Меню Закрыть

Как сделать маховик – Маховичный накопитель | Журнал Популярная Механика

Маховичный накопитель | Журнал Популярная Механика

Сегодня ученые со всего мира безуспешно пытаются создать недорогой, легкий, компактный и невероятно емкий аккумулятор. А между тем такой накопитель энергии уже существует.

Мир электроники и электричества наступает! Милые поклонникам механики устройства все чаще уступают место машинам с электромоторами и электронными схемами. Однако мир будущего станет более механическим! Так считает профессор Нурбей Гулиа. За последние десятилетия механические накопители энергии заметно прибавили в энергоемкости, и именно их, по мнению ученого, будут использовать во многих устройствах вместо привычных электрохимических аккумуляторов.

Пружина, резина, конденсатор…

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

От маховиков к супермаховикам В качестве накопителей энергии маховики применяют уже несколько столетий, однако качественный скачок в области их энергоемкости произошел только в 1960-е году, когда были созданы первые супермаховики. 1. Супермаховик в работе Супермаховик выглядит, как обычный, но внешняя его часть свита из прочной стальной ленты. Витки ленты обычно склеены между собой. 2. Супермаховик после разрыва Если разрыв обычного маховика разрушителен, то в случае супермаховика лента прижимается к корпусу и автоматически затормаживает накопитель — все совершенно безопасно.

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

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

Маховики на транспорте можно использовать как в качестве аккумуляторов энергии, так и в виде гироскопов. На фотографии изображен маховичный концепт-кар Ford Gyron (1961), а впервые гиро-кар был построен в 1914 году русским инженером Петром Шиловским.

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

Маховик на миллион

Чем выше частота вращения маховика, тем сильнее его частицы «растягивают» диск, пытаясь его разорвать. Поскольку разрыв маховика дело страшное, конструкторам приходится закладывать высокий запас прочности. В результате на практике энергоемкость маховика раза в три ниже возможной, и в начале 1960-х годов самые совершенные маховики могли запасать всего 10−15 кДж энергии на 1 кг. Если же применить более устойчивые к разрыву материалы, прочность маховика станет выше, но такой скоростной маховик становится опасным. Получается порочный круг: прочность материала возрастает, а предельная энергоемкость увеличивается незначительно. Нурбей Гулиа поставил своей задачей вырваться из этого замкнутого круга, и в один памятный день он испытал момент внезапного прояснения. На глаза изобретателю попался тросик, свитый из проволок, — такие обычно применяют в тренажерах для подъема тяжестей. Тросик был примечателен тем, что обладал высокой прочностью и никогда не рвался сразу. Именно этих качеств и не хватало тогдашним маховикам.

Накопитель Сегодня благодаря высокой энергоемкости супермаховики применяют во многих областях — от применения в спутниках связи в качестве аккумулятора энергии до использования в электростанциях для повышения их КПД. На схеме изображен маховичный накопитель, который применяют на американских электростанциях для повышения их КПД. Потери энергии в супермаховиках составляют всего 2% — это достигается, в том числе, за счет того, что он вращается в вакуумном кожухе на магнитных подшипниках.

Ученый принялся за работу: сначала поэкспериментировал с тросом, скатав из него маховик, а потом заменил проволочки тонкой стальной лентой такой же прочности — ее намотка была плотнее, а для надежности можно было склеить витки ленты между собой. Разрыв такого маховика уже не представлял опасности: при превышении предельной скорости первой должна была оторваться наиболее нагруженная внешняя лента. Она прижимается к корпусу и автоматически затормаживает маховик — никаких несчастных случаев, а оторванную ленту можно приклеить снова.

Первое испытание, когда ленточный маховик Гулиа раскручивался от скоростного электромотора пылесоса, прошло успешно. Маховик вышел на максимальную частоту вращения без разрыва. А затем, когда ученому удалось испытать этот маховик на специальном разгонном стенде, выяснилось, что разрыв наступал только при скорости обода почти 500 м/c или плотности энергии около 100 кДж/кг. Изобретение Гулиа в несколько раз превзошло по плотности энергии самые передовые на то время маховики и оставило позади свинцово-кислотные аккумуляторы.

Механический гибрид Гулиа (1966) Это возможно первый в мире гибридный автомобиль. Его передние колеса приводились от ДВС, тогда как задние от вариатора и маховика. Такой опытный образец оказался вдвое экономичней, чем УАЗ-450Д.

В мае 1964 года Гулиа первым в мире подал заявку на изобретение супермаховика, но из-за бюрократизма советской патентной системы получил необходимый документ только через 20 лет, когда срок его действия уже истек. Но приоритет изобретения за СССР сохранился. Жил бы ученый на Западе — давно бы стал мультимиллионером.

Через какое-то время после Гулиа супермаховик изобрели и на Западе, и спустя годы ему находят множество применений. В разных странах разрабатываются проекты маховичных машин. Американские специалисты создают беспилотный вертолет, в котором вместо двигателя используют супермаховики. Отправляют супермаховики и в космос. Там для них особенно благоприятная среда: в космическом вакууме нет аэродинамического сопротивления, а невесомость устраняет нагрузки на подшипники. Поэтому на некоторых спутниках связи применяются супермаховичные накопители — они долговечнее электрохимических аккумуляторов и могут долгое время снабжать аппаратуру спутника энергией. Недавно в США стали рассматривать возможность применения супермаховиков в качестве источников бесперебойного питания для зданий. Там уже работают электростанции, которые во время пика потребления энергии увеличивают мощность за счет маховичных накопителей, а при спаде, обычно в ночное время, направляют избытки энергии на раскручивание маховиков. В итоге у электростанции значительно повышается КПД работы. Кроме того, потери энергии в супермаховиках составляют всего 2% — это меньше, чем у любых других накопителей энергии.

Профессор Гулиа тоже времени зря не терял: создал очень удобную маховичную дрель, разработал первый в мире гибридный маховичный автомобиль на базе УАЗ-450Д — он оказался вдвое экономичней обычной машины. Но главное — профессор постоянно совершенствует разные элементы своей маховичной концепции, чтобы сделать ее по-настоящему конкурентоспособной.

Чудо-махомобили

Можно ли вывести супермаховик на уровень самых емких аккумуляторов? Оказывается, это не проблема. Если вместо стали использовать более прочные материалы, то пропорционально вырастет и энергоемкость. Причем, в отличие от электрохимических аккумуляторов, здесь практически нет потолка.

Супермаховик из кевлара на испытаниях при той же массе накапливал в четыре раза больше энергии, чем стальной. Супермаховик, навитый из углеволокна, может в 20−30 раз превзойти стальной по плотности энергии, а если использовать для его изготовления, например, алмазное волокно, то накопитель приобретет фантастическую энергоемкость — 15 МДж/кг. Но и это не предел: сегодня с помощью нанотехнологий на основе углерода создаются волокна фантастической прочности. «Если из такого материала навить супермаховик, — рассказывает профессор, — плотность энергии может достичь 2500−3500 МДж/кг. А значит, 150-килограммовый супермаховик из такого материала способен обеспечить легковому автомобилю пробег в два с лишним миллиона километров с одной прокрутки — больше, чем может выдержать шасси машины».

Маховичные машины Если объединить в одну схему супермаховик и супервариатор расход привычного автомобиля можно снизить ниже 2 л/100 км, считает Нурбей Гулиа. На фото приведена схема работы маховичной машины на топливных элементах, справа автомобиля с ДВС.

За счет того что супермаховик вращается в вакууме, а его ось закреплена в магнитной подвеске, сопротивление при вращении оказывается минимальным. Возможно, такой супермаховик может крутиться до остановки многие месяцы. Однако машина, способная работать в течение всего срока службы без заправок, пока еще не изобретена. Мощности современных электростанций определенно не хватит для зарядки таких серийных чудо-махомобилей.

Но именно автотранспорт, считает профессор, самая подходящая сфера применения супермаховиков. И показатели машин проекта Гулиа, на которых он планирует использовать супермаховики, не менее удивительные. По оценке ученого, «здоровый» расход топлива у бензинового автомобиля должен составлять примерно 1,5 л на 100 км, а у дизельного — 1,2 л.

Как такое возможно? «В энергетике есть неписаный закон: при одинаковых капиталовложениях всегда более экономичен привод, в котором нет преобразований видов и форм энергии, — поясняет профессор. — Двигатель выделяет энергию в виде вращения, и ведущие колеса автомобиля потребляют эту энергию тоже в виде вращения. Значит, не надо преобразовывать энергию двигателя в электрическую и обратно, достаточно передавать ее от двигателя к колесам через механический привод».

Таким образом, механический гибрид оказывается максимально энергосберегающим и, как уверяет ученый, в условиях города снижает расход топлива в три раза! Применение супермаховика, который запасает огромное количество энергии от двигателя, а затем практически без потерь отправляет ее на колеса через супервариатор (см. «ПМ», № 3’2006), позволяет снизить размер и мощность двигателя. Двигатель же в проекте ученого работает только в оптимальном режиме, когда его КПД наиболее высок, поэтому-то «суперавтомобиль» Гулиа столь экономичен. Имеется у профессора и проект использования топливных элементов с супермаховиком. У топливных элементов КПД в пределе может быть почти вдвое выше, чем у ДВС, и составляет около 70%.

«Но почему же при всех достоинствах такой схемы она пока не используется на автомобилях?» — задаем мы очевидный вопрос. «Для такой машины был необходим супервариатор, а он появился сравнительно недавно и сейчас только начинает производиться, — объясняет профессор Гулиа. — Так что такой автомобиль на подходе». Нашему журналу приятно сознавать, что если такой автомобиль появится, то в этом будет и наша заслуга. После того как в «Популярной механике» появилась статья о супервариаторе Гулиа, этим проектом сразу заинтересовались производители приводной техники, и сейчас профессор занимается созданием и совершенствованием своего супервариатора. А значит, стоит надеяться, что ждать суперавтомобиля осталось недолго…

www.popmech.ru

Материал для маховика — Libtime

  1. Главная
  2. Наука
  3. Материал для маховика
Елена Голец 5329 Материал для маховика —это для примера. С таким же успехом можно было задать вопрос: из какого материала делать ракеты и теннисные ракетки, лодки и шесты для прыжков, топливные баки и корпуса автомобилей? И ответить: рациональнее всего из композитов.

Что такое маховик

Что такое маховик и для чего он нужен? В политехническом словаре за 1977 год сказано, что маховик — это колесо с массивным ободом, устанавливаемое на валу машины с неравномерной нагрузкой для выравнивания ее хода. Если иметь в виду только эту цель, то для изготовления маховиков целесообразно выбирать как можно более тяжелый материал, чтобы они справлялись со своей задачей при сравнительно небольших размерах. Маховик — колесо с массивным ободом. С тех пор роль маховиков в технике существенно расширилась.  Во всяком  случае,  приведенное определение явно  неполное. Сегодня повышенный интерес к маховикам связан не только и не столько с их традиционным использованием для выравнивания нагрузки на валах поршневых двигателей, компрессоров, насосов и других машин, сколько с проблемой рекуперации механической энергии, то есть использования энергии, погашаемой при торможении машин. Суть проблемы состоит в следующем. Движущиеся поезда, автомобили, трамваи, троллейбусы, автобусы периодически (и довольно часто) нужно останавливать. Для этого, как известно, служат тормоза. Но при каждом торможении кинетическая энергия транспортного средства переходит в тепло, нагревая тормозные колодки, диски и безвозвратно рассеиваясь в окружающей среде. При современном энергетическом кризисе такое расточительство недопустимо. Как показывают подсчеты, примерно половина энергии, развиваемой двигателями, теряется при торможении.

Маховик — аккумулятор механической энергии

Вот маховики-то и могут помочь резко снижать эти потери. Маховик — аккумулятор механической энергии, то есть устройство, позволяющее накапливать механическую энергию, хранить ее и при необходимости опять выделять. Если массивный маховик заставить вращаться с большой скоростью, он может за счет своей инерции развить мощность, достаточную для того, чтобы привести в движение автобус или поезд. Это его свойство и навело на мысль: вместо того, чтобы тратить кинетическую энергию машины на нагрев тормозов, ее нужно расходовать на раскручивание маховика, установленного на машине. Маховик — аккумулятор механической энергии. При торможении маховик накапливает энергию, а когда возникнет необходимость снова тронуться с места, эта энергия будет передаваться с помощью специальных механизмов на ведущие колеса. Иными словами, разгон будет осуществлять энергия, накопленная при торможении. Это позволит на 30— 50 % сэкономить горючее, значительно уменьшить количество токсичных выхлопных газов, повысить проходимость. В наше время все это настолько важно, что имеет прямой смысл заняться разработкой транспортных средств, снабженных маховиками, которые играют роль дополнительных источников энергии. И во всем мире такими разработками усиленно занимаются. Основное требование, предъявляемое к маховику, вытекает из его назначения: он должен накапливать при вращении как можно больше энергии. Если маховик представить в виде тонкого кольца, величина этой энергии Е оценивается формулой:

Е=0,5 mV2,                                       (1)

где m— масса кольца, V — линейная скорость его вращения. Из этой формулы следует, что для увеличения энергоемкости маховик следует делать как можно тяжелее и вращать с максимально возможной скоростью.

Какой применить материал для маховика

Возникает вопрос, какой применить материал для маховика? Нужно взять материал с максимально высокой плотностью γ, чему соответствует вольфрам, плотность которого 19 300 кг/м3. Большую плотность имеют только осмий (γ=22 500 кг/м3), иридий (γ=22 400 кг/м3) и платина (γ=21 450 кг/м3), но это очень дорогие металлы. Рассмотрим вариант применения вольфрама. До какой скорости можно раскручивать ма

libtime.ru

Для чего нужен маховик как накопитель энергии? » Изобретения и самоделки

Аккумулятор и генератор в одном лице – древнейшее изобретение человечества, которое претендует на звание лучшего накопителя энергии. Не так сложно получить энергию, как потом ее сохранить и использовать при необходимости. Известны десятки, если не сотни способов аккумулирования энергии. Сегодня мы окружены химическими накопителями. Это связано со множеством мелких электронных устройств, не требующих большой мощности. Всё логично, но что делать, если вам нужно запасти энергию для обеспечения целого дома? В этом случае традиционные аккумуляторы уже не так эффективны, а главное, они обходятся очень дорого, и при этом, недолговечны.

Вот тут идеальным решением может стать именно вращающийся маховик. Для чего он нужен и как он функционирует в качестве накопителя энергии? Обладая самой высокой удельной мощностью на единицу массы, механические накопители способны быстро запасать и передавать энергию. Если поместить такое устройство в герметичный корпус, откачать воздух и поставить магнитные подшипники, то он будет  сохранять запасенную энергию даже не месяцы, а годы. Это не фантастика. Ряд западных фирм уже серийно выпускают такие устройства для разных электростанций, промышленности и частных потребителей.

А вот идеальным местом для размещения таких накопителей может стать Космос. Ведь там уже вакуум плюс невесомость, которая сама устраняет нагрузки на подшипники. Например, спутники связи сегодня питаются не только от солнечных батарей, но и от обычных аккумуляторов в то время, пока находятся в тени Земли. Однако время жизни таких аккумуляторов невелико. Вот здесь и подойдут маховики, которые в космосе могут работать практически вечно.

Буквально революцию способны произвести механические накопители в колесном транспорте. Дело в том, что двигатель автомобиля почти никогда не работает на полную силу. И городе, например, средняя мощность двигателя менее одной десятой от максимальной. Потери на разгон, торможение. КПД при этом 7%, что видно по расходу топлива. Да, есть электрические гибриды. Но зачем переводить механическую энергию в электричество и обратно, если маховик решает эту проблему напрямую. Только представьте – двигатель гораздо меньшей мощности постоянно работает в оптимальном режиме, запасая энергию в маховике. И только только маховик через вариатор передает ее на колеса. На спусках и при торможении избыточная энергия не теряется в тормозах, а переходит обратно в маховик, в результате чего КПД двигателя может оказаться даже выше своего максимума.

Для гоночного автомобиля такой накопитель просто подарок. Небольшой маховик массой около 10 килограмм на скорости вращения несколько тысяч оборотов в минуту может на 10-15 секунд сообщить дополнительную мощность болиду в сотни киловатт, что помогло бы в решающий момент обогнать соперников.

Ну и, конечно, велосипед. Эту конструкцию может повторить каждый. Преимущество в том, что здесь не нужно долго хранить энергию, поэтому требования к механике вообще минимальные.

Простейший маховик способен вернуть более 50% энергии которые сегодня теряется при торможении, а также при езде с частыми подъемами и спусками. Каждый может найти свое применение кинетической энергии, запасенной в маховике. Например, светильники. В быту есть моменты, когда свет нужен буквально на пару минут. Подвалы, чердаки, подсобки.  Нужно только подумать над механизмом возврата веревки. Но это ведь мелочь, правда?

izobreteniya.net

Облегченный маховик на ваз 2110

Если уж начался процесс улучшения характеристик авто, то его невозможно закончить, можно лишь прекратить. Постоянно находятся все новые и новые устройства, нуждающиеся в усовершенствовании. Обычно при этом стараются выжать от машины все возможное и немного больше. Одним из способов получения «больше» будет вариант, когда выполняется замена штатного на облегченный маховик.

Общие рассуждения про маховик

Если просто вспомнить, для чего нужен маховик, то сразу приходит на память четырехтактный цикл работы ДВС, поршни в мертвых точках и вывод их из этого положения. Ну и обеспечение выполнения вспомогательных тактов при работе мотора. Есть и другие задачи, в которых задействован маховик, но на улучшение динамики движения они не влияют, поэтому касаться их сейчас не будем. Стоит только иметь в виду, что они должны быть сохранены.

Масса диска, повешенного на коленчатый вал, составляет шесть-семь килограммов в зависимости от модели машины. За счет этого, используя накопленную кинетическую энергию, маховик демпфирует неравномерности вращения коленвала, но и сам отбирает некоторую часть мощности мотора на свое вращение. Вот уменьшение энергии, затрачиваемой на его раскручивание, и имеется в виду, когда говорят про облегчение маховика.

Что дает облегченный маховик?

Чем же так интересен облегченный маховик, что вызывает множество споров и разговоров о вреде и пользе подобного тюнинга? Слово облегченный само по себе определяет те достоинства, которые приобретает маховик – он легче штатного, а значит, его проще раскрутить, на это потребуется меньшая мощность, забираемая от двигателя. Таким образом, появляется дополнительная энергия, которая может быть использована для улучшения динамики машины.

Однако рассматривая облегчение маховика, следует иметь в виду:

  1. Автомобиль не станет быстрее ехать по дороге или спокойно преодолевать тягуны на пятой передаче. Он будет быстрее разгоняться и быстрее набирать максимальную скорость.
  2. Облегченный маховик действительно дает прирост мощности, но только в том случае, если облегчить стандартный маховик не менее чем на четыре килограмма.
  3. Устанавливать облегченный маховик надо на высокооборотистых двигателях, например таких, как ВАЗ 2110. Именно для них актуальна проблема выхода на максимальные обороты, т.к. в этом случае они демонстрируют максимальную мощность.
  4. Для получения дополнительной мощности недостаточно только поставить на автомобиль облегченный маховик. Значительная отдача от всей подобной процедуры будет обеспечена, когда она выполняется комплексно – облегчить надо коленвал, шатуны, поршни, кольца и т.д.

Однако надо учитывать, что облегченный маховик дает не только положительный эффект от своего использования, но с ним связаны и определенные отрицательные явления:

  • Обороты двигателя уменьшаются быстрее, чем на обычном моторе.
  • Облегченный маховик вызывает ухудшение работы двигателя на холостых оборотах, при его использовании на автомобиле необходимо будет провести дополнительно регулировку холостого хода, иначе он может на нем глохнуть.
  • Более легкий, доработанный диск обладает меньшей прочностью.

Как облегчить маховик своими руками

Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, достаточно взглянуть на фото, приведенное ниже, на котором изображён облегченный диск.


Надо сразу уточнить, что процедура облегчения заключается в удалении лишнего металла при сохранении прочности самого изделия. Существует несколько различных вариантов, как это можно сделать, и на приведенном фото только один из них. Как правило, объектом доработок выступают автомобили семейства ВАЗ, такие как 2110, 2108, 2107 и прочие. Ещё с одним видом такого изделия можно ознакомиться на видео

Сделать облегчение можно своими силами, причем выполнить эту работу можно разными способами. Самое простое – купить уже готовый облегченный маховик, их продается достаточно много, и можно найти необходимое изделие для ВАЗ любой модели – 2110 либо 2108, 2107 и других. После этого остается своими руками снять коробку и поменять штатный маховик на облегченный.

Другим подходом является выполнение всех работ самостоятельно, своими руками, включая и механическую обработку маховика. Доработка заключается в удалении лишнего металла, причем имеет решающее значение, откуда это удаление производится. Подобная процедура приведена на видео


Делать это необходимо как можно дальше от центра маховика, удаление же металла на малом радиусе только снижает прочность изделия.

Как это сделать? Надо использовать соответствующее оборудование, с его помощью достаточно просто можно изготовить облегченный маховик хоть на ВАЗ 2110, хоть на 2108, 2107 и другие модели. Часто при внесении таких изменений пользуются имеющимися чертежами, как пример можно привести хорошо известные варианты доработки (заштрихованы участки, где снимается металл).


После того, как облегчённый маховик для автомобилей ВАЗ 2110 или 2108, 2107 будет готов, необходимо его отбалансировать. Процесс этот обычно проводится на специальном оборудовании, но его можно выполнить и в условиях гаража подручными средствами. Касаться того, как сделать балансировку сейчас не будем, это тема отдельного разговора.
Дополнительную информацию про облегченный маховик для машин ВАЗ 2108, 2107, да и любого другого автомобиля, можно получить с помощью видео

Одним из способов, используемых в тюнинге для улучшения динамики разгона машины, является облегчение маховика. Однако для достижения максимального эффекта от этой операции необходимо выполнять ее комплексно, проводя облегчение и других элементов ДВС. Тогда будет заметен эффект от подобной процедуры.

znanieavto.ru

как сделать маховик — Видео

Опубликовано: 1 час назад

241 896 просмотров

Опубликовано: меньше минуты назад

1 649 960 просмотров

Опубликовано: 6 часов назад

281 594 просмотра

Опубликовано: 2 часа назад

30 372 просмотра

Опубликовано: меньше минуты назад

45 872 просмотра

Опубликовано: 5 часов назад

43 514 просмотров

Опубликовано: 5 часов назад

66 968 просмотров

Опубликовано: 9 часов назад

8 951 просмотр

Опубликовано: меньше минуты назад

57 100 просмотров

Опубликовано: 3 часа назад

57 843 просмотра

Опубликовано: 5 часов назад

39 803 просмотра

Опубликовано: 1 час назад

56 577 просмотров

Опубликовано: 7 часов назад

11 107 просмотров

Опубликовано: 7 часов назад

33 691 просмотр

Опубликовано: меньше минуты назад

17 803 просмотра

Опубликовано: 8 часов назад

108 343 просмотра

Опубликовано: 1 час назад

38 585 просмотров

Опубликовано: меньше минуты назад

20 011 просмотров

Опубликовано: меньше минуты назад

31 007 просмотров

Опубликовано: 5 часов назад

214 862 просмотра

turprikol.com

Маховик: ремонт, замена, особенности двухмассового маховика

Двигатель внутреннего сгорания – это сложный механизм, объединяющий множество элементов, которые выполняют конкретные функции в разных режимах работы. За стабильность функционирования силового агрегата отвечает маховик, принимая на себя избыточные колебания, и обеспечивая равномерную работу двигателя без плаванья оборотов и рывков.

Описание

Маховик изготавливается в виде колеса диаметром до 40 см. Благодаря ему происходит накопление кинетической энергии вращения двигателя, которое обеспечивает плавное вращение коленчатого вала при прохождении поршнями мертвых точек. Маховик можно условно отнести к разным системам силового агрегата, так как он принимает участие в работе каждой из них:

  1. Как часть кривошипно-шатунного механизма за счет участия в моменте вращения коленвала и снижении неравномерности его движения.
  2. Как часть трансмиссии за счет выполнения функции ведущего диска сцепления.
  3. Как часть редуктора в виде ведомой шестерни при передаче крутящего момента со стартера на коленчатый вал.

Конструкция маховика

Маховик отливают из серого чугуна, что делает его производство не слишком затратным. На его внешний край запрессован венец, представляющий собой стальной обод с равномерным шагом зубьев, которым передается вращение стартера при запуске двигателя. Сама конструкция устроена так, что середину детали делают легковесной, а основную массу располагают возле наружного края для увеличения инерции. Изделие имеет 6 отверстий для крепления к коленвалу при помощи фланца и другие отверстия для крепления корзины сцепления.

Виды маховиков

По типу конструкции маховики делятся на следующие виды:

Сплошной

Самый распространенный вид, который имеет простую конструкцию и встречается в большинстве современных автомобильных двигателей. Представляет собой тяжелый чугунный диск, диаметром до 40 см., на поверхности которого смонтирован венец с зубьями для зацепления со стартером в момент начала его вращения. Со стороны двигателя маховик при помощи ступицы соединяется с коленвалом фланцем, а другая сторона выполняет роль диска сцепления.

Демпферный или двухмассовый

Состоит из пары дисков, соединенных при помощи специального пружинно-демпферного устройства. При такой компоновке маховик способен решить следующие задачи:

  • Приятие на себя избыточных вибраций коленчатого вала;
  • Защита трансмиссии от перегруза и лишнего вращательного движения;
  • Снижение возможного износа синхронизирующих элементов;
  • Обеспечение легкого и плавного включения скоростей;
  • Обеспечение экономии расхода горючего.

При этом сильные нагрузки на подобный маховик приводят к интенсивному износу пружинно-демпферного механизма и поломке его отдельных деталей, к примеру, пружины.

Облегченный

Используется в тюнингованных двигателях. Отличается относительно небольшой массой, сниженной относительно веса обычного маховика в полтора раза. Это позволяет двигателю быстрее набирать максимальные рабочие обороты, улучшая разгонную динамику, и увеличивая мощность до 7%. При изготовлении изделия используется износостойкий металл, выдерживающий большие нагрузки при работе, и позволяющий в то же время работать эффективно, быстро и бесшумно.

Установка и замена

Маховик снимают для замены в случае повреждения, износа, или осуществления ремонта. При необходимости замены, приобретают изделие, изготовленное фирмой, выпустившей двигатель, но существуют аналоги сторонних производителей, сходные по характеристикам с оригиналом, которые, как правило, применяют при тюнинге силового агрегата. Потребуются инструменты, использующиеся при снятии КПП и сцепления. Демонтаж осуществляется в следующем порядке:

  1. Снятие коробки передач и сцепления.
  2. Маркировка любым способом расположения коленвала и маховика относительно друг друга для последующего удобства сборки.
  3. Вывинчивание болтов крепления маховика, придерживая его от проворачивания при помощи отвертки.

Монтаж изделия осуществляется в порядке, обратном демонтажу. Резьба болтов при сборке смазывается анаэробным фиксатором после обезжиривания ее и резьбовых отверстий. Затягивание производится крест-накрест усилием 35 Н*м и доворачиванием на угол 30-45о. При сборке болты всегда заменяют на новые. Маховик относительно коленвала устанавливается только в одном положении, но смонтировать его неправильно невозможно, так как один из шести болтов крепления расположен ассиметрично.

Замена маховика производится на аналогичный. Иногда владельцы автомобилей меняют маховик на облегченную модель, руководствуясь стремлением получения более высоких динамических характеристик. Решение будет оправдано, если холостые обороты двигателя приближаются к показателю 1700 об/мин. и выше. При установке на стандартный двигатель с оборотами 800 в мин., он будет глохнуть и неустойчиво работать.

Возможные неисправности

При работе маховика возможно возникновение следующих неисправностей:

1. Повреждение или износ зубьев обода. Устраняется заменой изделия, а при наличии соответствующего оборудования методом удаления старого обода и запрессовки нового.

2. Возникновение задиров и рисок на поверхности прилегания к ведомому диску сцепления. Устраняется шлифовкой изделия на специальном оборудовании, при этом толщина снимаемого металла не должна превышать 0,3 мм. При отсутствии такого оборудования производится замена детали.

3. Поломка демпферной пружины двухмассового маховика. Устраняется заменой всего изделия.

Частичный ремонт своими руками


Меняем венец маховика

На всех маховиках независимо от конструкции присутствует венец в виде зубцов, который участвует в передаче усилия со стартера при запуске двигателя. Он изготовлен из стали и конструктивно запрессован на тело чугунного маховика. При износе зубьев или появлении трещин, венец необходимо заменить. Данная операция оправдывается тем, что цена нового изделия в 5-6 раз выше стоимости венца. Процесс самостоятельной замены достаточно сложен, и состоит из следующих этапов:

1. Снятый маховик кладут на надежное основание, и наносят равномерные удары по всему периметру. В большинстве случаев венец сдвигается и слетает. Если это не удается сделать зубилом, деталь предварительно разогревают.

2. Нагрев венца маховика для его увеличения в диаметре за счет теплового расширения. Для этого деталь помещают на 25-30 минут в печь с tо около 250оС или при ее отсутствии готовят 3-4 опоры, кладут на них венец, по диаметру развешивают смоченную в соляре ветошь и поджигают. При разогреве недопустимо раскалять венец докрасна, а также нежелательно воздействовать прямым огнем костра или газовой плиты.

3. После разогрева быстро, но без суеты переносят деталь к маховику, на который она должна сразу сесть. При необходимости точность совмещения достигается воздействием молотка.

4. После полного остывания отремонтированный маховик готов к установке на двигатель.

При изношенной передней части венца зубьями стартера и отсутствии других повреждений, менять весь венец нет необходимости. Достаточно перевернуть его на другую сторону.

voditelauto.ru

Облегчение и балансировка маховика

Можно купить облегчённый маховик в магазине тюнинговых запчастей,а можно сделать облегчение стандартного маховика своими силами,или изготовить из дюрали с нуля,но последний вариант это уже для серьёзных двигателей.

Нужно искать подходящий материал,станочника с высокой квалификацией и необходимым оборудованием (токарный,фрезерный станок с делительной головкой).

Пока эту тему отложим,и будем рассматривать облегчение заводского маховика. Конечно,проще купить уже готовый,отбалансированный маховик,но не у всех финансы позволяют,да и специализированные магзины не в каждом городе есть.Поэтому статья написана для тех кто любит сам покопаться с мотором.

Одно лишь облегчение маховика даст небольшой результат,желательно и облегчение других деталей КШМ(коленвал,поршни,пальцы,шатуны),им также без особого труда можно сделать облегчение самостоятельно,но об этом в другой статье.

Нам нужен будет собственно маховик,если есть возможность,то лучше купить по дешёвке б/ушный у какого нибудь дяди Васи,соседа по гаражу или в автосервисе.

Если нет то снимаем свой.

Ищем токаря,с прямыми руками.Обрабатываем по чертежу Сингуринди.Такое облегчение маховика самое безопасное, это уже проверенный временем опыт.

Жирный штрих на чертеже — снятый металл.

Стандартный вес маховика классики около 7кг,

после обработки по этому чертежу около

4.8 кг,если стенку (где крепёжные

отверстия для сцепления) оставить 10мм.

Некоторые доводят до 8мм,тогда вес будет

около 4.5 кг,меньше делать не стоит.

То есть для болта диаметром 8мм

(используемого для крепления корзины

сцепления) нужно тело длинною равной

диаметру.Если это тело (стенка маховика)

меньшей длины — то чревато разрывом

маховика на высоких оборотах.

Представляете картину?

 

Облегчение маховика 2108-10 производят

по тому же принципу,учитывая прочностные

характеристики.

После облегчения следует прихватить

зубчатый венец сваркой,для большей

надёжности.

И в конце нужно обязательно

провести балансировку облегчённого

маховика с корзиной сцепления(без

дисков сцепления),хотя бы статически.

А потом ещё лучше и с коленвалом в

сборе.

Динамическая балансировка

производитсяна специальном

оборудовании,обычно крупными

машиностроительными предприятиями

или специализированными фирмами.

Поиск таковых может быть проблематичным,особенно в небольших городах. Поэтому рассмотрим статическую балансировку в гараже.Она не сложна, но и не так точна как динамическая,но уж лучше чем вообще без балансировки.

Статическая балансировка маховика проводится на двух подставках или ножах(можно использовать уголки с ровными краями),выставленных строго горизонтально. Выверять с помощью «уровня».

В центральное отверстие маховика устанавливается с лёгким натягом ровный валик (предварительно изготовленный токарем) и кладётся на выставленные ножки.

Вот рисунок для примера:


Маховик следует потихоньку поворачивать,и замечать

какая его часть оказывается внизу,если это одна и та

же,то ровно на противоположной стороне

закрепляем какой нибудь грузик(например,

пластилин) и пробуем опять,таким образом добиваемся чтобы внизу были всегда

различные части маховика.

Также можно использовать подшипники.Установив внутрь маховика,и уже в подшипник установить валик,таким образом можно будет раскручивать маховик,что даст более точную картину.

Далее отмечаем керном часть противоположную грузику и высверливаем металл. Лучше это делать на газетку,чтобы потом можно было взвесить стружку и грузик. Советую не торопиться и делать балансировку на совесть,с перепроверками.

Покупка и продажа комнат в г.Саратов. Огромная база обьявлений, приемлимые цены. Помощь при подготовке всех необходимых документов при продаже квартиры или комнаты.

Всем удачи!

Читайте также Доработка ГБЦ

LADATUNING.NET

При использовании материалов,активная ссылка на сайт обязательна!

www.ladatuning.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *