., более тяжелые модели будут разумным выбором. Это связано с тем, что они несут дополнительную нагрузку и не являются необходимыми для работы на более высоких скоростях.

Таким образом, знание того, как работает маховик, означает, что чем выше скорость, тем выше накопленная энергия. В любом случае, если скорость продолжит расти, материал колеса, вероятно, не сможет справиться с силой. Это может привести к расставанию.

Как работает маховик?

Основной принцип работы маховика заключается в том, что он поглощает энергию вращения во время рабочего такта и отдает эту энергию во время различных тактов (всасывание, сжатие и выпуск).

Принцип работы маховика

• Электродвигатель приводит в движение маховик исключительно на начальном этапе.
• Это движение заставляет поршень двигаться и потреблять топливо внутри камеры сгорания.
• Когда активируется рабочий ход, маховик получает мощность от рабочего такта и использует ее для трех других тактов.
• Кроме того, он помогает стабилизировать вращательное движение каркаса трансмиссии.

Какие материалы используются для изготовления маховика?

Ниже приведены типы материалов, используемых для изготовления маховика: –

• Чугун
• Сталь
• Стеклопластик

A) Чугун

Традиционные маховики изготавливаются из чугуна. Существенным преимуществом чугуна является его недорогая стоимость. Механическая обработка требуется минимально или вообще не требуется, поскольку ее можно использовать непосредственно после операции литья.

Они также работают как невероятные демпферы и поглощают вибрации. У них также есть несколько ограничений, например, у них есть внезапный отказ, а также они имеют низкую эластичность.

B) Сталь

В настоящее время маховики изготавливаются из высокопрочной стали, так как они обладают большей эластичностью и коррозионной стойкостью. Они также долговечны и не так легко выходят из строя. Стали считаются лучшим выбором по сравнению с чугуном.

C) GFRP

GFRP представляет собой полимер, армированный графитовым волокном. Это рассматривается как наиболее идеальное решение для изготовления маховиков для современных автомобилей и автомобилей. Они обладают невероятной плотностью и жесткостью и идеально подходят для изготовления маховиков.

Разница между маховиком и регулятором

Многие люди путают маховик и регулятор, однако это две разные вещи. Ниже приведены некоторые различия между ними.

• Маховик используется для смягчения циклических изменений доступной энергии, а регулятор используется для изменения подачи топлива в соответствии с нагрузкой.
  
• Энергия, хранящаяся в маховике, является кинетической, которая доступна на 100 процентов, однако механизм регулятора подвержен эрозии.
  
• Маховик не используется, когда циклические колебания энергии малы или незначительны. В то время как регулятор жизненно важен для всех типов двигателей, поскольку он ограничивает подачу топлива в соответствии с потребностью.
  
• При постоянной нагрузке регулятор будет простаивать, однако из-за циклических колебаний доступной энергии маховик будет работать всегда.
  
Регулятор
• не влияет на циклические колебания энергии, а маховик не влияет на среднюю скорость двигателя.
  
Регулятор
• регулирует среднюю скорость двигателя, а маховик регулирует циклические колебания энергии.

Преимущества маховика

• Общая стоимость маховика меньше.
• Маховики имеют более значительный срок службы.
• Используя маховик, вы можете увеличить вместимость хранилища.
• Требует меньшей поддержки и имеет меньшие тепловые потери.
Маховик
• безопасен, надежен и энергоэффективен.
• Он не сложен в эксплуатации и требует высокой плотности энергии.
• Не зависит от рабочих температур.

Недостатки маховика

• Основным недостатком маховика является то, что он требует много места.
• Они очень дороги в производстве.
• Строительные материалы постоянно мешают ему.

Каковы общие проблемы маховика?

Ниже перечислены недостатки, возникающие при неисправности маховика:-

1. Проскальзывание сцепления

Эта проблема возникает, когда передачи автоматически переключаются во время движения. Из-за него шестерня может пробуксовывать. Это происходит, когда мощность не передается на колеса, что приводит к отказу сцепления.

Проскальзывающее сцепление, в конечном счете, приводит к износу и маховика. Прижимная пластина может вызвать неожиданный скрежещущий звук. Различные части маховика в узле сцепления будут нагреваться. Это вызовет изгибы и даже разрывы.

2. Перетаскивание сцепления

В этой ситуации сцепление не будет работать полностью. Это вызовет разную степень скрежета шестерен при переключении передач.

Кроме того, он может вообще не включить первую передачу при трогании с места. Эта проблема возникает не только в маховике, но и в подшипнике или втулке маховика или коленчатого вала.

3. Стук сцепления

Это происходит, когда сцепление сталкивается с проблемой блокировки. По мере того, как сцепление срабатывает, оно снова и снова проскальзывает по маховику и отрывается от него. При отпускании это похоже на заикание или вибрацию.

Сцепление часто стучит на любой передаче при старте с полной остановки. Этот недостаток может быть сложно обнаружить в свете того факта, что имеется дефект в диске сцепления, нажимном диске или выжимных подшипниках. Эти детали также могут быть сломаны, деформированы или загрязнены маслом.

4. Вибрация педали сцепления

Вы могли заметить, что педаль сцепления или пол автомобиля вибрируют при повреждении маховика. Это связано с тем, что пружинные опоры маховика прогнулись. Позвольте нам сообщить вам, что пружинный механизм уменьшает вибрацию, вызванную использованием сцепления.

5. Запах гари

В момент, когда сцепление плохо прокручивается, появляется запах гари. Это происходит из-за неисправного маховика или неквалифицированного администратора.

Поверхность сцепления изготовлена ​​из материалов, предложенных для уменьшения шума, издаваемого сцеплением во время работы. Это создает чрезмерную интенсивность из-за трения, в то время как конфронтация не осуществляется должным образом.

Вывод

В механической коробке передач маховик представляет собой толстую металлическую пластину. Обычно он изготавливается из чугуна, стали или, иногда, алюминия. Очень легко предотвратить сгибание или деформацию страницы во время использования. Маховик является важной частью двигателя. Маховик позволяет двигателю работать как положено без регулировки вращательного движения системы трансмиссии. Без маховика двигатель теряет часть скорости, которая идет с частотой вращения коленчатого вала, поэтому он нужен. Большое количество генераторов с моторным приводом используют маховики для хранения энергии. Они также используются в спутниках для управления направлением.

В настоящее время в силовых установках современных локомотивов дополнительно используются маховики. Обычное использование маховика включает сглаживание выходной мощности в поршневых двигателях, накопление энергии, подачу энергии с более высокой скоростью, чем источник, управление направлением механической конструкции с использованием вихревого и ответного колеса и т. Д. В двигателях транспортных средств маховик сглаживается. импульсы энергии, отдаваемые сгоранием в цилиндрах и дающие энергию для такта сжатия поршней.

Источник содержимого: — Объясните, что ThattStuff

Типов, использование, функция, диаграмма [Примечания Gate]

Series

от Mohit Uniyal | Обновлено: 26 августа, 2022

1 UPVOTE0 Комментарии

Share

Flywheel является одним из самых важных устройств в списке инженерных механических устройств. Маховик был изобретен 1000 лет назад (между 1038 – 1075 годами) неолитическими веретенами и гончарным кругом. Итак, что такое маховик? С какой целью изобрели маховик? Давайте обсудим это в этой статье.

Это очень простое устройство, которое можно увидеть на многих машинах. Эта статья дает общее представление о маховике, требованиях и функциях маховика, принципе работы маховика, силе, действующей на маховик , типе и применении маховика.

Загрузить полные примечания к формуле проектирования машины в формате PDF

Прочитать статью полностью

Что такое маховик?

Как правило, маховик представляет собой идеально жесткий круглый элемент, установленный на коленчатом валу двигателя, или вращающийся вал, предназначенный для передачи мощности. Функция маховика заключается в управлении колебаниями вращающегося элемента. Маховик имеет высокий момент инерции массы, благодаря чему он способен поглощать и выделять большое количество энергии, когда это необходимо.

Многие машины имеют режимы нагрузки, из-за которых функция времени крутящего момента изменяется в течение цикла. Таким образом, для преодоления этого типа состояния маховик является лучшим решением. Поскольку чугун дешевый, в основном чугун используется для изготовления маховика. Для увеличения срока службы можно также использовать сталь, так как она обладает свойствами высокой прочности и антикоррозионными свойствами, что делает ее долговечной.

Схема маховика

Функция маховика

В общем случае функции маховика заключаются в обеспечении плавной отдачи мощности в случае флуктуационного режима энергоресурса (например, двигатель внутреннего сгорания, паровой двигатель) или в обеспечении достаточно большого количества энергии за короткий промежуток времени. Исходя из этого, основные функции маховика следующие:

• Для минимизации рывков в элементе машины.
• Для накопления избыточного количества кинетической энергии вращения, когда машина находится в состоянии холостого хода или без нагрузки.
• Для подачи большого количества энергии за минимальное время.
• Балансировка вращающегося элемента, установленного на той же оси, но в другой плоскости

Принцип работы маховика

Основной принцип работы маховика основан на моменте инерции вращательной массы, где кинетическая энергия вращения накапливается и высвобождается в колесе, когда колесо накапливает кинетическую энергию, скорость вращения колеса увеличивается. Когда требуется высокая энергия, колесо высвобождает свою кинетическую энергию, и скорость колеса снижается.

Кинетическая энергия, запасенная в маховике, зависит от момента инерции масс и скорости маховика. Энергия, запасенная в маховике, определяется уравнением

Кинетическая энергия = (1/2)I ω ²

Где,

• I – момент инерции массы
  ω– средняя угловая скорость колеса

При изменении скорости кинетическая энергия, связанная с маховиком, также изменяется, изменение кинетической энергии маховика дается

Изменение кинетической энергии = кинетическая энергия в начале – кинетическая энергия в конце

ΔK. E. = (1/2) I ω ² [(𝜔 _I −𝜔 _F )/𝜔]

, где

• 𝜔 _I —
  • 𝜔 _I . колесо,
  • 𝜔 _f — Конечная угловая скорость колеса

  Типы маховика

  В соответствии с нашими требованиями, наличием места и конструктивной точки зрения маховик можно разделить на следующие типы:

  • Маховик ободного типа – используется для низких скоростей
    Момент инерции для маховика ободного типа определяется по формуле: I= ( MR ² )/2
    
  • Маховик ободного типа – для средней скорости
  • Маховик дискового типа – для высокой скорости
    Момент инерции для маховика ободного типа определяется по формуле: Использует

    Основные области применения маховика:

    1. Двигатель внутреннего сгорания, паровой двигатель – в этом случае маховик хранит флуктуирующую форму энергии и обеспечивает плавную и менее флуктуирующую мощность на выходе
    2. Дизельный генератор
    3. Штамповка и вырубка эксплуатация – В этом случае имеется источник плавной подачи энергии, но с помощью маховика мы вырабатываем большое количество энергии за меньшее время.
    4. Гироскоп – Использование маховика в гироскопе для поддержания стабильности и контроля направления, где трение не является доминирующим. Например – направление спутника контролируется с помощью маховика в гироскопе

    Часто задаваемые вопросы о маховике

    • Что такое маховик?

       Механическое устройство, используемое в машинах, служит резервуаром, который накапливает энергию в период, когда предложение энергии превышает потребность, и высвобождает энергию, когда спрос превышает предложение.

    • Какими параметрами управляет маховик?

       Маховик контролирует и минимизирует колебания скорости внутри цикла. Маховик не может контролировать скорость при межцикловых колебаниях, т.е. изменениях скорости из-за изменения нагрузки на двигатель.

    • Разница между маховиком и регулятором?

      Маховик контролирует и минимизирует колебания скорости внутри цикла, Маховик не может контролировать скорость при межцикловых колебаниях, т. е. изменениях скорости из-за изменения нагрузки на двигатель.

    • Влияет ли сила тяжести на работу маховика?

      Нет, так как принцип работы маховика основан на моменте инерции массы, который напрямую связан только с массой и скоростью вращения колеса.

      Это одно из лучших преимуществ, которое может работать в отсутствие гравитации. Направление сателлитов контролируется маховиком.

    • Можно ли использовать маховик для длительного хранения энергии?

      Нет, на практике мы не можем хранить энергию в маховике в течение длительного периода времени.

      Мы можем использовать его для хранения энергии, но только в течение очень короткого периода времени. Функция маховика состоит в том, чтобы поглощать и отпускать его в течение одного полного цикла. В случае двигателя внутреннего сгорания он накапливает энергию во время рабочего такта и высвобождает ее во время такта всасывания, сжатия и выпуска, время, необходимое для завершения всего этого переднего цикла, очень меньше, поэтому для хранения энергии в таких случаях используется маховик.