Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности работы двухмассового маховика

Двухмассовый маховик: конструкция, принцип работы и ресурс

Казалось бы, классический маховик, представляющий собой круглую болванку с зубчатым венцом на внешней части, закрепленный на заднем конце коленчатого вала, вполне исправно выполнял свою функцию. Вернее, функции. Во-первых, через шестерню стартера, входящую в зацепление с зубчатым венцом маховика, он проворачивает коленчатый вал при запуске двигателя. Во-вторых, обладая большим весом, а значит, и высоким моментом инерции, маховик помогает поршням двигателя продолжить движение из так называемых мертвых точек. И, таким образом, нивелирует неравномерность вращения коленчатого вала. На плоскости маховика также монтируется ведущий диск сцепления. Вроде бы и двигатель запустил, и комфорта добавил… Чего же еще от него требовать? На самом деле экологические требования, предъявляемые сегодня к транспортным средствам, потребовали компромисса. Мощность нынешних двигателей постоянно увеличивается, но при этом, исходя из тех самых требований, работать они должны в режиме обедненной смеси. Возникающая в этом случае неравномерная работа четырехтактного двигателя ведет к тому, что в трансмиссию «транслируются» высокочастотные крутильные колебания. В случае с обычным маховиком и классическим механизмом сцепления гасить эти колебания предстояло демпферам ведомого диска. Но для двигателей с высоким крутящим моментом, «зажатых» жесткими экологическими требованиями, такого гасителя крутильных колебаний оказалось недостаточно. А значит, в конструкции трансмиссии потребовался дополнительный демпфер, самое удобное место для которого нашлось в конструкции маховика. Первые двухмассовые маховики появились в середине 1990‑х на дизельных моторах, а сейчас ими оснащаются большинство двигателей. Причем с двухмассовыми маховиками охотно «сотрудничают» все типы коробок передач: и «механика», и АКП, и вариаторы.

Двухмассовый маховик: конструкция, принцип работы и ресурс

Модульная конструкция ZF, включающая двухмассовый маховик и узел сцепления.

КАК ОН УСТРОЕН

Двухмассовый маховик состоит из двух корпусов. Первый — тот самый классический маховик с зубчатым венцом, закрепленный на коленчатом валу. Второй корпус, опирающийся на подшипник скольжения, соединен с механизмом сцепления, если в трансмиссии механическая КП, или с гидротрансформатором, если автомобиль оснащен АКП. Внутри корпусов, допускающих свободное относительно друг друга смещение, расположены пакеты пружин, разделенные пластмасовыми сепараторами, а пространство между корпусами заполнено консистентной смазкой. Каждый пакет может содержать до трех пружин разной жесткости, а сепараторы, во-первых, не позволяют пакетам пружин при работе блокироваться, сцепляясь друг с другом, во-вторых, служат своеобразными направляющими, позволяющими пружинам свободно перемещаться в рабочем режиме по окружности внутри маховика.

В отличие от классического «незыблемого» маховика, современная двухмассовая конструкция продолжает совершенствоваться. К примеру, в арсенале продукции Sachs есть двухконтурные пружинные модули — в этом случае блоки пружин расположены не только по внутреннему радиусу, но находятся и в средней части системы, что повышает уровень демпфирования.

Двухмассовый маховик: конструкция, принцип работы и ресурс

A — корпус маховика, закрепленный на коленчатом валу. B — корпус маховика, соединенный с механизмом сцепления или, при наличии АКП, с гидротрансформатором. С — пакет жестких пружин. D — пакет мягких пружин. E — планетарная шестерня. F — сепаратор, разделяющий пакеты пружин.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Начнем с запуска двигателя, режима, вызывающего наибольшие нагрузки, так как трансмиссия в этот момент находится в состоянии покоя. Шестерня стартера входит в зацепление с зубчатым венцом корпуса, закрепленного на коленчатом валу, но крутящий момент к механизму сцепления передается только после того, как сработает связующее звено двух корпусов — демпфирующий пружинный блок. Пакеты пружин работают ступенчато: сначала сжимаются пружины с витками меньшего диаметра, а при недостаточном демпфировании в работу включаются жесткие пружины. И только после того, как пакеты пружин погасили резонансные колебания, крутящий момент от двигателя передается на коробку передач. Подобным образом двухмассовый маховик работает и при выключении двигателя. Начало движения также не обещает двухмассовому маховику легкой жизни — до перехода на прямую передачу крутильные колебания, передающиеся от двигателя, будут только возрастать. При этом двухмассовый маховик частично нивелирует ошибки водителя, связанные с несвоевременным переключением передач (если автомобиль снабжен МКП), обеспечивая достаточно комфортную, без существенных рывков работу трансмиссии. Понятно, что чем больше свободы обеспечивает двум корпусам, перемещающимся относительно друг друга, пружинный модуль, тем выше эффективность работы двухмассового маховика. Если конструкция с обычным маховиком позволяла демпферным пружинам ведомого диска сцепления гасить колебания не более чем на 15°, то первые двухмассовые маховики позволили увеличить этот диапазон до 25°. А последние разработки ZF обеспечивают перемещение второго корпуса относительно первого на 75° от центрального положения.

Двухмассовый маховик: конструкция, принцип работы и ресурс

ШУМИТ? ПОМЕНЯЕМ!

Замена двухмассового маховика штука недешевая, так как помимо стоимости самой детали требуется демонтаж и маховика, и узла сцепления. И спешить с этой операцией не следует. Для начала нужно определить причину возможной неисправности, одним из симптомов которой может стать нехарактерный шум при пуске двигателя, не пропадающий и при движении. Разрушающее влияние на двухмассовый маховик может оказать целый «букет» причин. Во-первых, это проблемы, возникающие при запуске двигателя, когда стартеру приходится длительное время безрезультатно вращать маховик. В этом случае есть смысл обратить внимание на исправность электрической составляющей: аккумуляторную батарею (с обязательной проверкой чистоты клемм), стартер и т. п. Вторая причина, негативно влияющая на работоспособность маховика, — это состояние самого двигателя. Неритмичная работа форсунок, сбои в блоке управления двигателем — все это вызывает повышенные вибрации, негативно сказывающиеся на состоянии маховика. Буксировка тяжелого прицепа на большие расстояния, преодоление препятствий, связанное с пробуксовкой колес, все, что связано с разнопеременными нагрузками, «здоровья» двухмассовому маховику не добавляет. Отдельная история — это чип-тюнинг. Добавив мотору пару-тройку десятков лошадиных сил и повысив максимальный крутящий момент, мы однозначно снижаем ресурс маховика. Из всего вышесказанного может сложиться мнение, что двухмассовый маховик — штука весьма ненадежная. Отнюдь нет, но бережного отношения к себе требует. Кроме того, инженеры компании ZF выводят на рынок все новые и новые разработки, адаптируя это компонент с учетом новых решений в конструкции автомобиля. Например, это двухмассовый маховик со своеобразным динамическим тормозом для автомобилей с режимом Stop & Go. При выключении двигателя корпуса маховика фиксируют свое положение относительно друг друга, а при пуске двигателя продолжают движение из этого положения. И о ресурсе. Двухмассовому маховику вполне по силам отработать и более 150 тысяч км. Это, как правило, больше, чем интервал для замены сцепления. Но специалисты ZF рекомендуют менять маховик одновременно со сцеплением, что в последующем избавит от еще одной операции по демонтажу. Кроме того, уже сегодня концерн ZF для ряда автомобилей предлагает модульную конструкцию, включающую двухмассовый маховик и узел сцепления.

Читайте так же:
Выбор компрессора для покраски авто

Двухмассовый маховик: 8 вопросов и ответы экспертов

Двигатель внутреннего сгорания всегда работает неравномерно — в отличие, например, от электромотора. В одном цилиндре за четыре такта (два оборота коленвала) происходит всего один рабочий ход, когда газы толкают поршень. Даже если цилиндров несколько, коленчатый вал вращается без маховика неравномерно, толчкообразно. Это вызывает сильные вибрации и порождает мощные крутильные колебания во всей трансмиссии.

Поэтому изначально маховики старались сделать потяжелее, чтобы компенсировать неравномерный холостой ход и облегчить троганье с места тяжелого экипажа с несовершенным сцеплением и коробкой передач.

Вместе с тем спортсмены всегда старались маховик облегчить. Равномерность работы и вибрации не проблема, зато чем меньше вращающиеся массы — тем «веселее» раскручивается двигатель.

Со временем конструкторы нашли компромисс между небольшой массой, равномерной работой двигателя и передачей минимума колебаний на трансмиссию.

Что придумали?

Современные моторы стали работать равномернее карбюраторных предков. Во‑первых, в двигателях стало больше массивных вращающихся частей. Раньше крутились коленвал да распредвал, а сейчас распредвалов два, да еще массивные фазовращатели на них. Добавились балансирные валы, вращающиеся быстрее коленвала в два раза. Во‑вторых, благодаря электронному управлению двигателем и распределенному впрыску равномерность работы цилиндров стала выше. Очень тяжелый маховик сегодня не нужен.

С крутильными колебаниями в автомобиле борются давно. В ведомые диски сцепления встраивается гаситель крутильных колебаний. Все, кто менял сцепление сам, или кому предъявляли изношенный узел в сервисе, видели четыре или шесть мощных пружин, тангенциально установленных в окнах диска. У заднеприводных автомобилей в трансмиссию часто встраивают резиновую муфту (шарнир Джубо), которая, помимо компенсации небольшого «перелома» валов, хорошо гасит крутильные колебания.

При переднеприводной компоновке установка такого демпфера невозможна. Но есть красивое техническое решение. Не повышая массу маховика, оно позволяет еще больше «развязать» колебания двигателя и трансмиссии и, например, двигаться безо всяких рывков даже на оборотах, близких к оборотам холостого хода. Речь о двухмассовом маховике.

ДММ, ZMS, DMF — в чем разница?

Аббревиатуры ДММ (двухмассовый маховик), ZMS (Zweimassenschwungrad) и DMF (dual mass flywheel) обозначают на разных языках одно и то же механическое изделие без всякой электроники. Двухмассовый маховик представляет собой два диска, крутящий момент между которыми передают длинные спиральные пружины — две или более. Диски соединяет мощный радиальный подшипник скольжения или качения.

  • Первичный диск, закрепленный на фланце коленвала, несет на себе все элементы, которые бывают на обычных маховиках. Это зубчатый венец для стартера и, у некоторых двигателей, зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала.
  • Вторичный диск имеет плоскую поверхность для работы ведомого диска сцепления, в нем есть отверстия для крепления корзины сцепления. Его снабжают прорезями для охлаждения проходящим воздухом — примерно как у вентилируемого тормозного диска.
  • Полость, в которой работают пружины и установлен подшипник, герметизирована, а перед сборкой туда закладывают пожизненный запас высокотехнологичной смазки.
Читайте так же:
Подиумы под колонки из подручных средств

Где встречается?

Двухмассовый маховик можно встретить почти на всех современных автомобилях с достаточно мощными двигателями в тандеме с механической коробкой передач или преселективными роботами типа DSG. Особенно нужен двухмассовый маховик дизелям с их более жесткой работой и высоким крутящим моментом. Поэтому он встречается даже на коммерческих «каблучках».

Какие проблемы?

  • О том, что двухмассовый маховик отслужил свое, владелец узнает по неприятным стукам, слышным при пуске мотора, при переключении передач и при переходе от движения внатяг к торможению двигателем и обратно. Они могут быть слышны и в момент остановки мотора.
  • При снятии коробки передач для замены сцепления надо проверить состояние маховика: покрутить руками ту часть, что обращена к вам, пошатать ее. При наличии люфта маховик надо менять.
  • Еще бывает утечка смазки из полости двухмассового маховика. Уплотнение отслужило свой срок, а попадание смазки на диск сцепления вызовет пробуксовку. Вердикт тот же — менять.

Кто виноват?

Рабочие пружины «садятся». Уменьшается их рабочая длина. Это приводит к тому, что части маховика могут свободно проворачиваться друг относительно друга. А осевой люфт возникает оттого, что поджимные пластины теряют упругость, и положение ведомой части маховика становится совсем шатким. Люфт вторичного диска ведет к течи уплотнения.

Как сберечь?

Первое, что не любит двухмассовый маховик, — перегрев. При этом смазка в узле деградирует, что ухудшает условия работы дуговых пружин, компенсирующих крутильные колебания. Высокая температура может возникнуть при частых сильных пробуксовках сцепления при вождении малоопытным водителем, либо при длительных попытках выбраться из грязи или снега.

Перегрузка маховика возникает при буксировке — вредны как частое таскание тяжелого прицепа, так и длительное «спасение» другого автомобиля. Еще неприятности возникают, если владелец кроссовера часто ездит по тяжелым дорогам. И уж совсем не выносят двухмассовые маховики форсировки двигателя.

Сколько стоит?

Цены на двухмассовые маховики расстраивают. Например, на Октавию А7 с 7‑ступенчатой DSG оригинальный маховик стоит под 50 тысяч рублей. Замены от авторитетных сторонних производителей вроде SACHS и LuK примерно вдвое дешевле.

Но это в любом случае дорого. Случается, что дизельный автомобиль требует замены двухмассового маховика уже к 100 тысячам км — это съедает всю экономию от применения экономичного мотора.

Поэтому вместо ампутации есть смысл рассмотреть варианты лечения, то есть ремонта.

Как ремонтируют?

Разрезают маховик, промывают внутреннюю полость и все детали. Натяг пружин приводят к норме с помощью компенсирующих бобышек, дополняющих недостающую длину пружины. Полость, в которой работают пружины, заполняют демпфирующей смазкой и герметично заваривают. После этого нужна балансировка. Стоимость такой работы — примерно 10–15 тысяч рублей.

А есть умельцы, которые просто наглухо скрепляют две части маховика ­болтами и сваркой. Хоть ведомый диск с пружинным демпфером поставьте!

МАХОВИК БИБЛЕЙСКИХ ВРЕМЕН

Сотню лет назад при раскопках в долине Евфрата был обнаружен массивный диск из обожженной глины диаметром около метра. Это был первый обнаруженный на Земле маховик, использовавшийся в качестве гончарного круга в середине IV тысячелетия до нашей эры. Древний гончар периодически разгонял диск-маховик, а затем спокойно работал, пользуясь самостоятельно вращающимся «механизированным» кругом.

Почему обычный машет без устали, а двухмассовый быстро сдается

Почему обычный машет без устали, а двухмассовый быстро сдается

Запуск двигателя, при котором венцу маховика отводится роль ведомой шестерни в зубчатом зацеплении со стартером, а также передача крутящего момента от мотора к трансмиссии в качестве упорного диска сцепления — важные, но не главные функции маховика.

В конце концов электростартер и фрикционное сцепление появились позже автомобиля, а маховик существовал с момента изобретения двигателя внутреннего сгорания, и вот почему. Рабочий процесс в цилиндрах автомобильного двигателя состоит из чередования четырех тактов, из которых три являются подготовительными и лишь один, когда происходит расширение продуктов сгорания топлива, по-настоящему рабочий. Он собственно и называется рабочим ходом. Благодаря маховику после самого первого рабочего хода, состоявшегося в одном из цилиндров, коленчатый вал продолжает вращение, необходимое для совершения подготовительных тактов, без чего невозможно осуществление рабочих ходов в других цилиндрах двигателя.

Говоря проще, маховик аккумулирует часть механической энергии, выработанной при рабочем ходе. Затем она расходуется на преодоление сопротивления впуску горючей смеси (бензиновые двигатели с внешним смесеобразованием) или воздуха (дизели и бензиновые двигатели с прямым впрыском) и их последующее сжатие до высокого давления. Быть аккумулятором энергии и есть главное назначение маховика.

Читайте так же:
Какой огнетушитель для автомобиля лучше?

Однако из-за тех же периодически повторяющихся в цилиндрах процессов впуска, сжатия и сгорания, сначала затормаживающих, а затем разгоняющих коленвал, вращается он неравномерно. Неравномерное вращение коленвала порождает крутильные колебания, которые создают вибрации и дополнительные нагрузки на детали трансмиссии. При резонансе нагрузки от крутильных колебаний достигают особо опасных значений.

Во избежание неприятностей, вызываемых резонансными перегрузками, применяются гасители крутильных колебаний, которые вплоть до середины 1980-х годов встраивались только в ведомые диски сцепления.

В гасителе крутильные колебания демпфируются пружинами, расположенными по кругу в специальных отверстиях, предусмотренных в составной ступице ведомого диска сцепления. Но помимо демпфирования (вспомним, например, как работают пружины и амортизаторы в подвеске) колебания нужно также гасить. Эта задача возложена на фрикционную часть гасителя (не путать с фрикционными накладками на ведомом диске), которой сама ступица ведомого диска и является. Во фрикционной части энергия крутильных колебаний превращается в тепло и рассеивается в окружающее пространство.

Увы, всему свое время, а времена, как известно, меняются. Бытует мнение, что причиной изменения конструкции гасителя стали более высокие требования, предъявляемые к комфорту водителя и пассажиров. Иными словами, пользователей перестал устраивать уровень вибраций, которые, сколько их ни гаси, имели место особенно в зоне резонансных частот, находящейся в диапазоне примерно 1100-1500 об/мин, а производители, получается, пошли пользователям навстречу.

Однако главное опять-таки было не в этом. Выросли мощности двигателей, изменилась амплитуда давлений в цилиндрах и сил, передающихся трансмиссии. Компенсировать это увеличением количества и изменением расположения демпферных пружин, отнеся их подальше от оси вращения коленвала, не позволяли размеры ступицы ведомого диска сцепления. Классический гаситель крутильных колебаний перестал справляться со своими обязанностями. Пришлось искать для него другое место.

Результатом поисков стало появление двухмассовых маховиков. Ведомый диск сцепления лишился гасителя, зато вместо примитивного чугунного «блина», каковым, по сути, являлся прежний маховик, возникла куда более сложная конструкция, состоящая из двух дисков и размещенной между ними демпферной системы, пружины которой располагались в канале, выполненном в первом из дисков. Этот диск, как и раньше, прикреплен к фланцу коленчатого вала, зато второй мог перемещаться вокруг оси коленвала.

Одновременно такое разделение масс позволило повлиять на резонансные частоты. Подбором массы второго диска и жесткости пружин можно добиться их уменьшения до 300-500 об/мин. На таких оборотах двигатель работает буквально нескольких мгновений, когда запускается или глушится. Но нижняя граница скоростей, с которыми вращается коленвал остальное время, находится выше. В результате уменьшаются вибрации и шум, агрегаты трансмиссии становятся практически не подверженными перегрузкам от крутильных колебаний. Это были плюсы добавления маховику еще одной функции к уже имеющимся, но вскоре обнаружились и минусы.

О том, что двухмассовая конструкция не выдержала проверку на надежность и долговечность, свидетельствуют бюллетени, рассылаемые производителями на сервисные станции.

Основными причинами проблем производители называют большой пробег и неправильную эксплуатацию автомобиля, однако очевидно, что и сама конструкция двухмассового маховика не лишена изъянов. Ведомые диски сцепления с традиционной конструкцией гасителя до замены выдерживают в среднем 150-200 тыс. км. При этом замены они требуют, как правило, из-за естественного износа фрикционных накладок, а не из-за проблем с гасителем.

Двухмассовые же маховики не вызывают претензий лишь до 80-100 тыс. км, после чего риск их выхода из строя существенно увеличивается.

Скорее всего, повинна в этом инерционность второго диска маховика, которая и делает демпферную начинку уязвимой к нагрузкам, вызываемым огрехами вождения, — недостаточно плавному включению сцепления, преждевременному переключению на высшие передачи, невключению низшей передачи при быстром разгоне, агрессивной езде с резкими сменами режимов работы двигателя и трансмиссии.

Опять-таки из-за силы инерции пружины гасителя прижимались к стенкам каналов и при работе не только изнашивались и ломались сами, но даже протирали маховики, невзирая на то, что ходили пружины в смазке.

Часто смазка просто вытекает из маховика, после чего нарушается его балансировка, а стало быть, появляются вибрации.

Остроты вопросу надежности и долговечности добавляет цена его решения. Минимальная стоимость двухмассовых маховиков в запчастях составляет 550-600 у.е. и далее по возрастающей в зависимости от модели автомобиля. При ремонте попутно желательно поменять ведомый диск сцепления и выжимной подшипник, несмотря на то что они могли бы еще послужить.

Читайте так же:
Выбор шторок на стекла автомобиля

Но если их не заменить сейчас, это придется сделать примерно через 50-70 тыс. км, для чего снова надо отсоединять коробку передач от двигателя, а такая работа сама по себе не может быть простой и дешевой. Без этой же работы не обойдешься и при ремонте обычного сцепления, но ведомый диск для большинства распространенных моделей машин обойдется в 30-100 у.е., выжимной подшипник, если не рассматривать варианты с встроенным в него гидроприводом, еще дешевле. Корзина же способна выдержать несколько замен ведомого диска, а одномассовый маховик, если ничего не случится с его зубчатым венцом, готов и вовсе пережить автомобиль.

Такая ситуация сделала актуальным вопрос: можно ли вместо двухмассового маховика поставить одномассовый? Ответ на него встречается в тех же бюллетенях производителей, однако, к сожалению, подобные рекомендации не распространяются на все автомобили без исключения. Опять-таки многое зависит от пробега, ведь для немалого числа автовладельцев 80-100 тыс. км означают 5 и даже больше лет беспроблемной эксплуатации двухмассовой конструкции, но при таком сроке эксплуатации затраты на замену кажутся терпимыми, а замена двухмассового маховика на одномассовый перестает выглядеть неоспоримо нужной с точки зрения экономии денежных средств.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора и из открытых источников
ABW.BY

Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки СТО «Трансматик-Сервис»

Двухмассовые маховики: особенности конструкции и работы

Работающий двигатель внутреннего сгорания воздает на валу очень неравномерный момент. Даже при выборе таких «классических» хорошо уравновешенных схем, как V6, V8 и V12, угловая скорость вращения коленчатого вала далеко не постоянна. Помимо неравномерности рабочих ходов двигателя, сюда накладываются еще и колебания от приводной нагрузки — механизма ГРМ, различных вспомогательных агрегатов и других узлов. Минимизировать колебания и обеспечить максимально комфортную езду позволяет маховик, который к началу 2000-х годов получил сложную, но эффективную конструкцию. О том, как устроены двухмассовые маховики, и в чем заключаются их достоинства и недостатки, в нашем материале.

Нагрузка на двигатель так же не постоянна, она имеет выраженные пики произвольной частоты и амплитуды. Все эти факторы порождают крутильные колебания коленчатого вала и элементов трансмиссии автомобиля. Причем величина крутильных колебаний может превышать величину крутящего момента двигателя в разы и даже на порядки. А значит, коленчатый вал и многое элементы трансмиссии должны быть выполнены с хорошим запасом прочности. Бороться с крутильными колебаниями стараются с помощью демпферов, а для изменения собственной частоты колебаний и недопущения резонанса используются маховики.

«Классическое» решение в виде жесткого маховика и демпфера крутильных колебаний на диске сцепления на протяжении почти полувека справлялось со своими задачами. Достаточно простая и дешевая конструкция спасовала только при одновременном повышении требований к качеству работы механизма сцепления, к снижению оборотов холостого хода, скорости выхода на нагрузку после старта и повышению передаваемого крутящего момента.

В таких условиях частоты резонанса конструкции опасно близко подходили к собственным частотам колебаний и без того максимально облегченных коленчатых валов современных двигателей. Да и нагрузка на трансмиссию росла. Увеличивать массу маховика при росте нагрузки экономически неэффективно: упадет динамика и вырастет расход топлива. К тому же увеличивается максимальная амплитуда крутильных колебаний при ударах в трансмиссии, что тоже нехорошо. А вот повысить эффективность работы демпфера можно, но для этого необходимо значительно увеличить габариты и усложнить устройство.

Двухмассовые маховики: особенности конструкции и работыДвухмассовые маховики: особенности конструкции и работыДвухмассовые маховики: особенности конструкции и работы

Решение было найдено. Демпфер перенесли с ведомого диска сцепления в маховик. А сам маховик такой конструкции получил название двухмассового. Потому что он состоит из двух массивных частей, связанных между собой через пружинно-гидравлический демпфер крутильных колебаний.

Во многом массовому применению двухмассовых маховиков автопром обязан «дизельному нашествию» и росту мощности. Дизельный двигатель имеет гораздо более высокую амплитуду колебаний крутящего момента в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Типичный 4-цилиндровый дизель развивает 300 Нм крутящего момента на холостом ходу и порядка 700 Нм на малых рабочих оборотах; 6-цилиндровый мотор на холостых работает чуть ровнее, а амплитуда «всего» 280 Нм.

А вот бензиновые двигатели на холостых оборотах куда уравновешеннее: амплитуда составляет порядка 35 Нм для рядных моторов. Да и на малых оборотах под нагрузкой амплитуда колебаний крутящего момента заметно ниже — порядка 300 Нм. Двухмассовый маховик полностью изолирует трансмиссию от крутильных колебаний со стороны двигателя на любых оборотах и позволяет повысить передаваемый крутящий момент в среднем на 10% для дизельных моторов и на 5% для бензиновых, сделать движение на малых оборотах более комфортным, снизить нагрузки на подвеску двигателя и трансмиссию в целом, избежать перегрузок мотора при ударах со стороны трансмиссии, сделать более комфортной работу со сцеплением на мощных двигателях.

Читайте так же:
Стартер молчит при повороте ключа зажигания — причины и методы их устранение

К 1997 году большая часть моторов объемом свыше 2,0 литров оснащалась двухмассовыми маховиками. И только в моторах объемом менее 1,6 литра они практически не применялись. На данный момент процент проникновения технологии стал выше, практически все новые машины с бензиновыми двигателями объемом порядка двух литров и практически все дизельные моторы оснащены ими.

Первые двухмассовые маховики на серийных машинах появились в 1985 году на дизельных моторах BMW. Конструкция первых маховиков производства LuK была достаточно сложной. Две массы были связаны между собой планетарной передачей, а центры соединялись через шарикоподшипник большого диаметра. Демпферные пружины размещались отдельно, имели одну ступень упругости и работали в вязком масле.

Двухмассовые маховики: особенности конструкции и работы

Дальнейший прогресс конструкций пошел по пути снижения размеров и стоимости. Уже третье поколение двухмассовых маховиков лишилось центрующих планетарных передач, ограничившись одним лишь центральным подшипником. Позже предпринимались попытки убрать дорогой подшипник качения, заменив его втулкой, или как можно сильнее уменьшить диаметр подшипника. Пружины получили прогрессивную характеристику, в основном за счет применения второй и третьей пружин, более коротких, а амплитуда фильтрации выросла.

Позже ввели ограничивающий момент — фрикцион для предотвращения повышенных нагрузок на трансмиссию. В 2010 году на BMW с дизельным мотором N47 применили конструкцию с вращающимся маятником, позволяющим снизить вибрации момента на малых оборотах.

Двухмассовые маховики: особенности конструкции и работы

Применение двухмассовых маховиков не ограничивается механическими коробками передач и роботизированными трансмиссиями. Вариатор Audi Multitronics 1999 года стал первой конструкцией такого рода с двухмассовым маховиком. В 2008-м двухмассовый маховик впервые применили с автоматической коробкой передач с ГДТ на моделях Audi A6 с дизельными двигателями. Сфера применения двухмассовых маховиков постепенно расширяется, в первую очередь в связи с повышением крутящего момента моторов на малых оборотах и снижением числа цилиндров, а значит, и повышением амплитуды вибраций момента двигателя.

Помимо стандартной конструкции двухмассового маховика получили распространение и различные модификации детали, созданные для еще более повышенных нагрузок. Одним из производителей таких модернизированных элементов является компания Valeo, предложившая две разновидности двухмассовых маховиков.

Двухмассовый маховик с внутренним демпфером
Эта технология позволяет гасить колебания даже при самых высоких диапазонах оборотов. Помимо двух изогнутых пружин, небольшие пружины — менее чувствительные к центробежной нагрузке — встроены в ведомый диск сцепления. Данная технология подходит для требовательных применений, таких как автомобили с задним приводом, где необходимо иметь очень низкие вибрации на уровне входа в коробку передач.

Демпфер с большой длиной хода (L.T.D.)
Данная технология, в дополнение к изогнутым пружинам, преду­сматривает два ряда из трех пружин, которые работают последовательно и синхронизируются задней пластиной. Две прямые пружины менее чувствительны к центробежной силе и обеспечивают меньше трения, чем изогнутые пружины. Эта комбинация позволяет обеспечить оптимальную фильтрацию благодаря максимальному угловому смещению. Эта высокоэффективная технология обеспечивает замечательный комфорт вождения и все качества, необходимые для мощных двигателей, а также для гибридного силового агрегата.

Двухмассовые маховики оказались достаточно сложной конструкцией. В отличие от одномассового, который, по сути, состоит из двух частей — собственно диска и зубчатого венца, тут количество деталей увеличивается до 30–50. И часть из них движется относительно друг друга. Возрастает и число возможных неисправностей. Помимо перегрева и износа контактной пластины, поломок зубчатого венца, теперь к числу неисправностей добавились износ и поломки пружин, утечки смазки, поломки подшипников, разрушение деталей центрующего аппарата и нарушение взаимного расположения деталей. Даже в отсутствие износа контактной поверхности к 150–200 тыс. км пробега маховик потребует ремонта или замены из-за других поломок.

Двухмассовые маховики: особенности конструкции и работы

Диагностика поломок этого элемента затруднена тем, что на пробеге более сотни тысяч километров источником повышенного уровня вибраций и шума может быть и износ системы питания и управления двигателем, нарушение его подвески и поломки трансмиссии. А износ двухмассового маховика повышает износ всех связанных элементов, двигателя, трансмиссии и других частей. Для более тщательной диагностики рекомендуется инструментальная проверка радиального и осевого люфта масс маховика, проверка модуля упругости пружин и визуальный контроль конструкции на предмет повреждений, утечек масла, утери балансировочных грузов, износа контактной пластины и других повреждений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию