Меню Закрыть

Маховик в двигателе внутреннего сгорания: Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

Содержание

ДВС + МАХОВИК: engineering_ru — LiveJournal

В прошлом году я уже поднимал тему маховиков, установленных на автомобили в качестве  рекуператоров кинетической энергии.  Предлагаю вашему вниманию некоторые достижения Volvo в этом направлении.

В течение четырех лет компании проводили испытания на дорогах общественного пользования и на полигонах в Швеции и Великобритании, которые показали, что гибридная технология с использованием маховика позволяет увеличить мощность на 80 л.с. и снизить расход топлива до 25%.

Flybrid KERS (система рекуперации кинетической энергии с использованием маховика) установлена на задней оси Volvo S60, который оборудован пятицилиндровым бензиновым двигателем T5 мощностью 254 л.с. В процессе торможения кинетическая энергия, которая в ином случае была бы потеряна в виде тепла, передается с колес на систему KERS и приводит в движение маховик из углеволокна весом 6 кг, который раскручивается до 60 000 оборотов в минуту. Когда автомобиль вновь начинает движение, энергия, сохраненная вращающимся маховиком, передается обратно на задние колеса через специальную трансмиссию, что позволяет ускорить разгон или снизить нагрузку на двигатель. ДВС, который передает крутящий момент на передние колеса, выключается, как только начинается процесс торможения. Энергия маховика может использоваться для начала движения с места или для поддержания движения автомобиля, когда он достигает определенной скорости.

«Энергии, обеспеченной маховиком, достаточно для движения автомобиля на короткие дистанции. Это существенно сказывается на экономии топлива. По нашим расчетам двигатель будет отключен в течение половины времени для движения согласно требованиям Нового европейского цикла движения», – поясняет Дерек Краб, вице-президент по разработке двигателей Volvo Car Group.

Маховик приводится в движение в процессе торможения, поэтому энергия рекуперации доступна лишь в ограниченных пределах, когда вращается маховик. Эта технология наиболее эффективна в условиях, когда автомобиль часто тормозит и снова начинает движение. Другими словами, экономия топлива будет наиболее заметной при движении в городском потоке или при динамичной езде.

Если учитывать энергию рекуперации маховика с полной мощностью двигателя внутреннего сгорания, то автомобиль получает дополнительных 80 л.с. Благодаря высокому крутящему моменту автомобиль способен на быстрые ускорения, заметно снижая параметры разгона с места до 100 км/ч. Например, экспериментальный Volvo S60 T5, оборудованный этой системой, разгоняется до 100 км/ч примерно на 1,5 секунды быстрее стандартной модели. Привод KERS на задние колеса делает автомобиль частично полноприводным, улучшая сцепление колес с дорожным покрытием и повышая стабильное поведение автомобиля в ходе ускорения.

«Мы первыми установили маховик на задней оси автомобиля в сочетании с двигателем внутреннего сгорания, который приводит в движение передние колеса. Теперь после успешного завершения испытаний мы будем изучать возможности интеграции этой технологии в наших будущих моделях автомобилей», – добавляет Дерек Краб.

http://www.popmech.ru/article/15391-dvs-plyus-mahovik-moschnost-vyishe-rashod-menshe/photo/all/#foto

МАХОВИК ПЕРЕМЕННОГО МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ДЛЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ FP10C

Ломакин, В. А.; Lomakin, V.A.

Abstract (ukr):

В современных условиях развития двигателестроения все больше внимания обращается на, казалось бы, незначительные процессы. С одной стороны, достижения мехатроники сделали это возможным, а с другой, рационализация использования ресурсов не оставляет нам выбора. Это приводит к необходимости увеличения коэффициента полезного действия, улучшения экологичности и безопасности работы двигателя внутреннего сгорания. Поэтому настало время обратить внимание на такое явление, как изменение приведенного момента инерции кривошипно- шатунного механизма и его влияние на работу двигателя. Это влияние ничтожно в двигателях с количеством цилиндров больше 4-х и его можно не учитывать. Также его существенно можно уменьшить только лишь рациональным выбором массово-геометрических параметров ДВС, что, к сожалению, возможно не всегда. Особо остро эта проблема стоит в одноцилинровых двигателях внутреннего сгорания, к которым относится FP10C.

С целью уменьшения влияния переменной составляющей момента инерции кривошипно-шатунного механизма двигателя FP10C на его работу предлагается конструкция маховика переменного момента инерции. Этот маховик позволяет скомпенсировать влияние приведенного момента инерции его кривошипно-шатунного механизма за оборот, в результате чего двигатель внутреннего сгорания FP10C улучшит параметры неравномерности хода и станет более экономичным.

Abstract (eng):

In modern conditions of engine development, increasing attention is paid to the seemingly minor processes. On the one hand mechatronics achievements made it possible, on the other hand, the rationalization of the use of resources leaves us no choice. This leads to the need of increasing efficiency, improving environmental performance and safety of operation of an internal combustion engine. Therefore, it is time to draw attention to the phenomenon of change provided the moment of inertia crank mechanism and its effect on engine operation.

This impact is negligible in engines with a number of cylinders more than 4 and it can be ignored. Also, it is possible to reduce substantially the only rational choice of massively geometric parameters of internal combustion engine that, unfortunately, is not always possible. This problem is particularly serious in one cylinder internal combustion engines, which include FP10C. In order to reduce the impact of the variable component of moment of inertia of the crank mechanism of the engine FP10C to his work, we propose the design of flywheel fluctuating moment of inertia. The flywheel allows offset impact provided the moment of inertia of its crank mechanism for turnover. Resulting in internal combustion engine FP10C improve parameters of uneven progress and become more economical.

Устройство маховика двигателя — Узнаю свое Авто!

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) есть сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, любой из которых делает собственные конкретные функции в заданном режиме. Отдельного внимания заслуживает маховик, снабжающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик несёт ответственность за последовательность достаточно ответственных процессов и исходя из этого ответственна стабильность его работы. Содержание 1 Что собой воображает маховик в ДВС? 1.1 Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания 1.2 Принцип работы маховика 1.3 Устройство маховика двигателя 1.4 Заключение 1.5 Это весьма интересно Что собой воображает маховик в ДВС?

Маховик помогает для аккумуляции энергии механического перемещения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента. Находится механизм в торцевой части коленчатого вала. Фактически рядом с ним возможно подметить задний коренной подшипник. Это ориентир для стремительного визуального нахождения маховика. Применяемый подшипник отличается солидным запасом устойчивости и прочности к износу.

Благодаря замечательной конструкции он фиксирует маховик и сокращает его рабочие нагрузки.

Все это оказывает хорошее влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря качеству и солидному запасу прочности применяемого материала способно прослужить без замены долгий период времени. Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания Маховик используется для реализации в ДВС нескольких процессов, любой из которых совместно и по отдельности ответствен для стабильной работы мотора.

Возможно выделить следующие задачи, каковые решает маховик: 1.Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора; 2.Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии; 3.Понижение вибрации мотора на протяжении его работы; 4.Минимизирует перепады вращения коленчатого вала. Принцип работы маховика Маховик мотора в ходе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала. Аккумуляция энергии происходит в ходе рабочего хода поршня мотора.

Применение кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата. Особенно при выводе поршней из мёртвых территорий. Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на продолжительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена равномерность и стабильность работы моторов с громадным числом цилиндров. Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора.

Машина медлено без дёрганий двигается с места. Для изготовления маховика преимущественное количество производителей употребляется качественный чугунный материал. Устройство маховика двигателя Не обращая внимания на маленькие размеры, маховик весит прилично.

Средний диаметр изделия образовывает 40 сантиметров. На его торце расположены зубцы, снабжающие надёжное сцепление с валом стартера. Как раз через них передаётся вращательное перемещение коленчатому валу мотора. Сейчас по конструктивным изюминкам выделяют следующие виды маховиков: 1. Демпферный маховик Широко применяется в современных моделях машин. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом Делает последовательность ответственных задач: -нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала; -предотвращает перегрузку коробки передач; -снижает износ синхронизирующих элементов мотора; -плавность переключения передач; -экономное расходование горючего 2.

Целый маховик Самый распространённый вид механизма, деятельно применяемый в моторах нового поколения.

Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации 3.Облегчённый маховик Отличается маленькой массой за счёт применения особых материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать больших оборотов.

Содействует повышению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный значительный минус – большая цена. Заключение Маховик в моторе выступает необычным стабилизационным элементом, снабжающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Благодарю за внимание, удачи вам на дорогах. Просматривайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и занимательные статьи сайта.

Маховик

В двигателях с небольшим числом цилиндров маховик служит для выравнивания скорости вращения вала, вывода из мертвых точек кривошипно-шатунного механизма и осуществления вспомо­гательных тактов рабочего процесса.

При шести и большем числе цилиндров двигатели работают с некоторым, иногда значительным перекрытием рабочих ходов в отдельных цилиндрах, поэтому упомя­нутые функции маховика для них не столь существенны. Однако кинетическая энергия маховика в многоцилипдровых двигателях облегчает их пуск и необходима для обеспечения плавного трога-иия автомобиля с места.

Маховики отливают из чугуна в виде диска 7 с массивным ободом (см. рис.) и подвергают динамической балансировке в сборе с коленчатым валом. Недостаточная сбалансированность маховика порождает неуравновешенные центробежные силы, вызывающие нежелательную вибрацию двигателя на опорах.

В автомобильных двигателях маховик крепится к хвостовику вала, имеющему форму фланца. Болты 14 крепления маховика ввертывают во фланец 1 или вставки 12 и затягивают динамометри­ческим ключом и тщательно фиксируют (шплинтуют шайбами 13). Маховик центрируется по наружной поверхности фланца 1 с помо­щью выточки, а положение его относительно коленчатого вала фиксируется установочным штифтом 8.

Для этой цели используют также несимметричное расположение самих болтов крепления маховика (двигатели ГАЗ, ЗИЛ-130 и др.).

Для прокрутки вала при пуске двигателя электрическим стар­тером на обод маховика напрессовывают зубчатый венец 6. На ци­линдрической поверхности маховика наносят метки и надписи, определяющие момент прохождения в. м. т. поршнем первого цилиндра, а часто и принятое для данного двигателя исходное опережение зажигания (момент подачи искры в цилиндры).

На торцовую шлифованную поверхность маховика опирается фрикционный диск сцепления, кожух которого прикрепляют к махо­вику. Сцепление предназначено для быстрого отключения двигателя от трансмиссии автомобиля в процессе переключения шестерен в коробке перемены передач и последующего плавного соединения трансмиссии с валом двигателя.

В силовых передачах автомобилей с гидротрансформатором или гидромуфтой маховик отсутствует, а функции его выполняет маховая масса колеса гидротрансформатора.

 

 

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.


Newer news items:

Older news items:


Испытания технологии с использованием маховика, позволяющей снизить расход топлива до 20 процентов — ДРАЙВ

Невысокая стоимость, малый вес и экологичность — все эти характеристики выгодно отличают эту технологию, благодаря которой автомобиль с четырехцилиндровым двигателем сравним по мощности с шестицилиндровым двигателем, а расход топлива снижается до 20 процентов.

Этой осенью Volvo Car Corporation среди немногих авто производителей мира начнет испытания системы с использованием маховика в реальных условиях эксплуатации.

Volvo Car Corporation получила грант в размере 6.57 миллионов шведских крон от Департамента энергетики Швеции для разработки передовой технологии рекуперации кинетической энергии в процессе торможения. Volvo проводит работы в рамках совместного проекта с компаниями Volvo Powertrain и SKF.

«Наша цель — создать законченную систему для рекуперации кинетической энергии. Испытания системы, установленной на автомобиле Volvo, начнутся во второй половине 2011 года. Эта технология позволит снизить расход топлива до 20 процентов. Более того, водитель получает дополнительный резерв мощности. В результате автомобиль с четырехцилиндровым двигателем сможет разгоняться с ускорениями, характерными лишь для шестицилиндровых двигателей», — сообщил Дерек Крабб (Derek Crabb), вице-президент по разработке двигателей VCC.

60 тысяч оборотов в минуту

Новая система, получившая название Flywheel KERS (система рекуперации кинетической энергии с использованием маховика), устанавливается на задней оси. В процессе замедления движения энергия направляются на маховик, который раскручивается до скорости 60 тысяч оборотов в минуту. Когда автомобиль вновь начинает движение, крутящий момент с маховика передается на задние колеса через специальный редуктор.

Двигатель внутреннего сгорания, который передает крутящий момент на передние колеса, выключается, как только начинается процесс торможения. Энергия маховика может использоваться для начала движения с места или для поддержания движения автомобиля, когда он достигает определенной скорости.

«Энергии, обеспеченной маховиком, достаточно для движения автомобиля на короткие дистанции. Однако это существенно сказывается на экономии топлива. По нашим расчетам двигатель будет отключен в течение половины времени для движения согласно требованиям Нового европейского цикла движения», — пояснил Дерек Крабб.

Маховик приводится в движение в процессе торможения, поэтому энергия рекуперации доступна лишь в ограниченных пределах, когда вращается маховик. Эта технология наиболее эффективна в условиях, когда автомобиль часто тормозит и снова начинает движение. Другими словами, экономия топлива будет наиболее заметной при движении в городском потоке или при динамичной езде.

Если учитывать энергию рекуперации маховика с полной мощностью двигателя внутреннего сгорания, то автомобиль получает дополнительных 80 л.с. Благодаря высокому крутящему моменту автомобиль способен на быстрые ускорения, заметно снижая параметры разгона с места до 100 км/ч.

Маховик из углеволокна: легкое и компактное решение

Система с использованием маховика впервые была опробована на модели Volvo 240 еще в 80-х годах. В последние годы некоторые компании проводили исследования подобных решений, используя маховики из стали. Но выполненное из стали устройство отличается большими размерами и весом, возникают ограничения крутящего момента маховика, и в результате такое решение оказывается неэффективным.

Volvo Car Corporation будет использовать маховик из углеволокна. Вес устройства составляет около шести килограмм, а диаметр — 20 сантиметров. Маховик из углеволокна вращается в вакууме, благодаря чему удалось избежать потерь энергии в связи с трением.

«Мы не первые, кто разрабатывает технологию маховика. Но никто еще не устанавливал маховик на задней оси автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, который приводит в движение передние колеса. Если разработка и испытания этой технологии пройдут по плану, автомобили, оборудованные маховиком для рекуперации энергии, появятся в салонах наших дилеров уже через несколько лет, — уверен Дерек Крабб. — Технология применения маховика относительно недорогая. По сравнению с гибридными электромобилями эта технология может применяться на многих наших автомобилях, и тогда она будет играть существенную роль в реализации нашей стратегии DRIVe Towards Zero, которая преследует цель снижения выбросов CO2».

Рекомендации к замене маховика. Как снять и установить маховик

Маховик двигателя внутреннего сгорания служит для накопления энергии. Он помогает поршням проходить нижние мертвые точки (особенно при запуске двигателя). Маховик передает крутящий момент двигателя на КПП. Существуют три вида маховиков:

  • обычный;
  • облегченный;
  • демпферный (в демпферном внутри установлены пружины).

Ресурс маховика обычно составляет 120-150 тыс. км. Все зависит от того, насколько интенсивно и в каких режимах работал двигатель. Обычно установку нового маховика выполняют после износа двух комплектов фрикционных накладок сцепления, поэтому маховик меняют в комплекте со сцеплением.

Ремонт маховика

Неисправности маховика очевидны. Эта деталь испытывает постоянные динамические нагрузки и трение, что приводит к физическому стиранию поверхностей контакта. В результате этого появляются вибрации или биения, сцепление может «пробуксовывать». Простые маховики подлежат замене, демпферные восстанавливают в специальных мастерских.

Еще одной типичной неисправностью является повреждение либо износ зубцов венца. Если маховик еще исправен, венец меняют, если нет — меняют весь узел целиком.

С ремонтом демпферных маховиков сложней. Их ремонтируют и восстанавливают в специализированных мастерских. Потребуется дефектовка, точные измерения, балансировочные станки, услуги профессионального сварщика. Суть процесса в том, что изношенные поверхности шлифуются, пружины и подшипник скольжения меняются. Маховик балансируют и испытывают под нагрузкой. После ремонта плоскости маховика должны «попадать» в допуски люфтов и биений.

Замена маховика

Для замены потребуются автоподъемник, трансмиссионная стойка и стандартные инструменты для слесарных работ.

Замена маховика ВАЗ 2106

Двигатель классических Жигулей имеет обычный одномассовый маховик. Рассмотрим, как снять маховик и технологическую последовательность его замены:

  1. Для начала необходимо получить доступ к маховику. Если двигатель снят, проблем не возникнет, если нет — нужно демонтировать коробку переключения передач и корзину сцепления;
  2. Далее необходимо удержать маховик от поворота. Для этого применяют специальный фиксатор, но подойдет и обычная отвертка;
  3. Сняв КПП, необходимо открутить шесть болтов крепежа, далее снимаем маховик;
  4. Установка нового маховика. Монтаж маховика выполнить в последовательности, обратной демонтажу. Болты маховика затягиваются крест на крест с усилием 60,1-87,4 Н.м.

Демонтировать маховик

Маховик с автомобиля ваз 2106 снимают для замены или ремонта при повреждении зубчатого венца или при повреждении или сильном износе поверхности трения.

Маховик установлен на заднем конце коленвала и закреплен на нем шестью болтами: 1 — зубчатый венец; 2 — болт крепления; а — поверхность трения.
Вам потребуются: отвертка, торцовый ключ «на 17», динамометрический ключ.
1. Снимите с автомобиля ваз 2106 коробку передач (см. раздел 5 «Трансмиссия автомобиля ВАЗ 2106»).

2. Снимите с маховика кожух сцепления с нажимным диском и ведомый диск сцепления(см. раздел 5 «Трансмиссия автомобиля ВАЗ 2106»).
3. Вверните болт в левое нижнее резьбовое отверстие крепления картера сцепления, зафиксируйте маховик от проворачивания, уперев отвертку в зубчатый венец и оперев ее на установленный болт и сошку рулевого механизма, и отверните шесть болтов крепления маховика.

4. Снимите опорную шайбу, придерживая маховик.
5. Снимите маховик.
6. Проверьте состояние зубчатого венца; в случае повреждения зубьев замените маховик.
7. Поверхности маховика, сопрягаемые с коленвалом и ведомым диском сцепления, должны быть без царапин, задиров и совершенно плоскими. Если на рабочей поверхности 3 маховика под ведомый диск сцепления имеются царапины, проточите эту поверхность, снимая слой металла толщиной не более 1 мм. Затем проточите поверхность 2, выдержав размер (0,5+0,1) мм и обеспечивая параллельность поверхностей 2 и 3 относительно поверхности 1. Допуск непараллельности составляет 0,1 мм. После проточки установите маховик на оправку, центрируя его по посадочному отверстию с упором на поверхность 1, проверьте биение плоскостей 3 и 2. В крайних точках индикатор не должен показывать биений, превышающих 0,1 мм.

8. Установите на автомобиль ваз 2106 маховик и снятые узлы и детали в порядке, обратном снятию. Маховик может быть установлен на коленвал в двух противоположных положениях, определяемых расположением крепежных отверстий. Однако на заводе-изготовителе его балансируют в сборе с коленвалом, поэтому он должен быть установлен строго в первоначальное положение. Для правильной установки на маховике сделана метка а в виде конусной лунки, которая должна быть сориентирована при установке в ту же сторону, что и шатунная шейка четвертого (первого) цилиндра. Если после снятия маховика коленвал проворачивали, установите поршень четвертого цилиндра в положение ВМТ такта сжатия (см. «Установка поршня четвертого цилиндра в положение ВМТ такта сжатия»). и устанавливайте маховик на коленвал, повернув его меткой а вертикально вверх. Болты крепления маховика затягивайте равномерно крест-накрест крутящим моментом, приведенным в приложении 1. «Моменты затяжки резьбовых соединений ВАЗ 2106»

При появлении посторонних шумов при работе двигателя часто требуется замена маховика. Эта процедура должна проводиться при соблюдении ряда рекомендаций.

Замена маховика в автомобиле может потребоваться по ряду причин, к примеру:

  • по пробегу;
  • после частой смены компонентов сцепления;
  • по мере изнашивания.

При этом можно заметить некоторые признаки неисправности этой детали, к примеру, посторонние звуки при запуске и остановке двигателя. Если подобные признаки появились, стоит провести диагностику, ремонт или замену неисправных элементов, устройство которых нужно знать для коррекции неисправностей.

Для того, чтобы разобраться с процедурой замены, следует изучить проблемные ситуации, которые могут возникнуть при эксплуатации маховика.

Можно выделить несколько видов неисправностей, которые возникают при функционировании этого элемента двигателя.

Дефект первый: изнашивание и/или повреждение зубчатого венца элемента

Причины неисправности:

  • изнашивание и/или поломка стартера, его отдельных элементов или узлов;
  • некорректная установка стартера в картер маховика;
  • попадание инородных частиц в такое устройство, как картер маховика;
  • ошибки в ходе сборки конструкции;
  • зубчатый венец маховика изношен в ходе длительной эксплуатации двигателя.

Ход работы:

  • зубчатый венец маховика должен быть заменен;
  • корректная установка стартера в картер маховика;
  • проверка работы стартера и его ремонт, если он нужен.

Дефект второй: биение маховика

Причины неисправности:

  • пробуксовка сцепления;
  • естественное изнашивание компонента при длительной эксплуатации двигателя;
  • ошибки при сборке.

Ход работы:

  • проверка биения;
  • при малом биении — обработка поверхностей посредством токарного станка;
  • при большом биении — смена детали;
  • проверка функциональности сцепления, его ремонт и смена при необходимости;
  • проверка работы привода выключения сцепления и его ремонт, если он нужен;
  • осуществление правильной затяжки крепежных болтов, при этом нужно соблюдать правильный момент — примерно 100 Н*м.

Стоит отметить, что допустимая величина биения должна устанавливаться производителем, ее можно найти в соответствующем справочнике. При этом нужно знать, какую роль может играть превышение этой величины.

Биение может спровоцировать повреждение рабочих поверхностей, по которым функционирует ведомый диск сцепления.

При этом автовладелец может заметить некоторые признаки неисправности при работе двигателя. При исправлении неисправностей необходимо соблюдать корректный момент затягивания крепежных болтов.

Дефект третий: нарушение функциональности рабочей поверхности под ведомый диск сцепления

Причины неисправности:

  • изнашивание или поломка сцепления;
  • пробуксовка сцепления;
  • устройство изнашивается при длительной эксплуатации двигателя;
  • ошибки при сборке детали.

Ход работы:

  • замена элемента;
  • проверка, ремонт и смена сцепления при необходимости;
  • проверка и ремонт привода выключения сцепления по необходимости.

Стоит отметить, что функционирование элемента с поломанным сцеплением может привести к короблению рабочих поверхностей маховика, а также к образованию трещин.

Эти признаки можно обнаружить в ходе диагностики.

Дефект четвертый: повреждения посадочного места под фланец коленчатого вала

Причины неисправности

  • устройство изнашивается при продолжительной работе двигателя;
  • нарушение сборки детали.

Ход работы:

  • замена детали;
  • проверка, ремонт и замена по потребности коленчатого вала;
  • корректная установка коленвала в картер маховика;
  • правильная технологии сборки;
  • реализация правильной затяжки болтов закрепления элемента к коленчатому валу, при этом нужно соблюсти корректный момент.

При проведении работ по исправлению неисправностей нужно соблюдать корректный момент затягивания крепежных болтов.

Дефект пятый: неисправность и изнашивание резьбы отверстий, предназначенных для крепежных болтов

Причины неисправности:

  • нарушение сборки детали: неправильно расположен или закреплен кожух маховика;
  • устройство изнашивается при продолжительной работе двигателя.

Ход работы:

  • замена элемента;
  • высверливание поврежденной резьбы, нарезка новой по возможности;
  • проверка, как зафиксирован кожух маховика, исправление при некорректном положении;
  • балансировка детали.

Стоит отметить, что при любых действиях, которые связаны с заменой элемента следует в обязательном порядке провести балансировку коленчатого вала в сборе с диском и маховиком, после чего можно приступать к эксплуатации.

Это играет важную роль в последующей корректной работе всех деталей. Также необходимо проверять, правильно ли расположен и закреплен кожух маховика.

Порядок действий при замене элемента

При замене элемента сначала следует снять деталь. При этом необходимо ориентироваться на следующий алгоритм действий:

  1. Снять коробку передач в автомобиле.
  2. Снять кожух маховика одновременно с ведомым и нажимным диском.
  3. Фиксация элемента отверткой, при этом он не будет проворачиваться при отворачивании болтов.
  4. Отворачивание шести болтов закрепления маховика в двигателе внутреннего сгорания. Их следует отворачивать крест-накрест, что существенно облегчает задачу.
  5. Снять элемент и опорную шайбу. При этом нужно запомнить положение маховика относительно смотровой метки.

Установка новой конструкции также осуществляется поэтапно:

  1. Установка новой детали в том же положении, в каком была установлена прежняя.
  2. Установка всех оставшихся элементов в порядке, обратном снятию, при этом нужно обратить внимание на то, чтобы кожух маховика был корректно расположен, а момент затягивания крепежных болтов был в пределах рекомендуемых значений..

Необходимо учитывать, что болты крепления элемента следует затягивать равномерно, крест-накрест, после чего нужно проверить, как стоит сама деталь: после затяжки не должно быть перекосов и откосов, чтобы изнашивание не было быстрым. При затягивании болтов следует соблюдать корректный момент — примерно 100 Н*м.

После осуществления снятия детали нельзя проворачивать коленвал, поскольку при этом установка новой конструкции может быть затруднена. Но если все же коленчатый вал был повернут, нужно установить поршень цилиндра номер 4 в положение верхней мертвой точки, после чего следует установить новую деталь на свое место согласно расположению метки. При правильной установке и эксплуатации элемента в двигателе продолжительность его беспроблемной эксплуатации будет дольше, признаки неисправностей не проявятся, а ремонт не потребуется довольно долго. Важно правильно проводить все этапы работы — от снятия старой детали до затяжки болтов крепления. Также стоит обращать особое внимание на момент затягивания закрепляющих болтов: он должен составлять примерно 100 Н*м.

Добро пожаловать!
Маховик двигателя – эта одна из самых важных деталей в конструкции двигателя автомобиля и поэтому при сильном износе маховика, или при его неправильной установки, автомобиль при трогании с места начинает «буксовать – это имеется в виду что при трогании с места или при езде, обороты у двигателя будут подскакивать а сама машина разгонятся при этом не будет, а лишь будет реветь». Поэтому маховик необходимо своевременно менять, так как езда на изношенном будет доставлять удовольствия а лишь принесёт дискомфорт.

Примечание!
Для замены вам необходимо будет запастись: Отвёрткой, а так же Г-образным торцевым ключом и по возможности возьмите ещё с собой динамометрический ключ!

Когда нужно заменять маховик?
Он подлежит замене при:

Как будет вести себя машина при изношенном маховике?

  • Как отмечалось уже ранее, первое что скорее всего будет, так это то что сцепление будет буксовать об изношенный маховик.
  • А так же скорее всего при трогании с места, автомобиль тронется, но это будет сопровождаться сильной вибрацией, которая вследствие чего будет передаваться на всю машину.

Как заменить маховик на ВАЗ 2101-ВАЗ 2107?

Снятие:
1) Для начала снимите коробку передач с автомобиля. (О том как снять коробку передач, см. в статье под названием: «Замена коробки »)

3) Далее зафиксируйте маховик отверткой, для того чтобы он при отворачивании болтов не проворачивался. После фиксации при помощи торцевого ключа отверните все шесть болтов крепления маховика к двигателю автомобиля.

Примечание!
Отворачивайте болты крест накрест, потому что так будет намного удобней!

4) Теперь снимите сам маховик и вместе с маховиком снимите опорную шайбу.

Примечание!
Когда будете снимать маховик, обязательно перед тем как его снять посмотрите на метку «на фото указана буквой А» и после этого запомните или же сделайте фотографию того, как маховик установлен относительно этой метки, для того чтобы новый маховик установить точно так же! (Обязательно прочтите пункт « », внизу статьи)

Установка:
1) Сперва установите новый маховик в то же положение в котором стоял старый. (Положение это определяйте по метки)

2) Затем установите все оставшиеся детали в обратном порядке снятию.

Примечание!
Когда у вас дело дойдёт до затягивания болтов крепления маховик, то их затягивайте равномерно, крест на крест. А когда все болты будут затянуты, проверьте как стоит маховик никаких откосов и перекосов быть не должно, а иначе это приведёт к быстрому его износу!

Важно!
После снятия старого маховика, старайтесь не проворачивать коленчатый вал а иначе установка нового маховика, может затрудниться.

Примечание!
Но если вы все же провернули коленвал, то в этом случае установить поршень четвертого цилиндра в положение «ВМТ – Верхняя Мёртвая Точка»! (О том как установить поршень в «Верхнюю Мёртвую Точку», см. в статье под названием: «Установка поршня четвертого цилиндра в положение ВМТ »)

После того как поршень будет установлен, новый маховик устанавливайте на своё место, строго вертикально меткой вверх и никак иначе!

Для новичков!
Вопрос: Где находится поверхность трения маховика, а так же зубчатый венец, и все шесть болтов крепления?
Ответ: А – Поверхность трения маховика.
1 – Зубчатый венец.
2 – Болты крепления маховика.

Маховик и равномерность хода двигателя

Маховик и равномерность хода двигателя  [c. 96]

Основное назначение маховика — обеспечение равномерности хода двигателя и создание необходимых условий для трогания машины с места.  [c.155]

Недостатками поршневых двигателей при применении их на электростанциях являются наличие кривошипно-шатунного механизма и маховиков, пониженная равномерность хода, неустойчивость параллельной работы электрических генераторов, невысокие единичные мощности. Конденсат паровых машин, загрязненный смазочным маслом, не может быть использован для питания котлов. В паровых машинах нельзя осуществить рабочего процесса с глубоким вакуумом.  [c.18]


Равномерность крутящего момента, а следовательно, и равномерность хода двухтактных двигателей больше, чем четырехтактных (вследствие отсутствия ходов выпуска и наполнения цилиндров). При прочих равных условиях для двухтактного двигателя потребуется маховик с меньшим моментом инерции.  [c.16]

Следует иметь в виду, что в двигателях У-6 с углом развала цилиндров у = 90° и углом между кривошипами б = 120° равномерное чередование вспышек не обеспечивается ни для двух-, ни для четырехтактного цикла, вследствие чего для достижения необходимой равномерности хода двигателя требуется установка маховика с большим (на 60—70%) моментом инерции, чем у соответствующих однорядных двигателей. Кроме того, в двигателях У-бэо действует в горизонтальной плоскости момент от сил инерции второго порядка, уравновесить который можно лишь при помощи противовесов, установленных на двух дополнительных валах, вращающихся в разные стороны с угловой скоростью 2со конструкция двигателя при этом значительно усложняется.  [c.24]

Рабочий ход, при котором дробится камень, происходит при сближении щек, а холостой ход, при котором раздробленный камень под действием силы тяжести опускается вниз, осуществляется при каждом отходе подвижной щеки. Сопротивление движению подвижной щеки резко возрастает при рабочем ходе и падает при холостом. Это создает переменную нагрузку на двигатель. Для обеспечения более равномерной нагрузки двигателя и равномерного хода дробилки на эксцентриковый вал 4 устанавливают два тяжелых чугунных маховика 5, запасающих избыточную энергию двигателя при холостом ходе и отдающих ее при рабочем ходе.  [c.231]

Маховик, обладающий большим моментом инерции, служит для повышения равномерности хода двигателя, поддерживая вращение коленчатого вала при совершении вспомогательных тактов, а также облегчает пуск двигателя и трогание автомобиля с места. Кроме того, маховик используется для крепления к ему механизма сцепления, для напрессовки зубчатого венца привода стартера и для нанесения меток, по которым производится установка зажигания.  [c.27]

Шестицилиндровый У-образный двигатель с углом развала цилиндров у = 90° и тремя спаренными кривошипами под углом 6 = = 120°. Равномерное чередование вспышек в этом двигателе (рис. 279) не обеспечивается ни для двух-, ни для четырехтактного цикла, вследствие чего для достижения заданной равномерности хода двигателя требуется установка маховика с большим (на 60—70%), чем у однородного двигателя, мо.ментом инерции.  [c.55]

Из формулы (94) следует, что степень неравномерности хода двигателя б прямо пропорциональна величине А и обратно пропорциональна величинам и a) p Для одноцилиндрового двигателя необходимая равномерность хода двигателя может быть обеспечена лишь при наличии маховика значительных размеров, что отрицательно отражается на приемистости двигателя. Теоретические и экспериментальные (в частности, эксплуатационные) данные показывают, что на работу двигателя автомобиля и трактора в целом равномерность работы двигателя оказывает еще большее влияние, чем его уравновешенность. С увеличением равномерности крутящего момента (с уменьшением К) условия работы двигателя и механизмов автомобиля и трактора заметно улучшаются автомо-  [c.65]


Поскольку с увеличением числа цилиндров величина наибольшей избыточной работы А уменьшается, размеры маховика, полученные расчетом [формулы (96), (97)], исходя из необходимой для нормальных режимов работы двигателя величины б, получаются недостаточными (в частности, для размещения в нем механизма сцепления). На практике, как уже упоминалось, размеры маховика намечают исходя пз конструктивных соображений. Вместе с тем поверка выбранных размеров маховика на обеспечение необходимой равномерности хода двигателя нри наименьших устойчивых оборотах и работе без нагрузки (холостой ход) является необходимой.[c.67]

Каким же образом маховик выравнивает ход машины Проследим это на примере поршневого двигателя внутреннего сгорания. Начнем со вспышки рабочей смеси в цилиндре двигателя — с процесса, при котором вырабатывается энергия. Эта энергия должна произвести работу, требуемую от двигателя, а кроме того — подготовить следующую вспышку. А для этого нужно вытолкнуть из цилиндра продукты сгорания, набрать в цилиндр свежий заряд смеси и, что требует максимальной затраты энергии, сжать смесь. Если бы механизм двигателя был безынерционным, то, расширившись от вспышки, газ довел бы поршень до нижнего положения и на этом работа двигателя была бы закончена. Но благодаря высокой инертности маховика, насаживаемого на вал двигателя, последний не только не останавливается после вспышки, а продолжает равномерно вращаться.  [c.58]

С увеличением числа цилиндров равномерность вращения вала повышается и надобность в большом маховике отпадает. В многоцилиндровых двигателях маховик обеспечивает плавную работу двигателя на малых оборотах холостого хода, облегчает запуск двигателя и трогание машины с места путем использования инерции маховика.[c.34]

Для двигателей стационарного типа, работающих при постоянных оборотах, повышение равномерности хода при помощи маховика не вызывает возражений в качестве стационарных установок часто встречаются одноцилиндровые двигатели с цилиндрами большого диаметра и огромным маховиком. Применение большого маховика на транспортных двигателях, работающих на переменных оборотах, неприемлемо из-за увеличения веса и габарита двигателя.  [c.72]

Современные двигатели в подавляющем большинстве выполняются многоцилиндровыми. В этих двигателях вследствие непрерывного чередования рабочих ходов и перекрытия их друг другом достигается более плавное и равномерное вращение коренного вала в сравнении с одноцилиндровым двигателем. Кроме того, в многоцилиндровых двигателях легче уравновесить силы инерции, возникающие при возвратно-поступательном движении поршня. У многоцилиндровых двигателей кривошипно-шатунный механизм включает блок цилиндров с головкой и уплотняющей прокладкой, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коренной вал, маховик и картер двигателя. Поршень с кольцами и пальцем принято называть поршневой группой. Блок с головкой и картером образуют корпус двигателя.  [c.222]

В четырехтактном одноцилиндровом двигателе коленчатый вал вращается под действием давления расширяющихся газов только при рабочем ходе. Для совершения вспомогательных тактов (впуска, сжатия и выпуска), а также для повышения равномерности вращения коленчатого вала на его конце устанавливается маховик, представляющий собой чугунный диск, который вращается по инерции после рабочего хода двигателя.  [c.112]

Маховик в Д. а. служит для равномерности хода, облегчения запуска двигателя и для крепления механизма сцепления (главного фрикциона) диаметр маховиков колеблется от 300 до 500 мм с увеличением числа цилиндров снижаются и моменты инерции маховика. Относительные моменты инерции маховиков при разном числе цилиндров следующие Число цилиндров. … 1 2 4 6 8 12 Моменты инерции маховика по отношению к одноцилиндровому  [c. 128]

Маховик. Маховик, служащий дл накопления энергии в течение рабочего хода, вращает коленчатый вал во время вспомогательных тактов, уменьшает неравномерность его вращения, сглаживает толчки при переходе деталей кривошипно-шатунного механизма через мертвые точки, а также облегчает пуск двигателя и трогание автомобиля с места. С увеличением числа цилиндров и быстроходности автомобильных двигателей достигается достаточно высокая равномерность вращения коленчатого вала, поэтому размеры и масса маховика уменьшаются. При пуске двигателя в цилиндрах происходят вспышки рабочей смеси, и маховик обеспечивает вращение коленчатого вала от конца рабочего хода в одном цилиндре до начала его в следующем цилиндре в соответствии с порядком работы двигателя.  [c.51]


Основным преимуществом двухтактных карбюраторных двигателей является увеличенная в 1,5—1,7 раза литровая мощность по сравнению с четырехтактными карбюраторными двигателями. Это позволяет значительно снизить их габаритные размеры и материалоемкость, которая для двухтактных двигателей находится в пределах 2,0—2,7 кг/кВт. К их преимуществам также следует отнести большую равномерность хода, позволяющую обходиться без утяжеленных маховиков, сравнительную простоту конструкции и изготовления, а также эксплуатации и технического обслуживания. Наряду с преимуществами двухтактные карбюраторные двигатели имеют и  [c.42]

Первые синхронные генераторы, приводимые в действие паровыми машинами или двигателями внутреннего сгорания через ременную передачу, работали с малым числом оборотов окружная скорость ротора для таких машин составляла не более 15—25 м/с. С ростом мощности электрических генераторов повышалось требование равномерности вращения, что не обеспечивалось ни паровой машиной, ни двигателями внутреннего сгорания с их пульсирующим движением поршня и кривошипно-шатунным механизмом. В связи с этим в начале 90-х годов были разработаны специальные генераторы маховикового типа, в которых для уменьшения неравномерности хода была увеличена инерция вращающихся частей. В этих генераторах вращающиеся индукторы одновременно играли роль маховиков для первичного двигателя. Первичные поршневые двигатели накладывали определенные ограничения на конструкции синхронных генераторов их приходилось строить с большим числом полюсов, что, в свою очередь, увеличивало расход активных материалов и потери энергии в машине. Таким образом, хотя паровая машина к концу XIX в. достигла высокой степени совершенства, она не годилась для привода мощных электрических генераторов, так как не позволяла сконцентрировать большие мощности в одном агрегате и создать требуемые высокие скорости вращения. На смену паровым машинам пришли паровые турбины. Первоначально использовали сравнительно тихоходные турбины конструкции шведского инженера Г. П. Лаваля [35].  [c.81]

Из рабочего цикла двигателя видно, что полезная работа совершается только в течение рабочего хода, а остальные три такта являются вспомогательными. Для равномерности вращения коленчатого вала на его конце устанавливают маховик, обладающий значительной массой. Маховик получает энергию при рабочем ходе и часть ее отдает на совершение вспомогательных тактов.[c.15]

В многоцилиндровых двигателях рабочие такты не совпадают и поэтому подготовительные такты происходят за счет рабочего хода в одном из цилиндров. В этом случае роль маховика снижается, масса его будет небольшой, масса двигателя на единицу мощности уменьшается, а работа двигателя становится более равномерной. В многоцилиндровых двигателях цилиндры могут располагаться  [c.14]

Коленчатый вал и маховик двигателя. Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунам, и преобразует их в крутящий момент. Чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих ходов, колена вала у четырехцилиндрового двигателя располагают под углом 180° (рис. 12, а), у шестицилиндрового —под  [c.28]

В четырехцилиндровых двигателях рабочие ходы действуют на каждом полуобороте вала и следуют непрерывно один за другим, в шестицилиндровых двигателях рабочие ходы перекрываются на Уд хода поршня и в восьмицилиндровых — на Уо хода поршня. Из-за этого при увеличении числа цилиндров обеспечивается более равномерное вращение коленчатого вала и постоянство развиваемого на нем крутящего момента. Поэтому соответственно снижается значение массы маховика. Таким образом, вес маховика, отнесен-  [c.52]

Улучшение равномерности хода двигателя может быть обеспечено двояко 1) установкой на его коленчатом валу маховика с достаточным маховым моментом и 2) увеличенне.м числа цилиндров. Многоцилиндровые двигатели обладают хорошей приемистостью и обеспечивают необходимую равномерность работы при наличии маховика относительно небольших размеров. В таких двигателях на  [c.66]

Вследствие произвольности принятых нами положений о равномерности вращения ведущего вала при посадке вычисленного маховика и постоянстве приведённого момента инерции, система будет вращаться неравномерно с коэ-фициентом неравномерности, близким, но не равным выбранному. Указанный приближённый способ определения момента инерции маховика применяется преимущественно для машины с высокой равномерностью хода, например двигателей, генераторов, компрессоров и т. д. Для машин с низкой равномерностью хода, как, например, сельскохозяйственных машин, станков, дробилок и т. д., точнее производить расчёт маховика по диаграмме / = = /(тп) (см- стр. 67).  [c.74]

Работа тангенциальных сил затрачивается на преодоление сопротивления и изменение частоты вращения коленчатого вала. В период рабочего хода энергия подводится к системе, совершается полезная работа и увеличивается частота вращения коленчатого вала. В этот период избыточная энергия акуммулируется всеми вращающимися массами, главным образом маховиком и потребителем энергии, и возвращается в систему, когда ее не хватает при совершении других тактов двигателя. Чем больше момент инерции маховика и больше число цилиндров, тем равномернее вращение вала двигателя.  [c.69]

Кроме того, тяжеловесный маховик отрицательно влияет на способность двигателя быстро развивать и сбрасывать обороты, т. е. на так называемую приемистость двигателя. Хорошая же приемистость является одним из основных требований, предъявляемых к транспортному двигателю. Поэтому одноцилиндровые двигатели для транспорта делают сравнительно маломощными, например, мотоциклетные двигатели. Нормально же транспортные двигатели конструируются многоцилиндровыми. Преимущество многоцнлиндрового двигателя перед одноцилиндровым в отношении равномерности хода очевидно.  [c.72]


ГЛАВА XXXII. РАВНОМЕРНОСТЬ ХОДА И РАСЧЕТ МАХОВИКА ДВИГАТЕЛЯ 149. Общие положения  [c.62]

Применение одноцилиндрового двигателя в пневматических машинах нерационально. Объясняется это тем, что для обеспечения требуемой мощности необходимо значительно увеличить размеры цилиндра, в результате чего конструкция всей машины получается чрезмерно громоздкой. Кроме того, в одноцилиндровом двигателе рабочие ходы поршня чередуются с холостыми. За каждый оборот коленчатого вала поршень делает два хода рабочий ход вниз и холостой ход вверх. Но для соверщения холостого хода тоже нужна энергия. Чтобы получить ее, на коленчатом валу укрепляют массивный диск-маховик. Во время рабочего хода поршня этот маховик накапливает кинетическую энергию, а при холостом, ходе отдает ее. Благодаря этому достигается сравнительно равномерная работа двигателя. Но маховик увеличивает вес конструкции, что для ручного инструмента является большим недостатком. В связи с этим одноцилиндровые двигатели в пневматических инструментах распространения не получили.  [c.80]

Особенно велика неравномерность хода и неуравновешенность у одноцилиндрового четырехтактного двигателя. Повышение равномерности хода с помощью маховика допустимо для двигателей стационарного типа, работающих при постоянном числе оборотов. Ирименение большого маховика на транспортных двигателях, работающих в широком диапазоне излменения числа оборотов, неприемлемо из-за увеличения габаритов и массы, а также ухудшения способности двигателя быстро увеличивать и уменьшать число оборотов, т. е. так называемой приемистости двигателя. Поэтому транспортные одноцилиндровые двигатели делают сравнительно малой мощности, например мотоциклетные двигатели.[c.64]

Число цилиндров выбирают исходя из значений номинальной мощности, частоты вращения, сил инерции постунательно-движу-щихся и вращающихся масс, действующих на детали и подшипники кривошипно-шатунного механизма, и равномерности крутящего момента. От последнего зависят равномерность хода, масса маховика, размах цикла напряжений в элементах коленчатого вала и деталях трансмиссии, нагрузки на упругие элементы подвесок, вибрации двигателя и кузова автомобиля.  [c.368]

Мотор Ренье Н-2, в 60 л. с. (фиг. 73). Мотор Ренье Е-2 имеет картер из алюминиевого сплава. Головки алюминиевые и притягиваются к картеру через стальные цилиндры шпильками. Поршень алюминиевый с тремя кольцами, из которых одно маслосборочное. Шатуны двигателя шгамцо-ванные из дюраля. Зажигание двойное. Коленчатый вал с двумя кривошипами и двумя небольшими маховиками (впереди и сзади внутри картера) для обеспечения равномерности хода.  [c.100]


Типы, функции, преимущества, ограничения, использование

Что такое маховик?

Маховик представляет собой тяжелое вращающееся тело, которое действует как резервуар энергии. Он действует как банк энергии между источником энергии и оборудованием.

Энергия, хранящаяся в маховике, представлена ​​кинетической энергией.

Маховик

Функции маховика
  • Используется для хранения энергии, когда она доступна, и подачи ее при необходимости.
  • Для уменьшения колебаний скорости.
  • Для уменьшения мощности электродвигателя или двигателя.

Применение маховика можно в целом разделить на две части в зависимости от доступного источника энергии и типа приводимого механизма.

Применение маховика
  1. Когда мощность доступна с переменной скоростью, но требуется с постоянной скоростью. Например, машины, приводимые в движение поршневым двигателем внутреннего сгорания.
  2. Когда мощность доступна с одинаковой скоростью, но нам она нужна с неравномерной скоростью.Например, мощность, необходимая для пробивного пресса. В этом случае нам нужна внезапная мощь при ударе кулаком.

Типы маховиков

По угловой скорости маховики можно разделить на два типа.

  1. Высокоскоростные маховики

Для угловой скорости от 10000 до 100000 об/мин

  1. Низкоскоростные маховики

Для угловой скорости ниже 10000 об/мин

Разница между маховиком и регулятором

Многие путают маховик и регулятор, но это совершенно разные вещи.Вот некоторые различия между ними.

  • Маховик используется для смягчения циклических колебаний доступной энергии, а регулятор используется для регулировки подачи топлива в соответствии с нагрузкой.
  • Энергия, хранящаяся в маховике, является кинетической, которая доступна на 100%, но в механизме регулятора задействовано трение.
  • Маховик не используется, когда циклические колебания энергии малы или незначительны. В то время как регулятор необходим для всех типов двигателей, поскольку он ограничивает подачу топлива в соответствии с потребностью.
  • Если у нас постоянная нагрузка, то регулятор будет простаивать, но из-за циклических колебаний доступной энергии маховик всегда будет работать.
  • 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
  • Минус общая стоимость
  • Высокая емкость накопителя энергии
  • Высокая выходная мощность
  • Они безопасны, надежны, энергоэффективны, долговечны
  • Не зависит от рабочих температур
  • Низкое и недорогое обслуживание
  • Высокая плотность энергии

Ограничения маховика
  • Они могут занимать много места
  • Они дороги в производстве
  • Строительный материал всегда является для него ограничением

Использование маховика
  • В поршневых двигателях внутреннего сгорания
  • В ветряных турбинах
  • В силовой установке локомотива
  • В спутниках для управления направлениями
  • В механических мастерских
  • В пробивных машинах

Источник изображения:

URL изображения: https://picryl. com/media/steam-engine-toys-flywheel-955535, лицензия: Public Domain Dedication (CC0)

Категория: Теория машин

Маховик двигателя внутреннего сгорания для привода машины Формула и калькулятор

Связанные ресурсы: калькуляторы

Маховик двигателя внутреннего сгорания для привода машины Формула и калькулятор

Проектирование и проектирование машин

Двигатель внутреннего сгорания Формула и калькулятор маховика для привода машины

Крутящий момент (T), создаваемый двигателем внутреннего сгорания, является функцией вращения угол (θ).Фактически, для четырехтактного двигателя мощность передается только в течение одного из четырех циклов. 180◦ циклов. Для остальных трех циклов инерционные и термодинамические процессы системы замедляют двигатель. Если двигатель имеет только один цилиндр, разница в крутящий момент и, следовательно, мощность больше, чем если бы двигатель имел несколько цилиндров, скажем шесть или восемь, каждый из которых обеспечивает мощность при разных углах поворота. Тем не менее, конструкция маховик для этого типа двигателя, независимо от количества цилиндров, одинаков.

График зависимости крутящего момента (T ) от угла поворота (θ) для одного цикла четырехтактного одноцилиндрового двигателя. двигатель внутреннего сгорания показан на рис. 1.

На рис. 1 следует отметить несколько важных величин. Во-первых, средний крутящий момент (T м ) — средний крутящий момент по общему углу поворота, уравновешивающий площади под кривой выше и ниже линии нулевого крутящего момента. Для четырехтактного двигателя полный угол поворота (φ) составляет 2 оборота, или 720◦, или 4π рад, тогда как для двухтактного двигателя общий угол вращение (φ) равно 1 обороту, или 360◦, или 2π рад.

Во-вторых, минимальная угловая скорость (ωmin) возникает в начале цикла питания и максимальная угловая скорость (ωmax) возникает в конце силового цикла. Двигатель замедляется от угла поворота для максимальной угловой скорости до угла поворота который запускает следующий цикл питания. Кроме того, всякий раз, когда кривая крутящего момента проходит через среднее линии крутящего момента, система имеет нулевое угловое ускорение, а значит, имеет среднее угловое скорость (ω м ).

В-третьих, проделана работа над системой по увеличению ее скорости с минимальной угловой скорость до максимальной угловой скорости — это площадь показанной заштрихованной области. это определено как только средний крутящий момент (T м ) был найден, обычно графически, из соотношения в уравнении 1


Рисунок 1
Крутящий момент в зависимости от угла поворота α

Предварительный просмотр калькулятора энергии инерции и углового ускорения маховика

Уравнения маховика двигателя внутреннего сгорания

Уравнение 1
Работа 1→2 = T м φ

, где (φ) — общий угол поворота за один цикл двигателя.

Совершенную работу можно связать с угловыми скоростями и инерцией системы соотношением изменение уравнения 2

Уравнение 2
Работа 1→2 = 0,5 I сис ( ω 2 макс — ω 2 мин )

Разность квадратов угловых скоростей в уравнении. 2 можно выразить алгебраически как произведение двух терминов следующим образом:.

Работа 1→2 = 0,5 I сис ( ω 2 макс — ω 2 мин )

Работа 1→2 = 0.5 I sys ( ω макс + ω мин ) ( ω макс — ω мин )

Работа 1→2 = I sys ( ω макс + ω мин )/2 ( ω макс — ω мин )

Таким образом, уравнение. 3

Работа 1→2 = I sys ω o ( ω макс — ω мин )

, где ω o не является средней или средней угловой скоростью (ωm), поскольку кривая крутящего момента не симметричны относительно горизонтальной оси.

коэффициент колебания скорости (C f ) определяется как:

C f = ( ω макс — ω мин ) / ω м

подставляя в выражение для выполненной работы

Работа 1→2 = I sys ω o ( ω макс — ω мин )

получаем

Уравнение 4

Работа 1→2 = I sys ω o ( C f ω m )

В большинстве конструкций требуется небольшой коэффициент флуктуации (Cf ), что означает угловую скорость (ω o ) будет примерно равна средней угловой скорости (ω м ). Следовательно,

Работа 1→2 = I sys ω o ( C f ω m )

Таким образом, уравнение. 5

Работа 1→2 = I sys ( C f ω 2 m )

Нахождение момента инерции массы системы (I sys ) в уравнении. 5, и заменив за совершенную работу по среднему крутящему моменту (Т м ) и полному углу поворота (φ) от

I sys = Работа 1→2 / ( C f ω 2 m )

Уравнение6
I sys = ( T m φ ) / ( C f ω 2 m )

Обратите внимание, что, хотя желательно, чтобы коэффициент флуктуации (C f ) был как можно меньше, потребуется бесконечный момент инерции массы в системе, чтобы сделать его равным нулю. Следовательно, система всегда будет иметь некоторую вариацию угловой скорости.

Средний крутящий момент (T м ) и средняя угловая скорость (ω м ) связаны с мощностью (P) доставляется двигателем. Мощность (P), измеренная экспериментально, обычно дается при определенной угловой скорости в оборотах в минуту (об/мин). Отношения между властью, средний крутящий момент и средняя угловая скорость задаются как

Уравнение 7
P = T м ω м

Решение для среднего крутящего момента (Tm) дает

Уравнение 8
Т м = P/ω м

Как только средний крутящий момент (T м ) находится из уравнения. 8, а не графически, в сумме угол поворота (φ) за один цикл, и используя заданную среднюю угловую скорость (ωm) и требуемый коэффициент флуктуации (C f ), требуемый момент массы системы (I sys ) может определить из уравнения6.

Преобразование об/мин в рад/с

Уравнение 7
рад/сек = об/мин * (2 π/об) * 1 мин/60 с

Объявлений:

I sys = момент инерции массы системы (слаг · фут 2 , кг · м 2 ),
ω 1, 2, м = угловая скорость (рад/с),
P = мощность (л. с.), 90 167 C f = коэффициент флуктуации (%),
φ = общий угол поворота (радианы),
T м = средний крутящий момент ft · фунты, Н · м)

Связанный:

Источник:

Расчеты Марка для проектирования машин
Томас Х.Браун-младший
Ассоциированный преподаватель
Институт транспортных исследований и образования
Государственный университет Северной Каролины
Роли, Северная Каролина

(PDF) Обзор гибридных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания на основе маховика

Выводы

Сегодня существуют различные типы гибридных транспортных средств, которые можно классифицировать в соответствии с компоновкой их трансмиссии

, типом используемого накопителя энергии и достигнутым уровнем гибридной функциональности .Этот документ

касается гибридных транспортных средств, которые имеют двигатель внутреннего сгорания, обеспечивающий основную движущую силу, и

маховик, действующий как накопитель энергии. В статье показана история гибридных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания

на основе механического маховика и рассмотрены различные концепции трансмиссии в этой области. Интерес к FW

существует уже много десятилетий, и различные организации и исследователи представили

различных конструкций. Благодаря недавним активным усилиям можно сказать, что разработка FW

достигла точки, когда их внедрение может вскоре стать реальностью в массовом производстве дорожных транспортных средств.

Ссылки

1. Hofman, T. et. и др., Оптимальный дизайн систем накопления энергии для гибридных транспортных средств,

Конференция IEEE по мощности и движению транспортных средств, 2005 г.

2. Исследование теплового двигателя/маховика: конфигурация гибридной силовой установки с электрической трансмиссией

. Калифорнийская производственная компания AiResearch, Министерство энергетики США.

Отдел энергосбережения на транспорте, Вашингтон, округ Колумбия, 1978

3. Oerlikon Electrogyro, его разработка и применение для службы Omnibus. Автомобиль

Инженер (декабрь 1955 г.)

4. Клерк Р., Использование энергии маховика, документ SAE 640047

, 1969

6. Лоусон, Л., Проектирование и испытание маховиков с высокой плотностью энергии для применения в гибридных приводах транспортных средств

маховик/тепловой двигатель, Intersociety Energy Conversion Engineering

Conference 1971

7.Даггер, Г. и др. al., Гибридные двигательные установки с маховиком и маховиком/тепловым двигателем для транспортных средств с низким уровнем выбросов, Intersociety Energy Conversion Engineering Conference 1971

8. Франк А. и Бичли Н. Повышение экономии топлива в автомобилях за счет маховик

система управления энергопотреблением, Симпозиум по технологиям маховиков, 1975

9. Рид, М., Системы накопления энергии маховиков для железных дорог, докторская диссертация, Имперский колледж Лондона,

2010

10. Лоскутофф, В., Мощность маховика/теплового двигателя для энергосберегающего личного автомобиля,

Подготовлено для Управления энергетических исследований и разработок по контракту E(45-1):

1830, 1976

11. Хейгин, Ф. и др. al., Использование систем гидростатического торможения и маховиков в автобусах (гидроавтобус и

гиробус) — их будущее применение в гибридных электромобилях для снижения энергопотребления,

и для увеличения дальности и производительности, Группа по разработке электромобилей, 4-я Международная конференция

: Гибридные, двухрежимные и гусеничные системы, 1981

12.Берроуз, Ч.Р. и др. al., Оценка аккумулирования энергии маховика в электромобилях, SAE

, документ 800885

13. Гринвуд, К., Интеграция трансмиссии рекуперативного торможения коммерческого транспорта,

Международная конференция по интегрированным системам трансмиссии двигателя, 1986

14 , Schilke, N. et. al., Конструкция гибридной системы привода двигатель-маховик для легкового автомобиля,

Труды Института инженеров-механиков, часть D: Journal of Automobile

Engineering, Vol. 200, 1986

15. Ван дер Грааф, Р., Гибридный привод маховика двигателя внутреннего сгорания для дорожных транспортных средств, Конференция ЕАЭС

1987

маховики, ребята, американский изобретатель идет за ними. Рэнди Мур из RK Transportation работает над идеей замены маховика двигателя легким ротором со встроенными магнитами, чтобы применять небольшие импульсы электромагнитного момента именно тогда, когда они необходимы для более легкого ускорения.

Проблема, по мнению Мура, заключается во всем, что происходит между «ударами» цикла четырехтактного двигателя. Рабочий такт толкает поршень вниз со значительной энергией, но затем такт выпуска, такт впуска и такт сжатия тормозят систему.

Инерция и вес маховика могут помочь поддерживать вращение всего механизма и несколько сгладить подачу мощности. Но инерция работает в обе стороны; чем тяжелее маховик, тем труднее разгоняться и замедляться, поэтому двигатель может продолжать успешно работать в течение трех тактов без мощности, но ему также будет трудно свободно набирать скорость, когда вы нажимаете на газ.

Идея Мура довольно проста: заменить маховик легким диском, встроить магниты в этот диск и воздействовать на эти магниты электромагнитными импульсами, чтобы заменить инерцию маховика электрическим крутящим моментом. Эффективная замена маховика ротором для маломощного электродвигателя, который может передавать крутящий момент точным и полезным способом.

Энергетические импульсы применялись бы при нахождении поршня в верхней и нижней мертвых точках его хода, чтобы поразить его в точках минимального трения

Транспорт РК

Мур хочет ударить по кривошипу небольшим крутящим моментом как раз в тот момент, когда поршень находится в нижней мертвой точке перед тактом сжатия, помогая ему сжать воздушно-топливную смесь перед рабочим тактом.Он считает, что его система максимально полезна на низких оборотах, в основном при ускорении. На крейсерских скоростях катушки в корпусе могли начать выпадать и позволить двигателю работать самостоятельно или даже начать работать в обратном направлении, чтобы зарядить собственные батареи или конденсаторы системы.

Одно интересное применение может быть, например, в небольшом двигателе бензопилы, который, возможно, выиграл бы от небольшой электрической помощи, когда двигатель начинает вязнуть под большой нагрузкой. Другие могут включать в себя двигатели для небольших мотоциклов и скутеров или, возможно, гоночные автомобили, которые могут выиграть от быстрого ускорения без маховика.

В настоящее время устройство снова находится в стадии «лаборатории» после того, как дела с первым прототипом, построенным на неисправном «дешевом иностранном двигателе», пошли не так хорошо. Мур попытался использовать легкую пластиковую деталь водопровода для удержания вращающихся магнитов, и все это закончилось «эффектным взрывом». Сообщается, что некоторые из магнитов все еще находятся на свободе.

В сообщении в блоге, которое, как ни странно, в основном описывает его предыдущие неудачи в работе с двигателями, Мур говорит, что планирует вернуться к идее прототипа, как только у него будет время и смелость, чтобы дать ей еще одну трещину. У него есть патент на эту идею, и он ищет партнеров для сотрудничества. Возможно, мозговой трест «Новый Атлас» сможет дать какой-нибудь совет?

Источник: RK Transportation. . Из-за принципа работы двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу возникают крутильные колебания.Процесс сгорания создает чрезвычайно быстрое повышение давления внутри цилиндра во время рабочего такта , что приводит к выходному крутящему моменту с пиками. Давление, создаваемое в цилиндрах, воздействует на верхнюю часть поршня, которое передается через шатун и позволяет коленчатому валу вращаться. Пульсирующий крутящий момент, создаваемый цилиндрами, вызывает колебания коленчатого вала.

Изображение: Амплитуда оборотов двигателя на холостом ходу (низкая)

В поршневом двигателе градиент давления в цилиндре в течение четырех циклов создает неравномерный крутящий момент на коленчатом валу.Пульсирующий крутящий момент, создаваемый коленчатым валом, приводит к пульсации частоты вращения двигателя. Например, если мы измерим скорость холостого хода двигателя с периодом выборки 100 мс или меньше, мы увидим, что скорость двигателя не постоянна на уровне около 975 об/мин, а быстро колеблется между 925 и 1050 об/мин.

Все эти вращательные вибрации передаются далее в трансмиссию и могут повлиять на долговечность ее компонентов. Эти вибрации могут вызывать дребезжание шестерен, вибрацию кузова и вибрации в трансмиссии, что приводит к значительному шуму и снижению комфорта при вождении.

Назад

Простой маховик

При каждом рабочем цикле сгорание воздушно-топливной смеси значительно ускоряет коленчатый вал. Во время остальных трех циклов (впуск, сжатие и выпуск) коленчатый вал замедляется то сильно, то менее сильно. Чтобы двигатель работал плавно в основном на более низких скоростях, центробежная масса, маховик, в определенной степени сглаживает эти неравномерности скорости вращения.

4-цилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания имеет интервал воспламенения 180°. Например, если 4-цилиндровый двигатель работает со скоростью 3000 об/мин, происходит 6000 воспламенений в минуту, что соответствует 100 воспламенениям в секунду. Таким образом, неравномерность скорости вращения двигателя очень мала.

Чем ниже обороты двигателя, тем отчетливее проявляются неравномерности оборотов двигателя в виде крутильных колебаний. При 1200 об/мин происходит примерно 40 воспламенений в секунду, что означает, что цикл включения питания происходит только каждые 25 миллисекунд. Неравномерность скорости вращения двигателя и, следовательно, крутильные колебания очень заметны в этом диапазоне частоты вращения двигателя.

Если эти крутильные колебания передаются на коробку передач без демпфирования, то в коробке передач и в трансмиссии возникают резонансные колебания. В свою очередь, эти резонансные вибрации вызывают гул и гудение или дребезжание шестерен. Кроме того, более высокие резонансные вибрации могут привести к повреждению компонентов коробки передач и трансмиссии в долгосрочной перспективе. Без надлежащего демпфирования крутильных колебаний комфортность движения на малых оборотах двигателя неприемлема, а экономия топлива на малых оборотах также нецелесообразна.{2}}{2}\]

где:

E [Дж] – кинетическая энергия, запасенная в маховике
Дж [кг·м 2 ] – момент инерции маховика
ω [рад/с] – угловой скорость

Чем выше инерция или угловая скорость маховика, тем выше накопленная энергия.

Изображение: Многоструйный двигатель 1.3 JTD 16v
Предоставлено: Fiat

В корпусе двигателя внутреннего сгорания маховик крепится к концу коленчатого вала. Как это работает:

  • во время рабочего такта двигателя маховик накапливает кинетическую энергию
  • во время тактов впуска, сжатия и выпуска маховик высвобождает кинетическую энергию

Таким образом гасятся скачки крутящего момента во время рабочего такта и распределяется по всему циклу двигателя.Этот эффект распространяется на все цилиндры двигателей. Чем больше число цилиндров в двигателе, тем более плавным будет выходной крутящий момент/мощность.

Изображение: Крутящий момент двигателя при 4-тактном цикле

Тип двигателя (дизельный/бензиновый), количество цилиндров, рабочий объем двигателя и удельная мощность [кВт/л] двигателя оказывают существенное влияние на вращательные колебания коленчатого вала. Например, атмосферные бензиновые/бензиновые двигатели большой мощности имеют низкий крутящий момент на низких оборотах.Кроме того, его движущиеся части, поршни, шатуны, коленчатый вал имеют большую массу, что означает более высокую инерцию, а значит, более управляемые скачки скорости вращения. Сочетание этих факторов делает пульсации выходного крутящего момента (колебания) управляемыми при использовании стандартного маховика.

Назад

Уменьшение размеров и скорости

Основной задачей автомобильной промышленности в последние годы было сокращение потребления и выбросов CO 2 . Одной из эффективных мер для достижения этой цели является использование еще более низких оборотов двигателя для вождения. Крутящий момент увеличен для достижения этого без потери мощности. Это позволяет двигателю работать лишь немного выше скорости холостого хода и, следовательно, в диапазоне чрезвычайно эффективного расхода топлива. Одна из задач состоит в том, чтобы обеспечить достаточную изоляцию силового агрегата даже для таких низких оборотов двигателя и, таким образом, обеспечить водителям их обычный уровень комфорта.

Быстрое развитие автомобильных технологий за последние несколько десятилетий привело к тому, что двигатели стали еще более производительными, а также увеличились требования к комфорту водителя.Концепции облегченных автомобилей и кузова, оптимизированные для работы в аэродинамической трубе, теперь позволяют водителю воспринимать другие источники шума. Кроме того, этому способствуют экономичные концепции, экстремально тихоходные двигатели и коробки передач нового поколения, использующие легкие масла.

В целях снижения расхода топлива и сокращения выбросов выхлопных газов последние стратегии разработки двигателей включали уменьшение размеров двигателя и снижение скорости .

Изображение: сокращение для V6 до L4

Изображение: эффект количества цилиндров на скорость колебания
Кредит: Schaeffler

  • Downsising означает, что общий объем объемной мощности двигателя уменьшается за счет уменьшения количества цилиндров (т.грамм. от 6 до 4 цилиндров), но с сохранением крутящего момента/мощности (обычно с использованием наддува всасываемого воздуха, технологий регулируемого подъема клапанов, прямого впрыска топлива и т. д.) скорости (например, с 2500 об/мин до 1500 об/мин), достигаемой, например, с помощью двухступенчатого турбонаддува, электрических воздушных компрессоров и т. д.

более эффективная область за счет снижения мощности двигателя при сохранении производительности при полной нагрузке за счет наддува.

Изображение: Двигатель Ford с уменьшенным выходным крутящим моментом
Авторы и права: Ford

Сочетание меньшей инерции движущихся компонентов с более высоким крутящим моментом на низких оборотах двигателя создает более высокие вращательные вибрации на коленчатом валу. Кроме того, в связи с введением во всем мире более строгих стандартов CO 2 и выбросов выхлопных газов, производители двигателей внутреннего сгорания внедряют новые стратегии уменьшения размеров двигателей и снижения скорости. Побочным эффектом этой стратегии является то, что на коленчатом валу генерируется больше вибраций, которые передаются на трансмиссию.

Изображение: Тенденция к уменьшению размеров двигателя
Предоставлено: Global Insight & Honeywell

Вернуться назад

Двухмассовый маховик и его компоненты

Существуют различные технологии фильтрации вибраций коленчатого вала. Все эти технологии можно разделить на три основные категории:

  1. активное демпфирование : в этом случае используется активный компонент (демпфер), который может генерировать силу, противоположную силе вибрации коленчатого вала; таким образом вибрации гасятся, что приводит к плавному вращению коленчатого вала; этот метод обеспечивает наилучшее снижение вибрации, но имеет высокую стоимость; Кроме того, активный компонент требует внешнего источника энергии и не обладает необходимой надежностью для автомобильных приложений.
  2. полуактивное демпфирование : похоже на технологию активного демпфирования, но требует меньше внешнего питания
  3. пассивное демпфирование : подразумевает использование пассивного компонента, который не требует внешней энергии, но может рассеивать энергию; наиболее распространенные приложения обычно состоят из пружины и демпфера; это наиболее экономичное решение с достаточно хорошими характеристиками снижения вибрации.

Одним из эффективных и экономичных решений для снижения вращательных (крутильных) колебаний является использование двухмассового маховика , что является сокращением от Двухмассовый маховик . Двухмассовый маховик (DMF) является пассивным демпфирующим компонентом, и его основная функция состоит в том, чтобы изолировать трансмиссию/трансмиссию от вибрации, создаваемой двигателем внутреннего сгорания. Этот метод также улучшит общее шумовое поведение автомобиля и снизит расход топлива.

Изображение: Принцип работы обычного маховика
Кредит: LuK

Изображение: Принцип работы с двухмассовым маховиком (DMF)
Кредит: LuK

7 Кредит:

7 3 – трансмиссия
4 – демпфер кручения (вращения)
5 – первичная масса
6 – вторичная масса
7 – маховик

По сравнению с обычным маховиком, имеющим одну массу, стандартный двухмассовый двигатель состоит из первичного масса и вторичная масса .Две массы разъединены и соединены через систему с пружинами и амортизаторами. Обе массы поддерживаются радиальным шарикоподшипником или подшипником скольжения, поэтому они могут вращаться относительно друг друга. Жесткость пружины и характеристика демпфирования имеют решающее значение для определения рабочих характеристик двухмассового маховика.

Первичная масса (2) (см. рисунок ниже) плотно прикручена к коленчатому валу, имеет зубчатый венец стартера (1) и приводится в движение двигателем. В нем вместе с основной крышкой (6) заключена полость, образующая канал дуговой пружины.

Изображение: Разрез двухмассового маховика (DMF)
Предоставлено: LuK

Основными компонентами пружинно-демпферной системы являются дуговые пружины (3). Они установлены в направляющих в каналах дуговых пружин и экономично соответствуют требованиям «идеального» гасителя кручения. Направляющие обеспечивают правильное направление пружин во время работы, а смазка вокруг пружин уменьшает износ между собой, направляющими и каналами.

Между первичной и вторичной массами крутящий момент передается через фланец (5).Фланец приклепывается к вторичной массе (7) своими крыльями, сидящими между дуговыми пружинами.

Вторичная масса помогает увеличить момент инерции массы со стороны коробки передач. Вентиляционные отверстия обеспечивают эффективный отвод тепла, образующегося при трении сцепления. Поскольку DMF имеет встроенную систему пружины-демпфера, обычно используется жесткий диск сцепления без торсионного демпфера.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик (DMF)
Предоставлено: LuK

1 – зубчатый венец стартера
2 – первичная масса
3 – дуговые пружины
4 – подшипник скольжения
5 – фланец
6 – основная крышка (сечение )
7 — вторичная масса

Изображение: Компоненты двухмассового маховика (DMF)
Предоставлено: Valeo

1 — кольцо стартера
2 — первичная масса
3 — фрикционные шайбы
4 — подшипник или втулка
5 — приводной диск
6 – дуговые пружины и направляющие пружины
7 – крышка
8 – вторичная масса

В автомобиле с обычным маховиком и диском сцепления с демпфированием крутильные колебания в диапазоне холостого хода практически без фильтрации передаются на коробку передач и вызывают зубья шестерни края стучат друг о друга (гремит коробка передач).С другой стороны, пружинно-демпферная система двухмассового маховика отфильтровывает крутильные колебания, вызванные двигателем. Это предотвращает удары компонентов коробки передач друг о друга — дребезжание не возникает, и требования водителя к повышенному комфорту полностью удовлетворяются.

Принцип работы двухмассового маховика прост и эффективен. Из-за дополнительной массы на входном валу трансмиссии диапазон крутящего момента, который обычно составляет от 1200 до 2400 об/мин с оригинальными гасителями крутильных колебаний, перемещается в более низкий диапазон резонансных скоростей.Это обеспечивает превосходное гашение вибрации двигателя даже на холостом ходу.

Изображение: передача круглосуточных колебаний с обычным маховиком
Кредит: LUK

8 Изображение: передача круглосуточных вибраций с ДМФА
Кредит: LUK

Двойной маховик (DMF) позволило изолировать вращательные колебания двигателя внутреннего сгорания от остальной части трансмиссии.Нежелательный стук коробки передач был устранен, а стрела кузова значительно уменьшена. Также стало возможным управлять автомобилем на очень низких оборотах двигателя за счет увеличения крутящего момента на низких оборотах, что снижает расход топлива.

Существует много других рабочих моментов, которые также необходимо учитывать при проектировании двухмассового маховика (DMF). Во-первых, двигатель должен быть запущен, а затем остановлен в конце пути и, возможно, также на светофоре. Сам привод начинается с запуска транспортного средства.Изменение положения педали акселератора, а также переключение передач вызывают изменение нагрузки на трансмиссию, или автомобиль движется накатом без нагрузки. Это лишь некоторые из дополнительных рабочих мест, в которых предъявляются высокие требования к комфорту.

Во всех этих рабочих режимах двухмассовый маховик существенно снижает шум, вибрацию при вращении и общий комфорт автомобиля.

Изображение: Влияние двухмассового маховика на комфорт автомобиля
Кредит: LuK

Первичная масса соединена с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания.Первичная масса двухмассового маховика и коленчатого вала объединяются вместе, образуя целую инерцию. По сравнению с обычным маховиком основная масса двухмассового маховика значительно более гибкая, что способствует разгрузке коленчатого вала. Кроме того, основная масса вместе с основной крышкой образует канал дуговой пружины, который обычно делится на две секции, разделенные стопорами дуговой пружины.

Первичная масса представляет собой стальной штампованный компонент с достаточным моментом инерции массы.В некоторых случаях он мог быть изготовлен из чугуна. Для запуска двигателя зубчатый венец стартера устанавливается на первичную массу. В зависимости от типа ДМФ, он либо приваривается, либо холодным прессованием.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик (DMF) – пружина
Предоставлено: LuK

1 – Основная крышка
2 – Стопор дуговой пружины
3 – Первичная масса

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик ) – первичная масса
Кредит: LuK

1 – зубчатый венец стартера
2 – первичная масса

смазка.

Изображение: Крышка двухмассового маховика (DMF)
Предоставлено: Valeo

Крутящий момент двигателя передается от первичной массы к вторичной массе через дуговые пружины и ведущий диск. Благодаря подшипнику между первичной и вторичной массами возможно независимое радиальное перемещение масс. Как и в случае с жестким (одномассовым) маховиком, выходная мощность передается через сцепление, которое прикручено болтами к вторичной массе. Однако существенное отличие состоит в том, что крутящий момент двигателя теперь в значительной степени свободен от вращательной вибрации, т.е.е. он модулируется. По этой причине в большинстве случаев можно отказаться от диска сцепления с демпфированием кручения при использовании двухмассового маховика.

Изображение: вторичная масса двухмассового маховика (DMF)
Предоставлено: Valeo

Вторичная масса представляет собой компонент из чугуна. Одна сторона обработана для формирования фрикционной поверхности диска. Вторичная масса передает крутящий момент двигателя на сцепление, а далее на коробку передач и колеса.

– Стандартное изображение D вторичная масса – сторона двигателя
Кредит: LuK

1 – отверстие под заклепку

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик – вторичная масса – сторона коробки передач
Предоставлено: LuK

1 – поверхность крепления болтов сцепления
2 – фрикционная поверхность диска сцепления
3 – вентиляционное отверстие для отвода тепла

Подшипник в первичной массе служит в качестве вращающегося соединения со вторичной массой. Он должен поглощать не только связанные с весом радиальные силы вторичного маховика и сцепления, но и осевые силы, создаваемые усилием расцепления при отключении.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик (DMF) – подшипник
Предоставлено: LuK

1 – опора подшипника
2 – подшипник скольжения
3 – шариковый подшипник

Двухмассовый маховик (DMF) использует два разных типа подшипников:

  • шарикоподшипник : когда началась разработка двухмассового маховика, можно было использовать большие шарикоподшипники из-за относительно простой конструкции внутренних компонентов; однако постоянно растущие требования к гашению вращательных колебаний сделали необходимыми дополнительные компоненты в DMF; по этой причине необходимо было создать дополнительное пространство для строительства; это привело к планомерному уменьшению диаметра шарикоподшипника; небольшие шарикоподшипники позволяют встроить дополнительные вращающиеся виброгасители, не занимая много места, и, таким образом, повысить эффективность двухмассового маховика.
  • подшипник скольжения : по сравнению с шариковыми подшипниками подшипники скольжения занимают меньше места и имеют более простую конструкцию; несмотря на их низкие производственные затраты, они могут использоваться повсеместно и, при необходимости, могут быть спроектированы так, чтобы допускать осевое перемещение.

Изображение: стандартный DMF — шариковый подшипник
кредит: LUK

Изображение: стандартный DMF — простой подшипник
Кредит: LUK

Начальная масса оснащена повернутой ступицей установлен крупногабаритный шарикоподшипник.Фланец ступицы с гнездом подшипника (выточенным или нарисованным) устанавливается на первичную массу. Посадочное место подшипника можно отрегулировать для установки небольшого шарикоподшипника, как показано здесь, или подшипника скольжения.

Изображение: стандартный двухмассовый маховик (DMF) – размер подшипника
Предоставлено: LuK

1 – первичная масса с гнездом подшипника на ступице
2 – ступица
3 – крупногабаритный шарикоподшипник
4 – поперечное сечение первичной массы с ступица и большой шариковый подшипник

По сравнению с шариковыми подшипниками подшипники скольжения занимают меньше места и имеют более простую конструкцию.Несмотря на их низкие производственные затраты, они могут использоваться повсеместно и, при необходимости, могут быть спроектированы так, чтобы допускать осевое перемещение.

Изображение: стандартный двухмассовый маховик (DMF) – подшипник скольжения
Фото: LuK

1 – втулка подшипника скольжения с покрытием
2 – стойка подшипника на фланце подшипника Предоставлено: LuK

1 – малогабаритный шарикоподшипник
2 – стойка подшипника

Задачей ведущего диска является передача крутящего момента от первичной массы через дуговые пружины на вторичный маховик; другими словами, от двигателя к сцеплению.Ведущая пластина плотно приклепана к вторичной массе, а ее крылья (стрелки) сидят между каналом дуговой пружины первичной массы. Зазор между упорами дуговой пружины в канале дуговой пружины достаточно велик, чтобы приводной диск мог вращаться.

Жесткая ведущая пластина приклепана непосредственно к вторичной массе. Это позволяет использовать крылья ведущего диска с различной симметрией, что положительно влияет на изоляцию вибрации. Простейшей формой является симметричная ведущая пластина, у которой тяговая и толкающая стороны идентичны.Таким образом, нагрузка на дуговые пружины воздействует как на внешнюю, так и на внутреннюю области концевого витка.

Изображение: DMF – ведущий диск
Кредит: LuK

1 – крылья ведущего диска
2 – ведущий диск

Изображение: DMF – ведущий диск
Отверстие: LuK 900 пружина 2 7 170 Кредит: LuK 900 – направляющие
3 – упор дуговой пружины в основной массе
4 – нажимная пружина
5 – ведущий диск

Ключевой функцией двухмассового маховика является изоляция трансмиссии от вибрации, создаваемой двигателем.Чтобы компенсировать постоянно увеличивающийся крутящий момент двигателя при неизменном монтажном пространстве, кривые намотки дуговых пружин должны повышаться более круто. Следовательно, их демпфирующая способность вибраций ухудшается. Использование внутренних демпферов без трения помогает улучшить устранение вибрации при ускорении. Как ведущий диск, так и боковые панели имеют отверстия для пружин, в которых размещаются прямые нажимные пружины. Отличные характеристики демпфирования вибрации двухмассового маховика с внутренним демпфером гарантируются даже в самых высоких диапазонах крутящего момента.

При высоких оборотах двигателя возникающие центробежные силы прижимают дуговые пружины наружу к направляющим, и катушки отключаются. Следовательно, дуговая пружина становится жесткой, и действие пружины частично теряется. Для поддержания достаточного действия пружины в приводном диске установлены прямые нажимные пружины. Благодаря меньшей массе и монтажному положению на меньшем радиусе эти пружины подвержены меньшей центробежной силе. Кроме того, выпуклая форма верхнего края пружинных окон помогает минимизировать трение.Это гарантирует, что ни трение, ни эффективная жесткость пружины не увеличатся при увеличении частоты вращения двигателя.

Изображение: Двухмассовый маховик (DMF)
Предоставлено: LuK

1 – ведущий диск
2 – удерживающая панель
3 – фрикционная накладка

При попытке очень быстро отрегулировать частоту вращения двигателя в соответствии со скоростью коробки передач входного вала возникают внезапные пиковые нагрузки, так называемые удары. Таким образом, например, удар может быть вызван внезапным зацеплением, что приведет к остановке двигателя.Здесь дуговые пружины кратковременно полностью сжимаются, что приводит к непропорциональному увеличению нагрузки на ведущий диск. В случае жестких ведущих дисков и дисков с внутренним демпфированием частые удары могут привести к деформации материала, что может привести к поломке крыльев ведущего диска.

Одним из способов компенсации ударов и минимизации материального ущерба является приводной диск с фрикционной муфтой. В этом случае ведущий диск выполнен в виде диафрагменной пружины. Он предварительно натянут и позиционируется двумя приклепанными стопорными пластинами с тонкой фрикционной накладкой.В поперечном сечении он образует приспособление в форме вилки, которое позволяет ведущему диску скользить. В случае удара приводной диск теперь может вращаться в удерживающих пластинах. Избыточная энергия рассеивается в виде тепла трения. Таким образом, нагрузка на крылья ведущего диска сводится к минимуму.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик – диск управления трением
Предоставлено: LuK

В процессе пуска двухмассовый маховик кратковременно работает в диапазоне резонансных частот. Когда это происходит, крылья ведущего диска многократно ударяют по дуговым пружинам с неудерживаемой силой, производя при этом шум.Эффективной контрмерой здесь является дополнительное фрикционное устройство, пластина управления трением . Это приводит к задержке вращения ведущего диска в пределах определенного рабочего диапазона. В результате ведущий диск может вращаться над вторичной массой в диапазоне угла зазора (α) без заметного сопротивления. Только за пределами заднего угла, т. е. при больших углах поворота, вступает в силу дополнительное трение. Таким образом можно устранить шумы, возникающие при запуске или изменении нагрузки.

Во время запуска двигателя между первичной и вторичной массой возникает большое угловое отклонение. Чтобы ограничить этот прогиб и улучшить запуск двигателя, в некоторых случаях добавляются фрикционные шайбы . Они не работают в режиме привода.

Изображение: Фрикционные шайбы двухмассового маховика (DMF)
Предоставлено: Valeo

Системы двухмассового маховика помогают улучшить шумовые характеристики автомобиля за счет использования специальных конструкций торсионных демпферов. Как прямой результат, создается меньше шума и снижается расход топлива.Для оптимального использования доступного пространства, винтовая пружина с большим количеством витков установлена ​​в полукруглом положении. Дуговая пружина лежит в пружинном канале ДМФ и поддерживается направляющей. В процессе работы витки дуговой пружины скользят по направляющей, создавая трение и тем самым демпфирование. Для предотвращения износа дуговых пружин контактные поверхности смазываются консистентной смазкой. Оптимизированная форма направляющих пружин помогает значительно снизить трение.Помимо улучшенного гашения вибраций дуговые пружины помогают уменьшить износ.

Изображение: стандартная ДМФА — дуга весна
Кредит: LUK

1 — Руководство
2 — Дуга Весна

Изображение: Стандартный ДМФА — Одиночная весна
Кредит: LUK

6

8 8 8 8

благодаря разнообразию конструкций дуговых пружин можно изготовить двухмассовую систему маховиков, которая точно соответствует индивидуальным характеристикам нагрузки каждого типа транспортного средства.Применяются дуговые пружины различной конструкции и характеристик. Наиболее распространенные типы:

  • одноступенчатые пружины
  • двухступенчатые пружины: либо в параллельном расположении в одной из различных компоновок, либо в рядном расположении
  • демпфирующие пружины

На практике типы пружин применяются в различных сочетаниях. Жесткость пружины и характеристика демпфирования имеют решающее значение для определения рабочих характеристик двухмассового маховика.

Преимущества дуговой пружины:

  • высокое трение при большом угле поворота (процесс пуска) и низкое трение при малом угле поворота (перебег) сравнение с системами с несколькими одинарными пружинами)
  • демпфирование ударов может быть интегрировано (демпфирующая пружина)

ступенчатая параллельная пружина
Кредит: LuK

Базовая версия дуговой пружины представляет собой одинарную пружину .Он характеризуется большим объемом пружины и, как следствие, высокой демпфирующей способностью. Однако из-за своей простой конструкции он предлагает лишь ограниченные возможности для удовлетворения растущих требований к комфорту. По этой причине современные двухмассовые маховики редко оснащаются одинарными пружинами.

В настоящее время чаще всего используются дуговые пружины , одноступенчатые параллельные пружины . Он состоит из внешней и внутренней пружины примерно одинаковой длины. Две пружины расположены параллельно. Их индивидуальные характеристики складываются в кривую усадки пружины.

Изображение: двухступенчатая изогнутая пружина DMF
Предоставлено: Valeo

В двухступенчатых параллельных пружинах две дуговые пружины снова расположены одна внутри другой. Однако внутренняя пружина короче, поэтому срабатывает позже. Кривая намотки внешней пружины соответствует требованиям автомобиля при запуске двигателя. Здесь нагрузка действует только на более мягкую внешнюю пружину, что позволяет системе быстрее проходить критический диапазон резонансных скоростей. В диапазонах более высокого и максимального крутящего момента нагрузка также воздействует на внутреннюю пружину.И внешние, и внутренние пружины работают вместе на втором этапе. Взаимодействие обеих пружин обеспечивает хорошее демпфирование на всех оборотах двигателя.

Изображение: Стандартный DMF – трехступенчатая параллельная пружина
Предоставлено: LuK

Трехступенчатая дуговая пружина состоит из одной внешней пружины и двух внутренних пружин разной длины, расположенных на одной линии. Эта конструкция сочетает в себе преимущества параллельного и линейного расположения и, следовательно, обеспечивает оптимальное демпфирование кручения при каждом крутящем моменте двигателя.

Конфигурация пружин в двухмассовых маховиках первого поколения была идентична обычным торсионным демпферам, где нажимные пружины установлены в радиальном направлении близко к центру и, следовательно, могут обеспечивать лишь ограниченную мощность пружины. Этой конструкции было достаточно, чтобы изолировать вибрацию в 6-цилиндровых двигателях, так как они имеют низкие резонансные скорости.

Напротив, 4-цилиндровые двигатели вызывают более высокие неравномерности и, следовательно, более высокие резонансные скорости.Перемещение пружин к внешнему краю и использование пружин высокого давления увеличили мощность демпфера в 5 раз, не требуя большего пространства.

Изображение: Эволюция конструкции двухмассового маховика
Предоставлено: LuK

Первичная сторона двухмассового маховика (показана синим цветом) состоит из штампованных деталей из листового металла, образующих канал пружины, и литой ступицы. Вторичная сторона двухмассового маховика (показана красным) состоит из литого диска, на который крутящий момент передается от фланца.Вторичная сторона установлена ​​на первичной стороне на шарикоподшипнике. Сердцем системы является система дуговой пружины.

Назад

Двухмассовый маховик с демпфером с длинным ходом

Двухмассовый маховик с демпфером с длинным ходом (LTD DMF) Valeo обеспечивает повышенный акустический комфорт и снижает вибрации. LTD DMF значительно снижает воспринимаемые вибрации и шум двигателя. Это представляет собой большой шаг вперед в технологиях фильтрации силовых агрегатов. Это технологическое усовершенствование особенно важно, поскольку новейшие двигатели с улучшенным расходом топлива имеют более высокий крутящий момент и, следовательно, создают более высокие вибрации, особенно на малых оборотах.LTD DMF поглощает вибрации крутящего момента, создаваемые двигателем, на трансмиссию, тем самым повышая комфорт пассажиров автомобиля.

Изображение: Двухмассовый маховик (DMF) с длинноходным демпфером (LTD)
Кредит: Valeo

A — сторона двигателя
B — сторона коробки передач
1 — ведущий диск № 1
2 — гистерезисная шайба
3 — ведущий диск с пружины
4 – задняя пластина
5 – ведущая пластина № 2

Технология LTD основана на двух наборах по три пружины, работающих последовательно и синхронизированных задней пластиной.Прямые пружины менее чувствительны к центробежной нагрузке, чем изогнутые пружины. Это обеспечивает меньшее трение, следовательно, фильтрация лучше, чем с изогнутыми пружинами.

В дополнение к известной технологии двухмассового маховика, LTD DMF включает демпфер с большим ходом, разработанный Valeo для гидротрансформаторов в автоматических коробках передач (АТ). Эта комбинация позволяет обеспечить оптимальную фильтрацию, особенно во время запуска двигателя, благодаря максимальному угловому смещению 80 градусов, а также исключительному уровню производительности во всех режимах работы двигателя.

Двухмассовый маховик Valeo с демпфером с большим ходом обеспечивает уровень комфорта, ранее недоступный для самых экономичных двигателей. Уровень NVH (Noise Vibration Harshness) и простота переключения передач обеспечивают исключительный комфорт при вождении для наиболее подверженных вибрации двигателей.

13

Изображение: ООО ДМФА — No Load
Кредит: Valeo

Изображение: ООО ДМФА — под нагрузкой
Кредит: Valeo

Вернуться

Гибкий маховик

сила сильного давления сгорания внутри цилиндров двигателя.Это вызывает отклонение коленчатого вала и качание оси на маховике, закрепленном болтами на конце коленчатого вала. Между подшипниками и коленчатым валом возникает механическое напряжение, вызывающее вибрации. Если не отфильтровать, результатом будет ревущий шум, вызванный двигателем, осевая вибрация маховика и потенциальная повышенная вибрация на педали сцепления.

Изображение: Преимущество гибкого маховика
Кредит: Valeo

Гибкий маховик фильтрует осевые колебания, передаваемые через коленчатый вал двигателя.Это достигается за счет добавления гибкой пластины со стороны двигателя к массе маховика. Деформация коленчатого вала продолжается, но она не передается на маховик благодаря гибкой пластине.

Преимущества гибкого маховика:

  • снижение шума двигателя при высоких оборотах
  • снижение изгибающей нагрузки на коленчатый вал
  • снижение уровня вибрации на педали сцепления

Изображение: гибкий маховик
Кредит: Valeo

7 A – со стороны коленчатого вала


B – со стороны сцепления

Вернуться назад

Гибкий длинноходный демпфер Двухмассовый маховик

Гибкая функция может присутствовать как на жестком маховике, так и на двухмассовом маховике.В двухмассовом маховике гибкая пластина крепится к первичному маховику, а многоступенчатая ступица используется для уменьшения давления в болтах крепления коленчатого вала.

Изображение: Двухмассовый маховик с гибким длинноходным демпфером
Предоставлено: Valeo

1 — гибкая пластина
2 — первичная масса
3 — изогнутые пружины и направляющие пружины
4 — Длинноходный демпфер
5 — крышка
6 — пусковое кольцо
7 – вторичная масса

Назад

Двухмассовый маховик для трансмиссии с двойным сцеплением

Маховик, используемый в трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) , представляет собой специальную форму двухмассового маховика LuK.Как и в обычном двухмассовом маховике в механических коробках передач, есть первичная и вторичная стороны. Однако вторичная сторона, в отличие от обычного ДМФ, не является неподвижной частью ДМФ, поэтому выполнена не в виде маховика, а в виде ведущего диска. Он служит только в качестве соединения между первичной массой и двойным сцеплением.

Вторичная масса в этом случае заменяется массой двойного сцепления, установленного на первичном валу (полом валу) коробки передач. Также отпадает необходимость в прямом подшипниковом соединении оппозитных масс, которое реализуется в виде шариковых подшипников или подшипников скольжения в обычном ДМФ.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик – для DCT
Кредит: LuK

1 – первичная масса с дуговой пружиной
2 – ведущий диск с внутренними зубьями для зацепления с соединительным колесом двойного сцепления
3 – натяжное кольцо
4 – крышка для первичная масса с зубчатым венцом стартера

Маховик, используемый в DCT, представляет собой специальную форму двухмассового маховика. Как и в обычном двухмассовом маховике в механических коробках передач, есть первичная и вторичная стороны. Однако вторичная сторона, в отличие от обычного ДМФ, не является неподвижной частью ДМФ, поэтому выполнена не в виде маховика, а в виде ведущего диска.Он служит только в качестве соединения между первичной массой и двойным сцеплением.

Вторичная масса в этом случае заменяется массой двойного сцепления, установленного на первичном валу (полом валу) коробки передач. Также отпадает необходимость в прямом подшипниковом соединении оппозитных масс, которое реализуется в виде шариковых подшипников или подшипников скольжения в обычном ДМФ.

Изображение: Стандартный двухмассовый маховик для DCT
Предоставлено: LuK

1 – натяжное кольцо
2 – соединительное кольцо двойного сцепления

Другое отличие от обычного двухмуфтового маховика – отсутствие фрикционной поверхности на вторичной стороне.Это тоже находится в двойном сцеплении. Там центральная пластина несет фрикционные поверхности для обоих сцеплений. Вместо поверхности трения на двухмассовом валу используется фланец с внутренними зубьями. Соединительное кольцо двойного сцепления входит в зацепление с этим фланцем.

Поскольку два зацепляющихся зубчатых колеса будут издавать шум из-за люфта, в качестве контрмеры установлено натяжное кольцо. Это предварительно натягивает два зубчатых колеса, чтобы между поверхностями зубьев не было люфта. В некоторых моделях натяжное кольцо необходимо сжать специальным инструментом перед установкой коробки передач.

Назад

Ведущий диск Двухмассовый маховик

Изображение: двухмассовый маховик с ведущим диском
Предоставлено: LuK

1 – ведущий диск

С 2008 года на некоторые модели Audi устанавливается коробка передач нового поколения. Эти коробки передач можно узнать по различному расположению дифференциала. Теперь это перед сцеплением по ходу движения. В результате поток мощности на левый приводной вал должен передаваться прямо через корпус колокола с помощью фланцевого вала.Из-за этого использование обычного двухмассового маховика больше невозможно. Чтобы оснастить эту концепцию привода эффективным демпфированием маховика, был разработан двухмассовый маховик с приводным диском .

Приводной диск представляет собой переходную пластину из листовой стали, которая приклепана к двухмассовому маховику в обычных точках крепления. Ведущий диск, как и преобразователь крутящего момента в автоматической коробке передач, крепится болтами к внешнему радиусу соединительного диска со стороны двигателя.

Изображение: DMF с ведущим диском – сечение
Кредит: LuK

1 – заклепочное соединение
2 – фланцевый вал редуктора
3 – ведущий диск
4 – диск муфты двигателя
5 – DMF

Функции ведущего диска :

  • обеспечивает пространство, необходимое для проникновения фланцевого вала
  • передает крутящий момент двигателя через болтовое соединение на соединительном диске на заклепочное соединение на двухмассовом маховике

В отличие от обычного двухмассового маховика, вторичная масса имеет игольчатый подшипник на входном валу коробки передач.Это приводит к благоприятному распределению веса между двумя маховиками. Внутренняя конструкция ДМФ практически идентична конструкции других описанных типов.

Назад

Двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором

Для большинства двигателей крутильные колебания можно уменьшить с помощью двухмассового маховика, при условии, что будет возможно комфортное вождение при низких оборотах двигателя. В дополнение к частоте вращения двигателя и количеству цилиндров, неравномерность частоты вращения двигателя в значительной степени зависит от того, какой крутящий момент двигатель может развивать на низких оборотах.Современные бензиновые и дизельные двигатели, развивающие высокий крутящий момент при низкой частоте вращения, вызывают более сильные крутильные колебания по сравнению с двигателями, развивающими меньший крутящий момент при той же частоте вращения.

Эти двигатели с высоким крутящим моментом предъявляют очень высокие требования к системе демпфирования крутильных колебаний, и вибрации двигателя уже нельзя удовлетворительно устранить с помощью обычных двухмассовых маховиков.

Новинкой для эффективного устранения крутильных колебаний двух двигателей является двухмассовый маховик с центробежными маятниковыми амортизаторами .Он лучше всего подходит для характеристики крутящего момента и поведения крутильных колебаний современных двигателей, поскольку может снизить нижний предел используемого диапазона скоростей двигателя, что означает возможность экономии топлива и CO 2 .

Изображение: Двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором
Кредит: BMW

Центробежные маятниковые амортизаторы являются дополнительным функциональным узлом в двухмассовом маховике, который содержит четыре маятниковых груза на вторичной массе. Пружины, используемые в основной массе, поглощают соответствующие вибрации, а оставшиеся неравномерности скорости вращения двигателя эффективно устраняются маятниковыми массами.

Массы маятника расположены с интервалом 90° и рассчитаны так, чтобы они могли свободно колебаться в направлении вращения. Вес маятниковых масс и криволинейный радиус опорной дорожки точно согласованы с крутильными колебаниями или поведением двигателя, так что они колеблются вопреки крутильным колебаниям двигателя. Благодаря этому противодействующему действию маятниковой силы мешающие крутильные колебания двигателя перед коробкой передач очень эффективно снижаются.

При низких оборотах двигателя, когда возмущающие крутильные колебания особенно велики, колебания маятника соответственно велики и поэтому эффективно противодействуют крутильным колебаниям двигателя. С увеличением оборотов двигателя крутильные колебания двигателя становятся слабее и имеют более высокую частоту. Из-за взаимодействия силы маятника с изогнутой формой опоры маятника колебания маятника также становятся менее сильными и имеют более высокую частоту.

Изображение: двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором
Кредит: LuK

Встречные колебания просто плавно согласуются с частотой вращения двигателя до тех пор, пока не будет достигнута частота вращения двигателя, при которой больше не будет заметных крутильных колебаний.Двухмассовый маховик с центробежными маятниковыми амортизаторами нельзя отличить от двухмассового маховика без центробежных маятниковых амортизаторов только по внешнему виду

Благодаря технологии центробежных маятниковых амортизаторов неравномерность скорости вращения двигателя устраняется более эффективно, чем это было возможно при использовании обычного двухмассового маховика. Технология центробежных маятниковых амортизаторов особенно эффективна для двигателей с низким расходом топлива и высоким крутящим моментом, а также с небольшим числом цилиндров, поскольку они, естественно, работают менее плавно.

Технология центробежных маятниковых амортизаторов обеспечивает низкие обороты двигателя при экономичном вождении с высоким акустическим комфортом. Центробежные маятниковые амортизаторы не используются вместо двухмассового маховика, а интегрируются как дополнительный функциональный узел.

Двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором был разработан для дальнейшего увеличения демпфирующей способности при низких оборотах двигателя. К двум основным массам в двухмассовом маховике добавлена ​​дополнительная масса (поглотитель центробежного маятникового типа), не требующая дополнительного места для установки.Он состоит из трех или четырех двойных маятниковых масс, установленных на приводном диске двухмассового маховика. Они подвешены на двух шпильках, которые перемещаются по почковидным траекториям в массах маятника и в ведущем диске.

Изображение: Стандартный двухмассовый двигатель – центробежный маятниковый амортизатор
Кредит: LuK

1 – маятниковая масса

Колебание маятниковой массы вызывается частотой зажигания двигателя. Однако маятник не находится непосредственно в потоке энергии. Под действием инерционного момента массы маятника движутся против начального колебания и, таким образом, действуют как гасители колебаний.Общий вес массы маятника составляет всего один килограмм.

Результатом является оптимальное гашение колебаний при высоком крутящем моменте и низких оборотах двигателя. Это вносит значительный вклад в снижение расхода топлива и выбросов CO 2 .

Назад

Демпфированная муфта маховика (DFC)

Изображение: Демпфированная муфта маховика (DFC)
Предоставлено: LuK

При замене сцепления и двухмассового маховика DFC является проверенной альтернативой ремонта. Он состоит из предварительно собранного, настроенного сборочного узла двухмассового маховика, диска сцепления и нажимного диска сцепления.Предварительная сборка отдельных компонентов на заводе значительно экономит время в мастерской, поскольку DFC можно установить непосредственно на двигатель. Никаких работ по сборке сцепления не требуется. Избегаются частые причины неисправностей, такие как неправильная сборка или комбинация компонентов от разных производителей.

Изображение: Муфта маховика с демпфированием (DFC) — вид спереди-сзади
Предоставлено: LuK

1 — узел сцепления, содержащий нажимной и ведомый диски
2 — вторичная масса с фланцем
3 — первичная масса

Вернуться назад

Двойной Массовый маховик для бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT)

В полностью автоматической коробке передач гидротрансформатор действует, помимо прочего, как гаситель центробежных колебаний в трансмиссии.Коробки передач CVT, однако, работают без гидротрансформатора. Поэтому центробежное демпфирование обеспечивается специальной формой ДМФ.

Принципиальное отличие от описанных выше моделей двухмассовых валов заключается в конструкции выходного крутящего момента. Это не происходит через поверхность трения вторичной массы или через зубчатое зацепление фланца, как в демпфере с двойным сцеплением. В DMF для коробок передач CVT крутящий момент двигателя напрямую передается через центральную ступицу, приклепанную к фланцу, и вторичную массу на входной вал коробки передач с геометрическим замыканием.

Изображение: DMF для бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT)
Предоставлено: LuK

1 – ступица
2 – дополнительная масса со стороны вторичной массы

Вернуться назад

Планетарная передача Двухмассовый маховик

маховик, в планетарном двухмассовом маховике первичная масса соединена со вторичной массой через блок демпфера дуговой пружины, который также содержит планетарную передачу. Планетарная передача, непосредственно соединенная с первичной стороной, помогает создать антирезонанс в поведении системы передачи.Вибровозбуждение с частотами, близкими к антирезонансной частоте,
очень хорошо подавляются планетарными маховиками. Двухмассовый маховик с планетарной передачей также улучшает шумоподавление.

Изображение: двухмассовый маховик с планетарной передачей
Предоставлено: ZF Sachs

1 – первичная масса
2 – пружина
3 – планетарная передача
4 – осевой подшипник скольжения
5 – радиальный подшипник скольжения
6 – зубчатый венец
7 – отверстие для стопорный штифт
8 – крышка пружины
9 – скользящий башмак
10 – крышка для удержания смазки (консистентной смазки)
11 – вторичная масса

Двухмассовые маховики с планетарной передачей в основном используются для грузовых автомобилей.

Подводя итог, можно сказать, что в автомобилестроении двухмассовый маховик должен управлять тремя основными режимами работы двигателя и трансмиссии:

  • дребезжание трансмиссии на холостом ходу, движении и движении накатом
  • прорыв резонанса при запуске и остановке двигателя
  • помпаж, связанный с изменением крутящего момента

Повышение комфорта при вождении, достигнутое за счет двухмассового маховика (DMF), в сочетании с недорогими конструкциями, полученными в результате целенаправленной разработки с анализом стоимости, привели к увеличению популярности двухмассового маховика (DMF). ).

Назад

Каталожные номера

  • Двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором, LuK
  • Жереми Бургуа, Двухмассовый маховик для демпфирования крутильных колебаний. Dr.ing. Альберт Альберс, Усовершенствованная конструкция двухмассового маховика (DMFW) — контроль шума для современных автомобилей, LuK Clutch Symposium
  • Dipl. инж. Майкл Шнурр, Разработка двухмассового маховика со сверхдлинным ходом, LuK
  • Dr.Ад Кой, Изоляция имеет ключевое значение — эволюция центробежного маятникового амортизатора не только для двухмассового маховика
  • Двухмассовый маховик — технология, диагностика неисправностей, специальный инструмент, инструкция пользователя, LuK
  • Системы трансмиссии — двухмассовый маховик, Valeo

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект /Создатель /Режиссер /CreationDate (D:20210616210823Z’) /ModDate (D:20131015094658+01’00’) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > поток приложение/pdf

  • Дханд, Адитья
  • 2013-02-11T11:25:36ZMicrosoft® Word 20102013-10-15T09:46:58+01:002013-10-15T09:46:58+01:00Microsoft® Word 2010uuid:23e9f652-b0f9-4e95-af13-9ae8e374fe374fe f6d0e1c3-0f45-41b5-b8b3-d5c68e811962 конечный поток эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageC /ImageI /ImageB] >> эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > поток xYˮ4Wd=RlqVtnJ,+ABS/?4hnLcۋmKl|Mh^?tf8Pvwʘh.

    Маховик

     

    МАХОВИК

    Маховик, используемый в машинах, служит резервуаром для хранения энергии в период, когда предложение энергии превышает потребность, и высвобождает ее в период, когда потребность в энергии превышает поставка.

     

    Для паровых двигателей, двигателей внутреннего сгорания, поршневых компрессоры и насосы, энергия вырабатывается за один ход и двигатель состоит в том, чтобы работать в течение всего цикла на энергии, произведенной во время этого одного хода.Например, в двигателях внутреннего сгорания энергия вырабатывается только во время расширения или рабочего такта, который намного превышает нагрузку двигателя и не энергия вырабатывается во время тактов всасывания, сжатия и выпуска в в случае четырехтактных двигателей и при сжатии в случае двухтактных двигателей. Избыточная энергия, развиваемая во время рабочего хода, поглощается маховиком и отдает ее коленчатому валу во время других тактов, при которых энергия не поступает. развивалась, таким образом вращая коленчатый вал с постоянной скоростью.Немного рассмотрение покажет, что когда маховик поглощает энергию, его скорость увеличивается, а когда он высвобождает энергию, скорость уменьшается. Отсюда и маховик не поддерживает постоянную скорость, он просто уменьшает колебания скорости. Другими словами, маховик управляет колебаниями скорости, вызванными изменение крутящего момента двигателя при каждом цикле работы.

     

    В машины с прерывистым режимом работы, такие как *штамповочные машины, ножницы машины, клепальные машины, дробилки и т.д., маховик накапливает энергию от источник питания в течение большей части рабочего цикла и дает ему вверх в течение небольшого периода цикла. Таким образом, энергия от источника питания к машинам подается практически с постоянной скоростью на протяжении всего операция.

    Коэффициент колебаний скорости

    Разница между максимальными и минимальными скоростями во время цикла называется максимальное колебание скорости .Отношение максимального отклонение скорости от средней скорости называется коэффициентом колебания скорости .

     

    Пусть     Н 1 и Н 2   = Максимальная и минимальная скорость в об/мин. во время цикла, и


    Коэффициент колебания скорости является ограничивающим фактором в конструкция маховика. Она варьируется в зависимости от характера услуги, к которой задействован маховик.16.5. Мы обсуждали в ст. 16,5 что когда маховик поглощает энергию, его скорость увеличивается, а когда он сдается энергии, его скорость уменьшается.

    Пусть м = Масса маховика в кг,

     

    k = радиус вращения маховика в метрах,



    Радиус вращения ( k ) можно принять равным средний радиус обода ( R ), потому что толщина обода очень мала по сравнению с диаметром обода.Следовательно, подставив k = R в уравнение ( ii ), мы получим


    Q. диаграмма крутящего момента многоцилиндрового двигателя построена в масштабе 1

    м м = 600 N м по вертикали и 1 мм м = 3 ° по горизонтали . Области пересечения между кривой выходного крутящего момента и средним значением линия сопротивления , взята по порядку из один конец , следующие :

    + 52, – 124, + 92, – 140, + 85, – 72 и + 107 м м 2 , при работе двигателя на ас скорость 600 р.вечера. Если общее колебание скорость не должна превышать ( —+)  1,5% среднего , найти необходимую массу маховика радиус 0,5 м .

     

    Решение. Дано: Н = 600 об/мин. или ω = 2 π × 600/60 = 62,84 рад/с; Р = 0,5 м


    общее колебание скорости не должно превышать (-+) 1.5% от среднего скорости, поэтому ω 1 – ω 2 = 3 % ω = 0,03 ω


    Пусть полная энергия при A = E , тогда см. рис. 16.7,

    Энергия при B = E + 52              …(Максимум энергии)

    Энергия при C = E + 52     – 124 = E –  72   

    Энергия при D = E – 72     + 92 = E + 20      

    Энергия при E = E + 20 – 140     = E – 120    …(минимальная энергия)

    Энергия при F = E – 120 + 85     = E – 35     

    Энергия при G = E – 35 – 72 = E – 107        

     

    Энергия при H = E – 107 + 107 = E = Энергия в A

    Мы знаем

     

    ∆E = Максимальная энергия – Минимальная энергия

     

    =       (E + 52) – (E – 120) = 172 = 1742 = 5404 Н-м

     

    Пусть m = Масса маховика в кг. Мы знаем, что максимальная колебания энергии (δ е),


    Q. Вал, оснащенный маховиком вращается на 250 об/мин. и управляет машиной . крутящий момент машины изменяется циклически в течение 3 оборотов . Крутящий момент возрастает с 750 Н м до 3000 Н м равномерно в течение 1/2 оборота и остается постоянным в течение после революции . Затем он падает равномерно до 750 с.ш. м в течение следующего 1/2 оборота и остается постоянным в течение одного оборота , , после чего цикл повторяется .

     

    Определите мощность, необходимую для привода машина и процентное колебание скорости , , если крутящий момент приложен к вал постоянный, а масса маховика 500 кг с радиусом вращение 600 м м .

     

    Решение. Дано: Н = 250 об/мин. или ω = 2π × 250/60 = 26,2 рад/с; м = 500 кг; к = 600 мм = 0,6 м

     

    Диаграмма крутящего момента для комплектного цикл показан на рис. 16.8. Мы знаем, что крутящий момент, необходимый для одного полного Cycle

    = область рисунка OABCDEF

    = район Oaeaf + площадь ABG + площадь BCHG + Площадь CDH


    Power требуется для привода машины

     

    Мы знаем, что мощность, необходимая для привода машина,

     

    P = Tmean × ω = 1875 × 26.2 = 49 125 Вт = 49,125 кВт Анс.

    Коэффициент колебания скорости

     

    Пусть                 C S   = Коэффициент колебания скорости.

     

    Первый из все, найдем значения L M и НП . Из подобных треугольников ABG и BLM ,



     

    Q

    07 .
    Одноцилиндровый , одностороннего действия , четырехтактный газовый двигатель развивает 20 кВт при 300 об/мин. Работа, совершаемая газами при такта расширения в три раза больше работы, совершаемой над газами во время такт сжатия , проделанная работа во время тактов всасывания и выпуска пренебрежимо малы . Если общее колебание скорости не превышать 91 401 ± 91 400 2 % средней скорости а диаграмма крутящего момента при сжатии и расширении принимается равной иметь треугольную форму , найти момент инерции маховика .


    Раствор. Дано: P = 20 кВт = 20 × 10 3 Вт; Н = 300 об/мин. или ω = 2π × 300/60 = 31,42 рад/с

    .

    ω 1 ​​ – ω 2 = 4% ω

     

    и коэффициент колебания скорости,


    Диаграмма крутящий момент-угол поворота четырехтактного двигателя показана на рис.16.11. Предполагается, что он треугольный во время тактов сжатия и расширения, без учета тактов всасывания и выпуска.

    Мы знаем что для четырехтактного двигателя число рабочих ходов за цикл,

     

    n = N/2 = 300 / 2 = 150

     

    ∴ Работа выполнено/цикл =P × 60/ n = 20 × 10 3 × 60/150 = 8000 Н·м            ————(i)


    работа, совершаемая во время тактов всасывания и выпуска, пренебрежимо мала, поэтому чистая работа выполняется за цикл (во время тактов сжатия и расширения)


    Q. Кривая крутящего момента для двигателя Представлено уравнением, t = ( 20 000 + 9500 SIN 2 θ — 5700 COS 2 θ ) нм, где θ — угол, перемещенный рукояткой из внутреннего мертвых центр. Если момент сопротивления постоянный, найти:

     

    1. Мощность, развиваемая двигателем ; 2. Момент инерции маховика в кг-м 2 , если всего колебания скорости не превышает 1% от средней скорости, равной 180 об./мин.вечера; и 3. Угловое ускорение маховика когда кривошип повернулся на 45° от внутренней мертвой точки.

     

    Решение. Дано: Т = (20 000 + 9500 sin 2θ – 5700 cos 2θ ) Н-м ; Н = 180 об/мин. или

    ω = 2π × 180/60 = 18,85 рад/с


    2. Момент инерции маховика

    Пусть I = момент инерции маховика в кг-м 2 .

    диаграмма крутящего момента за один ход ( т.е. полуоборота коленчатого вала) показан на рис. 16.13. Так как в точках В и D крутящий момент, действующий на коленчатый вал, равен среднему Сопровождая крутящий момент на маховике, следовательно,


    3.

    Угловое ускорение маховика 9140

    Пусть α = угловое ускорение маховика, а θ = угол, включенный рукояткой из Внутренний



    Размеры маховика Rim

    Рассмотрим обод маховика, как показано на рис.16.17.

     

    Пусть D = средний диаметр обода в метрах,

     

    R = среднее радиус обода в метрах,

     

    A = Площадь поперечного сечения обода в м2,

     

    ρ = Плотность материала обода в кг/м3,

    Н = Скорость маховика в об/мин,

     

    ω = Угловая скорость маховика в рад/с,

    v = Линейная скорость в среднем радиус в м/с


    σ = растягивающее напряжение или кольцевое напряжение в Н/м 2 из-за центробежная сила.

     

    Рассмотрим небольшой элемент обода, показанный заштрихованным на рис. 16.17. Позволять он образует угол δθ в центре маховика.

    Объем маленького элемента

    = A × R .Δθ ∴ Масса маленького элемента

    1

    DM = Плотность × объем = ρ . А . Р .δθ

    и центробежная сила на элементе, действующая радиально наружу, дФ = дм 2 . R = ρ . А . R 2

    1 2

    1 2 .Δθ



    Q. Диаграмма крутящего момента для многоцилиндрового двигателя двигатель был нарисован по шкале : крутящий момент от 1 мм до 500 Нм и угол наклона 1 мм до 6°. смещения кривошипа. Перехваченные области между кривой выходного крутящего момента и линия среднего сопротивления, взятая по порядку с одного конца, в кв. мм составляет – 30, + 410, – 280, + 320, – 330, + 250, – 360, + 280, – 260 кв.мм, при неработающем двигателе работает при 800 об/мин. Двигатель имеет ход 300 мм и колебание скорость не должна превышать ± 2% от средней скорости.Определить подходящий диаметр и сечение обода маховика для предельного значения безопасного центробежное напряжение 7 МПа. Плотность материала можно принять равной 7200 кг/м 3 . Ширина обода должна быть в 5 раз больше толщины.

     

    Решение. Дано: Н = 800 об/мин. или ω = 2π × 800/60 = 83,8 рад/с; *Ход = 300 мм; σ = 7 МПа = 7 × 10 6 Н/м 2 ; р = 7200 кг/м 3

     

    скорость, следовательно, общее колебание скорости,

     

    ω 1 – ω 2 = 4% ω = 0.04 Ω


    Q. Поворотная моменная диаграмма из четырех ударов для простоты можно предположить, что двигатель представлен четырьмя треугольниками в каждом ударе. Площади этих треугольников следующие: Ход всасывания = 5 × 10 –5 м 2 ; Такт сжатия = 21 × 10 –5 м 2 ; Ход расширения = 85 × 10 –5 м 2 ; Такт выпуска = 8 × 10 –5 м 2 .

    Все области, за исключением штриха экспрессии, отрицательный. На каждый м 2 площади приходится 14 МН-м работы.

     

    Считая момент сопротивления постоянным, определить момент инерции маховика для поддержания скорости между 98 об/мин. а также 102 об/мин Также найдите размер маховика ободного типа, исходя из минимального критерий материала, учитывая, что плотность материала маховика 8150 кг/м 3 ; допустимое растягивающее напряжение материала маховика равно 7.5 МПа. Обод поперечное сечение прямоугольное, одна сторона в четыре раза больше длины разное.

    Раствор. Дано: a 1 = 5 × 10 –5 m 2 ; и 2 = 21 × 10 –5 м 2 ; a 3 = 85 × 10 –5 m 2 ; a 4 = 8 × 10 –5 m 2 ; Н 2 = 98 р.вечера.; Н 1 = 102 об/мин; ρ = 8150 кг/м 3 ; σ = 7,5 МПа = 7,5 × 10 6 N / M 2

    Маховик в штамповках



    Штамповочный пресс приводится в действие постоянным крутящим моментом электрический двигатель. Пресс снабжен маховиком, который вращается с максимальной скоростью 225 об/мин Радиус вращения маховика 0,5 м. Удары прессы 720 отверстий в час; каждая операция пробивки занимает 2 секунды и требует 15 кН-м энергии. Найдите мощность двигателя и наименьшую массу маховика, если скорость же не опускалась ниже 200 р. п. м.


    Q. Станок для пробивки отверстий диаметром 38 мм в толщине 32 мм плите требуется 7 Н-м энергии на кв. мм площади сдвига, и пробивает одно отверстие в каждые 10 секунд. Рассчитайте требуемую мощность двигателя. Средняя скорость маховик 25 метров в секунду. Пуансон имеет ход 100 мм.

     

    Найдите массу требуемого маховика, если общее колебание скорости не должно превышать 3% от средней скорости.Предположим, что двигатель подает энергию на машину с постоянной скоростью.

    Раствор. Дано: d = 38 мм; т = 32 мм ; E 1 = 7 Н-м/мм 2 площади среза; v = 25 м/с; с = 100 мм ; v 1 v 2 = 3% v = 0.03 v


     

    Q. Клепальный станок приводится в действие постоянным крутящий момент двигателя 3 кВт. Подвижные части , включая маховик, эквивалентны 150 кг. в радиусе 0,6 м. Одна операция клепки занимает 1 секунду и поглощает 10 000 Н-м. энергии. Скорость маховика 300 об/мин. перед клепкой. Найти скорость сразу после клепки. Сколько заклепок можно закрыть в минуту?

     

    Решение. Дано: P = 3 кВт; м = 150 кг ; k = 0,6 м; Н 1 = 300 об/мин. Или Ω1 = 2π × 300/60 = 31.42 RAD / S


    Q. Ударный пресс для удара 40 мм диаметр отверстий в пластине толщиной 15 мм из расчета 30 отверстий в минуту.Это требуется 6 Н-м энергии на 2 мм площади сдвига. Если штамповка занимает 1/10 секунды, а число оборотов в минуту маховика варьируется от 160 до 140, Определить массу маховика, имеющего радиус вращения 1 метр.

     

    Решение. Дано: d = 40 мм; т = 15 мм; Количество отверстий = 30 на мин.; Требуемая энергия = 6 Нм/мм 2 ; Время = 1/10 с = 0.1 с; Н 1 = 160 об/мин; Н 2 = 140 об/мин; k =

     

    Мы знаем Эта стерженная область на отверстие


    CAM Dynamics:

    Механизм обеспечивает нелинейную связь ввода/вывода. Различные механизмы, такие как одиночные или многостепени свободы, прерывистого движения механизмов и рычажных механизмов и др.имеют разные отношения ввода/вывода. Когда мы не можем получить определенные функции из известные механизмы, мы используем кулачковый механизм. Это одна степень свободы механизм из двух подвижных звеньев. Один кулачковый, а другой ведомый.

     

    Жесткая и эластичная кулачковая система корпуса.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.