Маховик двигателя: его назначение и устройство

Структура и функция коленчатого вала

 

Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.

По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач. 

Восстановление маховика – за и против

Если вы уверены в том, что двухмассовый маховик рассыпался, то не остается ничего другого, как подготовиться к большим расходам. Если Вам не повезло и замена маховика для вашего автомобиля окажется слишком дорогой, то возможен более дешевый вариант – регенерация (около 10 000 рублей). Но этот путь имеет много противников, что неудивительно. Производители двухмассовых маховиков не предусматривают восстановительного ремонта, поэтому и не поставляют на рынок запасных частей для своих компонентов. Впрочем, в пользу сервисов, специализирующихся на подобном ремонте, говорит большой накопленный опыт и все более длинные гарантии (до 24 месяцев без ограничения пробега). Для многих владельцев в условиях кризиса – это наиболее экономически оправданное решение. Однако следует помнить, что гарантия действительна, если будет заменено и сцепление.

Ремонт или замена

замена двухмассового маховика обойдется в 50 000 – 70 000 рублей. Внушительная сумма.Восстановление двухмассового маховика включает в себя следующий перечень операций:

• разборка с целью обнаружение неисправных деталей;
• производится замена неисправных компонентов, причем рекомендуется менять также крепежные элементы;
• далее необходимо произвести проточку выработок;
• следом проводится балансировка собранного маховика;
• осталось лишь произвести смазку, и устройство снова готово функционировать.

Какая гарантия на устройство после произведенного ремонта? Специалисты станций отмечают, что отреставрированное устройство вполне способно проходить еще 150 000 километров, если работы по ремонту были выполнены качественно. Получается неплохой результат как в плане экономии финансов, так и в работоспособности агрегата.

некоторые детали найти будет крайне сложно

Зубья маховика

Маховик со временем изнашивается. Быстрее всего портится венец, который цепляется со стартером. От неправильного обращения с ключом зажигания его зубья стачиваются. Также это происходит по причине постоянных нагрузок.

В таком состоянии шестерня или обгонная муфта стартера вращается вхолостую, не цепляя за маховик.

Зубья маховика можно протестировать и без демонтажа стартера. Вот что надо сделать:

• поставить третью или четвёртую скорость;
• толкнуть автомобиль на полметра вперёд — усилиями нескольких человек;
• попытаться повторно завести мотор.

Если машина заведётся, венец придётся менять. Таким образом, подтверждается износ какого-либо зуба. Возможно и такое, что зубчатка сточилась по всему кругу, но это случается редко.

Износ зубьев венца маховика

Для чего нужен маховик

Любой двигатель во время работы вибрирует. Причем это не зависит от настроек и качество исполнения деталей. Проблема в том, что каждый узел цилиндропоршневой группы срабатывает в определенной очередности. Когда в цилиндре образуется вспышка ВТС, происходит резкое ускорение поршня. Из-за этого на коробку передач поступает неравномерный крутящий момент.

Когда обороты увеличиваются, сила инерции немного компенсирует этот фактор, но при этом вибрации полностью не устраняются. Они просто не так отчетливо ощущаются – сильно маленькая амплитуда и происходят они очень часто. Тем не менее, этот эффект все равно оказывает негативное воздействие на элементы трансмиссии.

Каждая современная модификация коробок передач, например, роботизированная или механическая, из-за сложности компоновки требует уменьшения вибраций, поступающих от мотора. Раньше с этим пытались бороться при помощи пружин в устройстве трансмиссии, однако такие разработки не проявили своей эффективности.

Раньше сцепление оснащалось гасителем крутильных колебаний. Однако современные ДВС развивают больше мощности при тех же, а то и меньших объемах. Из-за этого сила таких колебаний увеличилась, и гаситель не способен их устранить.

На помощь пришла новая разработка – двухмассовый маховик. Этот элемент освободил пространство в трансмиссии за счет удаления гасителя крутильных колебаний. Это немного упростило устройство агрегата. Также деталь стала выполнять функцию гасителя, максимально устраняя рывки, поступающие от ДВС.

Вот несколько положительных моментов данной разработки:

• Максимально гасятся крутильные колебания;
• Коробка испытывает меньше нагрузок, возникающих в самом механизме;
• Практически устранена инерция в сцеплении;
• Занимает меньше места, чем корзина с гасителем;
• Скорости легче переключать;
• Улучшен комфорт за счет отсутствия шумов и вибраций.

Восстановление двухмассовых маховиков

Если есть все признаки того, что маховик вышел из строя, то единственным выходом станет замена детали. Но при отсутствии финансов и желания покупать новый узел можно провести работы по восстановлению работоспособности. В таком случае расходы будут сокращены до 10 тыс. руб.

При этом важно учитывать, что эксперты и автовладельцы отзываются о регенерации двухмассовых маховиков по-разному. Ведущие производители таких узлов не предусматривают возможность восстановления, поэтому найти запчасти в свободной продаже проблематично

Чтобы избежать недешевой замены или ремонта маховика, рекомендуется проверять его с периодичностью 1-2 раза в год. Точные сроки определяются с учетом интенсивности эксплуатации автомобиля и особенностей транспортного средства.

Если при использовании машины с двухмассовым маховиком были определены существенные вибрации или дребезжания, особенно на холостом ходу, необходимо как можно быстрее обратиться за помощью в сервисный центр. Скорее всего, проблемы вызваны вышедшим из строя DMF. Если продолжить эксплуатацию автомобиля с такой поломкой, маховик станет непригодным для восстановления.

Кроме того, срок эксплуатации механизма зависит и от манеры вождения. Эксперты выделяют несколько типов езды:

1. Эконом-режим с частыми переключениями передач представляют угрозу для маховика. По-особому негативно на состояние детали влияют ускорения с низких передач.
2. Спортивная манера. Резкий форсаж сопровождается значительными рывками, способствующими перегрузке пружинной системы.
3. Частая буксировка, перевозка тяжелых грузов и т.д. Подобная манера езды опасна не только для демпфирующего механизма, но и для трансмиссии.
4. Городская эксплуатация. Становится большим испытанием для 2-массового маховика.

Частые старты и ускорения негативно сказываются на эксплуатационном ресурсе механизма.

Среди дополнительных негативных факторов, вызывающих быстрый износ маховика выделяют чип-тюнинг. Деталь сконструирована с учетом предполагаемых нагрузок, поэтому отклонение от допустимых норм провоцирует ее повреждение.

Еще к одной причине вибраций и повреждения маховика относят техническое состояние транспортного средства. Так, если двигатель функционирует некорректно, например, из-за неправильного функционирования системы впрыска, вибрации становятся максимально сильными. Продолжительная эксплуатация с вышедшим из строя мотором уменьшает эксплуатационный срок ДМФ.

Причины неисправности привода сцепления:

• Заедание, надрыв или разрыв троса механического привода
• Повреждение системы рычагов
• Нарушения функционирования гидравлической системы

Маховик неисправен если двигатель периодически глохнет и перегревается. Помимо этого, если передача крутящего момента выполняется только на низких оборотах или же в салоне ощущается вибрация, то ключ проблемы тоже маховик.

Двухмассовый маховик (ZMS) становится неисправен в результате перегрева, который может появляться в результате неправильной эксплуатации автомобиля. Например, в результате пробуксовки происходит перегрев механизма и иссушение смазки, из-за чего маховику приходится работать при сильном трении. Следствие этого – рывки во время переключения передач. При визуальном осмотре это проблему можно выявить по изменению окраса металла или появлению трещин на нем.

Двухмассовый маховик Sachs

Износился первичный маховик. Этот происходит вследствие перегрузок передач, из-за чего внутренние запчасти могут разрушаться, ZMS выходит из строя. Если при осмотре замечена проступающая смазка, то проблема в этом.

Внутренние детали вторичного маховика износились. Первопричина этого – выход из строя выжимного подшипника, находящегося между первичным и вторичным маховиком. Происходит общее нагревание механизма, что снижает действие смазки и заставляет детали работать в сухую.

Произошла блокировка ZMS. Если маховик неисправен, то значит при монтаже были использованы слишком длинные крепежные болты. Это приводит к блокировке и первичного, и вторичного маховика, что приводит к потере амортизации, появлению скрежет и шум при нажатии.

Неисправности цилиндра сцепления. Данная проблема не считается серьезной. Наиболее распространенные неисправности это: утечка жидкости и попадание воздуха.

При попадании воздуха в соединительных шлангах и уплотнительных манжетах могут появиться микротрещины. Если это произошло, не стоит паниковать. Для ликвидации этой проблемы потребуется прокачать систему. Прокачка не требует специальных навыков и инструментов, она знакома почти всем владельцам собственного транспорта.

Возможно ли самостоятельно определить неисправность главного цилиндра сцепления? Разумеется. Чтобы это сделать, нужно определить место протечки. Для этого обычно в цилиндр подливается тормозная жидкость. Утечка может быть опасна следующим: невозможно будет разорвать связь колес с двигателем, что может стать причиной аварии. Причину протекания не всегда можно определить при обычном осмотре с подливанием тормозной жидкости. Если проблема кроется непосредственно в цилиндре, то необходимо будет разбирать механизм. Однако если протекают соединительные патрубки, то не стоит переживать, ведь их можно легко заменить.

Такие неисправности могут возникать в автомобилях с механическим тросовым видом сцепления. Проблемы могут быть следующие:

• Регулировка троса нарушена
• Произошел разрыв или надрыв (закусывание) троса

Регулировать трос следует с помощью специальной гайки, которая позволяет настраивать отметку троса. К этой процедуре следует подходить серьезно, ведь неправильная регулировка может привести либо к ослаблению троса, либо к его чрезмерному натяжению.

Основная причина разрыва троса – коррозия. В результате разрыва сцепление перестает работать.

Закусывание или же, другими словами, надрыв троса – еще одна причина почему сцепление может перестать работать. Если металлические нити троса начинают стопорить перемещение, упираясь в оплетку, то управление автомобилем значительно усложняется. Могут плохо выжиматься или же не возвращаться в исходное положение педали.

Наиболее распространенные проблемы с демпферным маховиком и полезные советы по ремонту

Демпферный маховик — модификация, которая чаще всего выходит из строя и нуждается в ремонте. Когда у автомобиля большой пробег, на рабочей поверхности демпфирующего маховика, который функционирует в контакте с фрикционным диском, могут появляться признаки износа.

Если обнаружены вмятины, царапины или пятна, это означает, что маховик перегрелся. Когда мы обнаружим такой ущерб, мы должны принять срочные меры по ремонту

В этом случае важно помнить, что их нельзя шлифовать без соблюдения допустимых пределов, установленных производителем автомобиля. Следует избегать механической обработки поверхности трения маховика демпфера

Еще одна вещь, которую мы можем проверить, чтобы предотвратить более серьезные повреждения в будущем, это проверить, правильно ли установлен зазор между датчиками скорости и сигнальными штифтами маховика.

При установке двухмассового маховика всегда рекомендуется использовать новые крепежные болты из-за их способности деформироваться. Изношенные детали не должны использоваться повторно. Перед установкой нового маховика поверхность контакта нажимного и фрикционного дисков сцепления необходимо очистить обезжиривающим средством.

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.

Отворачивание болтов крепления

Установка новой конструкции также осуществляется поэтапно:

Установка новой детали в том же положении, в каком была установлена прежняя.
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..

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

Центробежный маятник

Описанные выше особенности малообъемных ДВС побудили конструкторов к разработке устройства двухмассового маховика с центробежным маятником. Принцип работы маятника основан на создании противоколебаний, сглаживающих неравномерность вращения коленчатого вала на низких оборотах.

Как и в случае простейшего двухмассового маховика, первичная вращающаяся масса связана с КВ, а вторичная – единое целое с трансмиссией. Вот только в DMF с центробежным маятником со стороны вторичной вращающейся массы установлены грузы, которые при снижении оборотов двигателя совершают колебательные движения. Поскольку на низких оборотах действие центробежной силы снижается, грузы маятника могут раскачиваться сильнее. По мере увеличения скорости вращения КВ и ведущего диска, действие центробежной силы увеличивается, а амплитуда колебаний грузов уменьшается.

Маятник, работая в паре с дугообразными пружинами, практически полностью исключает вибрацию двигателя на холостом ходу и в зоне низких оборотов.

На автомобилях Volkswagen в зависимости от модели двигателя и коробки передач встречаются 2 вида устройства DMF с центробежным маятником:

• производства Luk. Имеет 4 плавающих грузов, установленных непосредственно на фланце;
• DMF производства ZF. Шесть плавающих грузов, расположенных между фланцем и вторичной вращающейся шестерней.

Признаки неисправности сцепления

Признаки неисправного сцепления зависят от того, какими именно неисправностями они были вызваны.

Неполное выключение сцепления. Попросту говоря сцепление «ведет». В такой ситуации после отжимания приводной педали ведущий и ведомый диски не размыкаются полностью, и немного соприкасаются между собой. В таком случае при попытке переключить передачу раздается хруст кареток синхронизаторов. Это очень неприятная поломка, которая может привести к быстрому выходу из строя коробки передач.

• Пробуксовка дисков. То есть, его неполное включение. Такая возможная неисправность сцепления приводит к тому, что поверхности ведомого и ведущего дисков неплотно прилегают друг к другу, из-за чего проскальзывают между собой. Признаком пробуксовки сцепления является наличие запаха горелых фрикционных накладок ведомого диска. Запах напоминает горелую резину. Чаще всего такой эффект проявляется при подъеме на крутую гору или резком старте. Еще один признак пробуксовки сцепления возникает если при увеличении оборотов двигателя происходит лишь ускорение коленчатого вала, в то время как ускорения машины не происходит. То есть, на коробку передач передается лишь небольшая часть мощности от двигателя.
• Возникновение вибраций и/или посторонних звуков при включении или выключении сцепления.
• Рывки при работе сцепления. Они могут появляться как во время трогания машины с места, так и в процессе езды при переключении передач на понижение или повышение.

Вибрации и рывки сцепления сами по себе являются признаками неисправности. Поэтому при их возникновении необходимо как можно быстрее выполнить диагностику и устранить проблему, так ее решение будет дешевле.

Как проверить сцепление

Если при эксплуатации машины имеется хотя бы один из перечисленных выше признаков неисправности сцепления, то необходимо выполнить дальнейшую проверку отдельных элементов этого узла. Проверить сцепление на машине с МКПП без снятия можно на 3 основных неисправности.

«Ведет» или «не ведет»

Чтобы проверить, не «ведет» ли сцепление, необходимо запустить двигатель на холостых оборотах, выжать сцепление и включить первую или заднюю передачи. Если при этом приходится прикладывать значительные физические усилия или в процессе были слышны хруст или просто «нездоровые» звуки — значит, ведомый диск не полностью отходит от маховика. Точно в этом убедиться можно лишь демонтировав сцепление для дополнительной диагностики.

Еще один способ как можно проверить ведет ли сцепление заключается в том, что при езде с нагрузкой (грузом или в гору) будет слышен запах паленой резины. Это подгорают фрикционы на сцеплении. Нужно выполнять его демонтаж и осмотр.

Буксует ли сцепление

Для проверки сцепления на пробуксовку можно воспользоваться ручным тормозом. В частности, на ровной поверхности поставить машину на «ручник», выжать сцепление и включить третью или четвертую передачу. После этого попытаться плавно тронуться с места на первой передаче.

Если двигатель не справился с задачей и заглох — значит, сцепление в порядке. Если же при этом двигатель не глохнет и машина стоит на месте — значит, сцепление буксует. Ну и конечно при проверке нужно следить за тем, чтобы в процессе работы сцепления оно не издавало посторонних шумящих звуков и вибраций.

Проверка износа сцепления

Довольно просто можно проверить и степень износа ведомого диска и понять что сцепление надо менять. В частности, нужно:

1. Запустить двигатель и включить первую передачу.
2. Не подгазовывая, попытавшись тронуться с места проверить состояние диска сцепления.

• если сцепление «хватает» в самом начале — значит, диск и сцепление в целом в отличном состоянии;
• если «схватывание» происходит где-то посередине — диск изношен на 40…50% или сцепление требует дополнительной настройки;
• если сцепление хватает лишь в конце хода педали — значит, диск критически износился и требует замены. Либо же просто необходимо выполнить регулировку сцепления с помощью соответствующих регулировочных гаек.

ТОП-4 неисправностей маховика

1. Износ зубчатого венца. О сколах или отсутствии нескольких зубцов расскажут стуки при включении стартера, «буксование». Решить проблему помогает установка новой комплектующей.

2. Биение. Если на малых оборотах появляется мелкая вибрация, вероятно, вышел из строя механизм сцепления или во время текущего ремонта ведущий диск установили неточно. Исправить ситуацию помогает центровка детали в сборке с механизмом сцепления. Если, конечно, причиной не стал естественный износ: в этом случае без замены комплектующей не обойтись.

3. Износ прилегающей поверхности. Риски и задиры возникают, как правило, на фоне некорректной работы механизма сцепления. Если степень износа не критична, избавиться от вибраций, пробуксовывания и шумной работы из-за проскальзывания ведомого диска можно путем регулировки узла. В остальных случаях – только замена.

4. Дефекты на прилегающей поверхности диска под коленчатым валом. При длительной эксплуатации автомобиля они неминуемы, поэтому выход один: купить новую деталь.

Опасность ситуации в том, что незначительные дефекты запчасти не выводят автомобиль из строя: он по-прежнему ездит, хоть и «возмущается» по этому поводу шумом при включении стартера, нехарактерной вибрацией и пробуксовыванием. Рано или поздно эксплуатация такой комплектующей, исчерпавшей свой ресурс, приведет либо к поломкам в системе трансмиссии, либо к быстрому износу мотора. Не говоря уже о том, что от внимания водителя не ускользнет ограниченная передача мощности и недостаточный крутящий момент.

Диагностика характерных основных неисправностей

Для того чтобы переключить шестерни в коробке передач при наборе скорости или, наоборот, при её снижении, всякий раз коленчатый вал двигателя разобщается и вновь входит в соприкосновение с силовой передачей автомобиля. Случается это очень часто, и со временем признаки износа сцепления начинают проявляться в характере поведения автомобиля на дороге во время движения.

Не выключается («ведёт») сцепление

Когда при нажатии на педаль диски не расходятся полностью, говорят: «ведет» сцепление. То есть, диски остаются в некотором соприкосновении, и не происходит его полное выключение. Опытные водители знают, как нужно проверять сцепление на неполное выключение. Диагностика проста. Если на малых оборотах при нажатой до конца педали первая передача включается легко и без постороннего шума – выключение происходит полностью. Если включение происходит с затруднением и сопровождается шумом шестерен – «ведёт».

а) механические

1. поломались накладки ведомого диска или на них ослабли заклепки;
2. уменьшение полного хода педали (тугое сцепление);
3. покоробился ведомый диск и его торцевое биение превышает 0.5 мм;
4. перекошен или покоробился нажимной диск;
5. заедает ступица ведомого диска на шлицах первичного вала в коробке передач;
6. заклепки крепления нажимной пружины прослабли;
7. неровности образовались на поверхности фрикционных накладок ведомого диска.

б) связанные с гидроприводом

1. утечка жидкости из гидросистемы;
2. в систему попал воздух.

Устранение механических причин связано с регулировкой привода, очисткой и смазкой шлицев, правкой или заменой ведомого диска и, что чаще всего, заменой фрикционных накладок. Любое сцепление когда-то приходится менять. Неполадки в гидросистеме предполагают прокачку для удаления попавшего воздуха, проверку плотности соединений и целостности трубопровода. При необходимости придется поменять вышедшие из строя детали, как-то: главный и рабочий цилиндры при утечке из них жидкости.

Не включается («буксует»)

Когда во время движения вы начинаете слышать запах гари, а на подъёме ваш автомобиль заметно снижает скорость и вообще стал хуже разгоняться – даже диагностика не нужна: пробуксовывает сцепление. Это означает, что ведомый и ведущий диски при включенном сцеплении смыкаются недостаточно плотно.
Существует простой способ, как проверить сцепление. Для этого поставьте автомобиль на стояночный тормоз и запустите двигатель. Выжав муфту, включите передачу. Плавно нажимайте на педаль газа, и так же плавно отпускайте муфту. Двигатель должен заглохнуть. Если он продолжает работать – значит, буксует сцепление.

Причины неполного включения:

• отсутствует свободный ход педали;
• пригорели либо износились фрикционные накладки ведомого диска;
• на фрикционные накладки, на поверхности нажимного диска и маховика попало или продолжает попадать масло.

Эти причины также устраняются регулировкой привода, заменой накладок. Масло, попавшее на трущиеся поверхности, в результате которого возникает проскальзывающее сцепление, необходимо удалить, тщательно промыв загрязненные места уайт-спиртом. Разумеется, надо выяснить и устранить причину его появления.

Вывод

Венец маховика — приметная зубчатая деталь, которая берет на себя крайне важную задачу создания надежного сцепления маховика со стартером. Эксплуатируемая в условиях повышенных нагрузок, она имеет не такой большой ресурс, как того хотелось бы автолюбителям. Практика показывает, что за жизненный цикл автомобиля манипуляции с венцом или всем маховиком в сборе приходится осуществлять более 2-3 раз. При износе венца маховика автомобиль будет сложнее завести, но во всем остальном он будет абсолютно исправен. Конечно, поводом к немедленной замене может являться лишь критический износ и скалывание сразу множества зубцов. Мы не рекомендуем затягивать с заменой венца маховика в случае его износа.