Ремонт своими руками

Для ремонта деталь прежде всего снимают с двигателя. Крепежные болты, которыми крепятся ведущий и ведомый диски с мотором и сцеплением, повторно использовать нельзя, требуются только новые, которые не были в работе.

Обычно части узла соединяются между собой заклепками, которые нужно высверлить, не нарушая целостности скрепляемых деталей. После разъема ведомого и ведущего дисков открывается доступ к демпферным пружинам. Если маховик снят вскоре после подозрений на его поломку, то поломанными бывают несколько пружин, которые меняются на такие же точно. В идеале пружины нужно менять сразу все.

Также осматриваются и меняются демпферные элементы, после чего внутреннее пространство заполняется консистентной смазкой, и блок собирается в обратном порядке.

Подшипники с повышенным люфтом демонтируются при помощи съемника и заменяются новыми.

После сборки узла нужно проверить его балансировку. В домашних условиях это возможно сделать только на автомобиле путем пробной поездки.

Общие рассуждения про маховик

Если просто вспомнить, для чего нужен маховик, то сразу приходит на память четырехтактный цикл работы ДВС, поршни в мертвых точках и вывод их из этого положения. Ну и обеспечение выполнения вспомогательных тактов при работе мотора. Есть и другие задачи, в которых задействован маховик, но на улучшение динамики движения они не влияют, поэтому касаться их сейчас не будем. Стоит только иметь в виду, что они должны быть сохранены. Масса диска, повешенного на коленчатый вал, составляет шесть-семь килограммов в зависимости от модели машины. За счет этого, используя накопленную кинетическую энергию, маховик демпфирует неравномерности вращения коленвала, но и сам отбирает некоторую часть мощности мотора на свое вращение. Вот уменьшение энергии, затрачиваемой на его раскручивание, и имеется в виду, когда говорят про облегчение маховика.

Общие рассуждения про маховик

Если просто вспомнить, для чего нужен маховик, то сразу приходит на память четырехтактный цикл работы ДВС, поршни в мертвых точках и вывод их из этого положения. Ну и обеспечение выполнения вспомогательных тактов при работе мотора. Есть и другие задачи, в которых задействован маховик, но на улучшение динамики движения они не влияют, поэтому касаться их сейчас не будем. Стоит только иметь в виду, что они должны быть сохранены. Масса диска, повешенного на коленчатый вал, составляет шесть-семь килограммов в зависимости от модели машины. За счет этого, используя накопленную кинетическую энергию, маховик демпфирует неравномерности вращения коленвала, но и сам отбирает некоторую часть мощности мотора на свое вращение. Вот уменьшение энергии, затрачиваемой на его раскручивание, и имеется в виду, когда говорят про облегчение маховика.

Конструкция маховика

Что такое ABS в автомобиле и для чего нужен АБС Принцип работы антиблоктровочной системы

Изначально детали изготавливалась из чугуна цельной, в настоящее время кроме классических модификаций существуют дополнительные виды маховиков демпферный и облегченный. Автомобиль комплектуется этим узлом на заводе, но в некоторых случаях владелец может произвести тюнинг ДВС, заменив его другой модификацией.

Классический сплошной

Традиционный полнотелый маховик отливается в виде диска из серого чугуна. Этот конструкционный материал не пригоден для изготовления зубчатой передачи, зато резко снижает себестоимость детали и повышает эксплуатационный ресурс.

Затем на наружный диаметр заготовки напрессовывают обод маховика с зубьями для периодического зацепления в момент запуска ДВС с бендиксом стартера. Диаметр готового изделия обычно составляет 40 см, число зубьев зависит от конкретной схемы передачи авто.

Рис. 7 Цельнометаллический маховик

С одной стороны поверхность маховика имеет вид фланца для присоединения к аналогичным посадочным отверстиям главного диска сцепления. Для защиты от механических повреждений используется кожух маховика, крепящийся болтами к блоку цилиндров.

При регулярном подключении/отключении стартера возможна поломка зубьев. Поэтому обод (венец) считается расходным элементом детали, продается отдельно. Корпус (тело) ремонту обычно не подлежит, заменяется целиком после выработки ресурса.

Рис. 8 Венец маховика

В современных машинах воспламенением в камерах сгорания заведует датчик ДПКВ или ВМТ. Он отсчитывает проходящие мимо его зубцы наружного венца маховика, определяя положение коленвала в каждый момент времени. Сигнал подается в бортовой компьютер, по положению вала вычисляется, какой цилиндр в это время сжимает топливную смесь, подается искра для воспламенения.

Облегченный

При решении основной задачи при комплектации коленвала маховиком – вывод из мертвых точек поршней ДВС, автоматически возникает другая проблема:

• тяжелая деталь сильнее нагружает коленчатый вал и увеличивает время разгона машины;
• угловая скорость маховика не может снизиться мгновенно, при торможении происходит запаздывание.

Рис. 9 Облегченный маховик

Поэтому для улучшения указанных характеристик мотора вес детали снижают на несколько килограммов, изготавливая прорези ближе к центру. Динамика улучшается максимум на 5 – 7%, однако на низких оборотах возникают следующие минусы:

• затрудненное движение по скользкой и грязной трассе;
• снижение момента крутящего;
• при переключении на высшую передачу недостаточный набор оборотов, изнашивается диск сцепления;
• небольшое увеличение расхода горючего;
• быстрая потеря крутящего момента, несмотря на практически мгновенный разгон.

Для облегченных деталей из алюминиевого сплава или с прорезями в теле используется стандартный кожух маховика, которым укомплектована машина на заводе.

Двухмассовый

Проблему компенсации вращательных колебаний решает демпферный маховик, конструкция которого схожа с обгонной муфтой генератора. В отличие от бензинового двигателя дизельный мотор по умолчанию низкооборотный. Динамика машины достигается за счет передаточного числа трансмиссии. Кинематическая схема привода здесь сложнее, детали прочнее, а узлы крепче.

Рис. 10 Двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик ДВС имеет сложную конструкцию:

• один диск (корпус) крепится на коленвал, имеет наружный венец для зацепления со стартером;
• второй зафиксирован на диске сцепления;
• между собой диски вращаются относительно друг друга на радиальном и упорном подшипниках;
• демпфирующие пружины так же находится между дисками в полимерном сепараторе, предотвращающем блокировку.

Рис. 11 Конструкция демпферного маховика

В момент запуска ДВС работает пакет с мягкой пружиной, в нормальном режиме работы двигателя включается в действие жесткая пружина. Для смазки деталей трения используется паста с сульфидом молибдена, закладывающаяся в маховик на весь эксплуатационный ресурс, составляющий около 150 000 км пробега машины. Причем, смазка не должна попадать на детали сцепления, с торцов дисков маховика она удаляется при ТО и осмотре.

Реактивная модификация двигателя

Для того чтобы сложить реактивный вечный двигатель на магнитах, необходимо использовать две катушки индуктивности. Пластины в данном случае следует подбирать диаметром около 13 см. Далее необходимо использовать преобразователь низкой частоты. Все это в конечном счете значительно увеличит силу магнитного поля. Усилители в двигателях устанавливаются довольно редко. Аберрация первого порядка происходит за счет использования стабилитронов. Для того чтобы надежно закрепить пластину, необходимо использовать клей.

Перед установкой магнитов контакты тщательно зачищаются. Генератор для данного устройства необходимо подбирать индивидуально. В данном случае многое зависит от параметра порогового напряжения. Если устанавливать конденсаторы перекрытия, то они значительно снижают порог чувствительности. Таким образом, ускорение пластины может быть прерывистым. Диски для указанного устройства необходимо по краям зачищать.

О штатном элементе

Как бы ни ругались между собой на форуме автолюбители, маховик – это точная и идеально выверенная деталь. При разработке инженеры тщательно просчитывали нагрузки, сопротивление на кручение и на слом. Вес штатного маховика на большинстве автомобилей (за исключением автобусов и грузовиков, а также спецтехники) находится в диапазоне от семи до девяти килограммов. Точная масса зависит от конкретной модели машины и ее класса.

Из всего этого выходит, что маховик мешает двигателю работать, отбирая на себя часть мощности. Но здесь не все так однозначно. За счет своей массы маховик берет ненужную энергию, которая вырабатывается за счет детонации или других побочных процессов. Так, эти процессы не идут на кузов в виде вибраций, а поглощаются маховиком.

Как выполнить статическую балансировку?

Процесс несложный, но и точность его низкая. Однако это лучше, чем установка детали без каких-либо балансировок. Эту операцию выполняют, установив облегченный маховик ВАЗа-2110 на две подставки. В качестве подставок вполне подойдут уголки, имеющие ровные края. Их выставляют строго горизонтально и тщательно выверяют положение.

Смотреть галерею

В центр маховика устанавливают ровный вал, который лучше заказать у токаря. Далее конструкцию кладут на выставленные уголки. Маховик вращают и замечают, какая часть его находится внизу. Если это одно и то же место, то на противоположной стороне к маховику крепят грузик.

Как уменьшить вес маховика своими руками?

Необходимо найти токаря, но предварительно распечатать чертеж Сингуринди. Снижение веса по данной технологии является самым безопасным. Это подтверждает опыт – такой технологией пользовались многие.

Для крепежного болта, который применяется для установки корзины сцепления, диаметром в 8 миллиметров, необходимо тело с равным диаметром. Если стенка маховика будет иметь меньшую толщину, это может стать причиной его разрыва на высоких оборотах. Лучше не рисковать и сразу приобрести готовый облегченный маховик. Цена его зависит от модели автомобиля. Так, маховики на ВАЗ стоят от 2,5 тысячи рублей. Они уже отбалансированы.

В конце процедуры обязательно проводят балансировку нового маховика вместе с корзиной сцепления. Диски при этом устанавливать не нужно. Балансировку можно выполнять даже статически. Далее выполняют балансировку с коленчатым валом. Это нужно для обеспечения стабильности работы двигателя.

Желательно провести и динамическую балансировку. Но для этого необходимо специализированное оборудование, которое есть не на каждом автосервисе и даже машиностроительном предприятии.

Где применяются маховики?

Благодаря своей массивности и законам физики, которые сопровождают движение маховика, он нашел применение во многих современных механизмах — от транспорта до промышленности.

Самое простое применение заключается в сохранении скорости вращения вала, на котором установлен маховик. Это может пригодиться во время работы какого-нибудь станка. Особенно, в те моменты, когда он испытывает резкие нагрузки и надо не допустить падения частоты вращения. Получается такой своего рода демпфер.

Наверное, самым частым местом, где встречаются маховики, является двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Он позволяет сохранить скорость вращения двигателя при выключении сцепления. Тем самым снижается воздействие на трансмиссию, так как переключение передачи происходит в то время, когда двигатель работает на оборотах выше оборотов холостого хода. Кроме этого, так достигается больший комфорт и плавность движения. Правда, на гоночных машинах маховик очень сильно облегчается для снижения веса и увеличения скорости, с которой раскручивается двигатель.

Маховик легкового автомобиля.

Также маховики часто используются для стабилизации движения. Происходит это за счет того, что колесо, которым и является маховик, при вращении создает гироскопический эффект. Он создает сильное сопротивление при попытке наклонить его. Этот эффект легко ощутить, например, раскрутив колесо велосипеда и попытавшись его наклонить, или взяв в руки работающий жесткий диск.

Такая сила мешает при управлении мотоциклом, заставляя прибегать к контррулению, особенно на большой скорости, но очень помогает, например, для стабилизации корабля во время качки. Также подвесив такой маховик и учитывая, что он всегда находится в одном положении относительно горизонта, можно фиксировать его отклонения от корпуса объекта и понимать его положение в пространстве. Применение таких свойств маховика актуально в авиации. Именно вращающийся маховик позволит определить положение фюзеляжа самолета в пространстве.

Антигравитационная модификация двигателя

Антигравитационный вечный двигатель на магнитах является наиболее сложным устройством среди всех представленных выше. Всего пластин в нем используется четыре. На внешней их стороне закрепляются диски, на которых находятся магниты. Все устройство необходимо уложить в корпус для того, чтобы выровнять пластины

Далее важно закрепить на модели проводник. Подсоединение к мотору осуществляется через него

Волновая индукция в данном случае обеспечивается за счет нехроматического резистора.

Преобразователи у этого устройства используются исключительно низкого напряжения. Скорость фазового искажения может довольно сильно меняться. Если диски вращаются прерывисто, необходимо уменьшить диаметр пластин. В данном случае отсоединять проводники не обязательно. После установки преобразователя к внешней стороне диска прикладывается обмотка.

Недостатки

Первым дело нужно сказать, что одного облегчения маховика будет недостаточно. Необходимо также правильно настроить и остальные детали двигателя. Потребуется облегчать и коленчатый вал, правильно настроить центровку корзины сцепления.

Среди минусов можно выделить снижение прочности конструкции, отсутствие какого-то видимого эффекта на низких оборотах двигателя. Также необходимо дополнительно выполнять балансировку с коленчатым валом и шкивом ремня генератора. Маховик, потерявший в весе, будет слабее проводить тепло – зимой трансмиссия потребует больше времени на прогрев на холостых оборотах. Ну и наконец, стоимость маховика значительно выше, особенно если учитывать, что это заводской облегченный маховик для «Приоры» от известного производителя, а не изготовленный в гаражных условиях кустарным способом.

Модель Лоренца

Чтобы сделать вечный двигатель на магнитах Лоренца, необходимо использовать пять пластин. Расположить их следует параллельно друг другу. Затем по краям к ним припаиваются проводники. Магниты в данном случае крепятся на внешней стороне. Чтобы диск свободно вращался, для него необходимо установить подвеску. Далее к краям оси прикрепляется катушка.

Управляющий тиристор в данном случае устанавливается на ней. Чтобы увеличить силу магнитного поля, используется преобразователь. Вход охлажденного агента происходит вдоль кожуха. Объем сферы диэлектрика зависит от плотности диска. Параметр кулоновской силы, в свою очередь, тесно связан с температурой окружающей среды

В последнюю очередь важно установить статор над обмоткой

Маховик двигателя

Маховик относится сразу к нескольким системам двигателя и выполняет в них следующие функции:

• снижение неравномерности вращения коленчатого вала (маховик — конструктивный элемент кривошипно-шатунного механизма);
• передача крутящего момента от двигателя к коробке передач (маховик – ведущий диск сцепления);
• передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя (маховик – ведомая шестерня редуктора системы запуска).

Сглаживание пульсаций крутящего момента производится за счет периодического накопления и отдачи маховиком кинетической энергии. Энергия запасается во время рабочего хода поршня и расходуется при других тактах двигателя, в т.ч. на выведение поршней из мертвых точек. Чем больше цилиндров в двигателе, тем рабочий ход поршня в каждом из них занимает больше времени, следовательно, крутящий момент такого двигателя более равномерный, а масса маховика может быть уменьшена.

Маховик крепиться в торце коленчатого вала возле заднего коренного подшипника. Это, как правило, самый мощный подшипник в двигателе, так как он должен выдерживать вес маховика и нагрузки, связанные с его работой.

Различают следующие разновидности конструкции маховика:

• сплошной;
• двухмассовый;
• облегченный.

Наибольшее распространение на автомобилях нашел маховик сплошной конструкции. Это массивный чугунный диск диаметром от 30 до 40 сантиметров. На внешнюю поверхность диска напрессован стальной зубчатый венец, обеспечивающий проворачивание коленчатого вала при запуске двигателя с помощью стартера. С одной стороны маховика выполнена ступица для крепления к фланцу коленчатого вала, другая сторона играет роль ведущего диска сцепления.

При работе двигателя на разных оборотах коленчатый вал постоянно закручивается и раскручивается, т.е. подвергается крутильным колебаниям. В двигателе применяются гасители крутильных колебаний различной конструкции. Одним из таких устройств является двухмассовый маховик (другое название – демпферный маховик), который применяется на автомобильных двигателях с 1985 года.

Устройство двухмассового маховика

Маховик включает два диска, соединенные с помощью пружинно-демпферной системы, которая позволяет полностью изолировать трансмиссию от крутильных колебаний и обеспечить равномерную работу ее элементов. С применением двухмассового маховика отпадает необходимость демпфирующего устройства в ведомом диске сцепления.

Преимуществами двухмассового маховика являются гашение колебаний, снижение вибраций, изоляция шумов, удобство переключения передач, снижение износа синхронизаторов, защита трансмиссии от перегрузки и даже экономия топлива. С другой стороны интенсивная работа двухмассового маховика приводит к усиленному износу пружинно-демпферной системы и даже поломке ее основного элемента — дуговой пружины. Все это сдерживает массовое применение демпферного маховика на двигателях.

Современные тенденции развития автомобильных двигателей, такие как даунсайзинг (уменьшение объема и массы двигателя с сохранением мощности) и даунспидинг (расширение диапазона крутящего момента двигателя с возможностью работы на низких оборотах), потребовали нового уровня гашения колебаний. С 2008 года на двигателях применяется двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний.

Для устранения неравномерностей вращения коленчатого вала в диапазоне низких оборотов на маховике вместе с дуговой пружиной устанавливается центробежный маятник. Он создает собственные колебания , которые в противофазенакладываются на сглаженные колебания после дуговой пружины и полностью их гасит.

Центробежный маятник выполнен в виде грузов, расположенных по окружности маховика. При низких оборотах двигателя грузы маятника раскачиваются сильнее, т.к. действующие на них центробежные силы малые. При увеличении оборотов амплитуда колебаний грузов уменьшается и их роль в гашении колебаний снижается.

Облегченный маховик используется при тюнинге двигателя. Перераспределение массы маховика к краям диска позволяет уменьшить его массу до 1,5 кг и в свою очередь уменьшить момент инерции. С применением облегченного маховика двигатель быстрее достигает максимальных оборотов, соответственно имеет лучшую разгонную динамику, а также наблюдается увеличение мощности до 5%.

Реставрация

Считается, что если маховик «умер», его нужно заменить новым, таким же. А если денег нет? Тогда – реставрация. Существуют конторы, которые предоставляют данную услугу владельцам дорогих и элитных моделей автомобилей. В рекламе написано, что после восстановления эти механизмы будут работать даже лучше, чем оригиналы. В теории это возможно.

Вот, к примеру, один владелец решил отреставрировать двухмассовый маховик. «Фольксваген» – дорогая в обслуживании машина, поэтому ремонт своими руками поможет неплохо сэкономить. Он пишет, что живой у него была одна пружина. На фирме, которая занималась восстановлением, по ней изготовили все остальные. К счастью, для этого владельца все закончилось хорошо и недорого, ведь цена новой запчасти составляет примерно 1350 долларов.

Пружина, резина, конденсатор.

Во всем мире вряд ли найдется человек, который посвятил себя разработке маховичных накопителей энергии в большей мере, чем Нурбей Гулиа. Ведь делом своей жизни изобретатель начал заниматься в 15 лет. Тогда советский школьник Нурбей решил изобрести «энергетическую капсулу» — так он назвал накопитель энергии, который должен был стать столь же энергоемким, как бак с бензином, но при этом копить в себе абсолютно безвредную для человека энергию. Первым делом любознательный школьник опробовал аккумуляторы различных типов. Одним из самых безнадежных вариантов оказался пружинный накопитель. Чтобы обычный легковой автомобиль проехал с таким аккумулятором 100 км пути, последний должен был весить 50 т.

Резиновый аккумулятор показался куда перспективней: накопитель с зарядом на 100 км мог весить «всего» 900 кг. Заинтересовавшись, Нурбей даже разработал резиноаккумулятор инновационной конструкции для привода детской коляски. Один из прохожих, очарованный самоходной коляской, посоветовал разработчику подать заявку в Комитет по изобретениям и даже помог ее составить. Так Гулиа получил первое авторское свидетельство на изобретение.

Вскоре резину сменил сжатый воздух. И опять Нурбей разработал инновационное устройство — относительно компактный гидрогазовый аккумулятор. Однако, как выяснилось в ходе работы над ним, при использовании сжатого газа энергетический «потолок» был невысок. Но изобретатель не сдался: вскоре им был построен пневмокар с подогревом воздуха горелками. Эта машина получила высокую оценку у его друзей, но по своим возможностям была еще далека от того, чтобы конкурировать с автомобилем.

Особенно тщательно будущий профессор отнесся к проработке варианта «электрической капсулы». Нурбей оценил возможности конденсаторов, электромагнитов и, разумеется, собрал всю возможную информацию об электрохимических аккумуляторах. Был даже построен электромобиль. В качестве аккумулятора для него конструктор использовал батарею МАЗа. Однако возможности тогдашних электрохимических аккумуляторов Гулиа не впечатлили, не было и оснований ожидать, что в области энергоемкости произойдет прорыв. Поэтому из всех накопителей энергии наиболее перспективными Нурбею Владимировичу показались механические аккумуляторы в виде маховиков, несмотря на то что в то время они ощутимо проигрывали электрохимическим накопителям. Тогдашние маховики, даже сделанные из самой лучшей стали, в пределе могли накопить только 30−50 кДж на 1 кг массы. Если раскручивать их быстрее, они разрывались, приводя в негодность все вокруг. Даже свинцово-кислотные аккумуляторы с энергоемкостью 64 кДж/кг смотрелись на их фоне крайне выигрышно, а щелочные аккумуляторы с плотностью энергии 110 кДж/кг были вне конкуренции. Кроме того, уже тогда существовали страшно дорогие серебряно-цинковые аккумуляторы: по удельной емкости (540 кДж/кг) они примерно соответствовали самым емким на сегодня литий-ионным аккумуляторам. Но Гулиа сделал ставку на столь далекий от совершенства маховик.

Как уменьшить вес маховика своими руками?

Необходимо найти токаря, но предварительно распечатать чертеж Сингуринди. Снижение веса по данной технологии является самым безопасным. Это подтверждает опыт – такой технологией пользовались многие.

Для крепежного болта, который применяется для установки корзины сцепления, диаметром в 8 миллиметров, необходимо тело с равным диаметром. Если стенка маховика будет иметь меньшую толщину, это может стать причиной его разрыва на высоких оборотах. Лучше не рисковать и сразу приобрести готовый облегченный маховик. Цена его зависит от модели автомобиля. Так, маховики на ВАЗ стоят от 2,5 тысячи рублей. Они уже отбалансированы.

В конце процедуры обязательно проводят балансировку нового маховика вместе с корзиной сцепления. Диски при этом устанавливать не нужно. Балансировку можно выполнять даже статически. Далее выполняют балансировку с коленчатым валом. Это нужно для обеспечения стабильности работы двигателя.

Желательно провести и динамическую балансировку. Но для этого необходимо специализированное оборудование, которое есть не на каждом автосервисе и даже машиностроительном предприятии.

Как сделать двигатель Тесла?

Работа данного двигателя основывается на изменении положения магнитов. Происходит это за счет вращения диска. Для того чтобы увеличить кулоновскую силу, многие специалисты рекомендуют пользоваться медными проводниками. В таком случае вокруг магнитов образуется инерционное поле. Нехроматические резисторы в данной ситуации используются довольно редко. Преобразователь в устройстве крепится над обтекателем и соединяется с усилителем. Если движения диска в конечном счете являются прерывистыми, значит, необходимо катушку использовать более мощную. Проблемы с волновой индукцией, в свою очередь, решаются за счет установки дополнительной пары магнитов.