«Основные Средства» завершают публикацию серии материалов об основных разновидностях вспомогательных приводов, устанавливаемых на серийных образцах автотранспортных средств для снижения потребности постоянного использования двигателя внутреннего сгорания. Напомним, краткий обзор подобных решений, охватывающих аккумуляторы, дизель-генераторы и емкостные накопители (конденсаторы), также обозначивший ряд других существующих подходов к этому вопросу, а также рассказ о вспомогательном гидроприводе. Сегодня мы рассмотрим маховичный накопитель.
Преимущества и недостатки супермаховика [ править | править код ]
Супермаховик сочетает в себе долговечность и умеренную цену, безопасен [5] при разрушении, его КПД очень велик. Недостатком супермаховиков является гироскопический эффект, обусловленный большим моментом импульса вращающегося маховика и препятствующий изменению направления оси вращения маховика. Для исключения этого нежелательного эффекта при применении маховиков в качестве накопителей энергии на транспортных средствах можно применить подвеску маховика в кардановом подвесе, но это существенно усложняет конструкцию.
Дополнительным недостатком супермаховика является отсутствие отработанной простой трансмиссии, позволяющей использовать его на транспорте. В настоящий момент проводятся эксперименты по передаче энергии вращения супермаховика на колёса транспортного средства посредством супервариатора. Перспективным также является использование вакуумного супермаховика на магнитной подвеске в качестве источника электроэнергии для шаговых электродвигателей.
Еще одним недостатком супермаховика является его высокая пожароопасность. Если произойдёт разрушение супермаховика, то возникнет сила трения между разрушающимся маховиком и его корпусом. Так как супермаховик запас огромное количество кинетической энергии, при торможении эта энергия будет переходить в тепло. Количество выделившегося тепла в относительно короткий промежуток времени может быть настолько значительным, что может привести к воспламенению механизма или транспортного средства.
Реечное электромеханическое устройство для колки
Этот механизм относится к числу наиболее производительных.
Суть заключается в том, чтобы подвижный нож закрепить на зубчатой рейке. Последняя движется за счёт работы шестерней.
Но в плане самостоятельной сборки конструкция очень сложная. Здесь потребуется набор, состоящий из:
- зубчатой рейки;
- шестерней;
- маховика и пр.
Вариант для профессионального применения, когда нужно обрабатывать большое количество поленьев. Поэтому для домашнего использования этот дровокол не подходит.
Практическое использование [ править | править код ]
Н. В. Гулиа в первую очередь собирался применить супермаховик как накопитель энергии для автомобилей и даже построил несколько образцов такого транспорта.
Однако последние успешные достижения относятся к другим областям. Компания Beacon Power, основанная в США в 1997 году, сделала существенный шаг, разработав серию больших стационарных супермаховиков для применения в промышленных энергосетях. Супермаховики производства Beacon Power способны запасать энергию в 6 и 25 кВт⋅ч в зависимости от модели и мощность в 2 и 200 кВт соответственно.
Американская компания рассчитывает продавать их местным компаниям, а также сама оказывать . Строительство регулирующей электростанции на супермаховиках мощностью 20 МВт началось в конце 2009 года [6] . Поскольку энергосистема США существует в условиях наличия множества местных поставщиков энергии и открытого энергетического рынка, необходимость регулирования мощности создает немало проблем, которые компания надеется решить: запасание «лишней» энергии, когда потребление снижается; восполнение недостатков во время пиков потребления; регулирование частоты тока.
Под научным руководством Н. В. Гулиа российская компания Kinetic Power [7] создала собственную версию стационарных накопителей кинетической энергии на базе супермаховика. Один такой накопитель способен запасать энергию до 100 кВт⋅ч и обеспечивать мощность до 300 кВт. В условиях российского рынка кластер из нескольких таких накопителей способен обеспечивать выравнивание суточной неоднородности электрической нагрузки целого региона, заменяя собой дорогостоящие и громоздкие гидроаккумулирующие электростанции.
Несмотря на то, что автомобили, питающиеся от маховиков, не получили широкого распространения, транспорт остаётся одной из наиболее привлекательных отраслей применения супермаховиков. В частности, речь идёт о железнодорожном транспорте. При торможении как пассажирского, так и грузового состава впустую тратится огромное количество энергии. Супермаховик, подключённый к одной электрической сети с составом, способен улавливать и запасать энергию торможения, а позже выдавать её в сеть для разгона состава. Спасённая таким образом энергия позволит снизить потребление на 30 %. [ источник не указан 236 дней
]
Помимо этого, супермаховики могут быть использованы для обеспечения бесперебойного питания [8] объектов высших уровней ответственности. Свойства супермаховика обеспечивают отклик устройства на уровне сотых долей секунды, позволяя ни на секунду не прерывать подачу электроэнергии.
Сегодня существует масса способов увеличить мощность двигателя автомобиля. Любители скорости и драйва часто принимают решение облегчить маховик. Давайте посмотрим, какие плюсы можно получить от такой замены, какие особенности имеются у этого процесса и можно ли выполнить процесс облегчения своими руками в гараже.
Лом-колун
В плане сборки своими руками лом-колун является самым простым вариантом дровокола.
Работает он на основе энергии, получаемой от удара по колуну с помощью тяжёлого предмета. Представьте себе топор, поставленный на полено. И по обуху топора выполняется сильный удар с помощью кувалды. У ручного дровокола лома-колуна принцип тот же. Но, в отличие от топора с кувалдой, колуном удобнее работать, и производительность такого инструмента для заготовки дров выше.
Среди преимуществ конструкции дровокола такого типа можно выделить:
- высокий уровень безопасности;
- простота в изготовлении своими руками;
- компактность;
- быстрый переход от одного полена к другому;
- пользователь при работе держит спину прямо, что помогает при больших объёмах колки;
- нет необходимости нагибаться перед каждым поленом.
Но есть и недостатки. В основном сюда относят необходимость применения физической силы, а также громкий звук при работе. Так что стоит заранее обзавестись защитными наушниками.
Конструктивно лом-колун как самодельный дровокол состоит из 2 компонентов;
- колун и направляющая труба;
- ударная часть.
Последняя бывает наружной или внутренней. В первом случае ударная часть обхватывает направляющую трубу. А во втором входит внутрь этой трубы.
Чтобы лом-колун получился действительно работоспособным и эффективным, важно выполнить ключевое правило. Суть в том, чтобы ударную часть сделать максимально тяжёлой, а лезвие максимально лёгким. Только не забывайте, что ударную часть придётся поднимать вручную. КПД дровокола будет расти по мере увеличения разницы в массе между двумя компонентами.
Можно дать несколько рекомендаций относительно сборки такого дровокола:
- Старайтесь выдерживать достаточный ход ударной части, чтобы создавать большое усилие при колке дров. Оптимальная длина хода — это 50-60 см.
- Чтобы облегчить колун, для изготовления направляющей возьмите трубу с тонкими стенками. А лезвие старайтесь использовать тонкое, но прочное.
- Решить проблему вибраций при работе с ломом-колуном можно за счёт изготовления не металлических, а деревянных ручек. Если же ручки будут из металла, тогда приваривать их следует к наиболее массивной ударной части. Это также поможет минимизировать вибрации.
- Установите трубу из полипропилена между рабочими элементами. Это сделает ход более плавным, а также снизить шумность от удара друг от друга металлических частей.
Уже в процессе колки дров старайтесь использовать старую шину. Внутрь неё устанавливается полено и далее наносится удар. Так части древесины не будут разлетаться по сторонам. Плюс это более безопасно и удобно при заготовке большого количества дров.
О штатном элементе
Как бы ни ругались между собой на форуме автолюбители, маховик – это точная и идеально выверенная деталь. При разработке инженеры тщательно просчитывали нагрузки, сопротивление на кручение и на слом. Вес штатного маховика на большинстве автомобилей (за исключением автобусов и грузовиков, а также спецтехники) находится в диапазоне от семи до девяти килограммов. Точная масса зависит от конкретной модели машины и ее класса.
После запуска двигателя обычный маховик начинает набирать кинетическую энергию за счет работы поршней, системы впрыска и выпуска, а также от вращения коленчатого вала. При работе силового агрегата часть энергии растрачивается на раскручивание и вращение тяжелого маховика. Чем больше масса этого металлического диска, тем больше энергии на его раскрутку потребуется. Особенно эти затраты заметны на высоких оборотах (от 4500 оборотов в минуту).
Из всего этого выходит, что маховик мешает двигателю работать, отбирая на себя часть мощности. Но здесь не все так однозначно. За счет своей массы маховик берет ненужную энергию, которая вырабатывается за счет детонации или других побочных процессов. Так, эти процессы не идут на кузов в виде вибраций, а поглощаются маховиком.
Гладко было на бумаге, да забыли про овраги?
За городом маховик рискует остаться без «подкормки» из-за ограниченного числа торможений (выручит только движение «под гору»). В случае привода ДВС и маховичного накопителя на разные мосты (мол, вот и полный привод) появляется беспокойство за устойчивость подвижного состава. Конструкция маховичного накопителя обусловливает, в частности, выверенность значений угловой скорости, момента инерции, передаточных чисел, электронного регулирования. Требования к продуманности системы управления подтверждает одна только возможность участия водителя в подключении (клавишей приборной доски) маховичного накопителя для добавки «мощи» при разгоне, ускорении (к примеру, до 80 л.с. за 7 сек).
Стоит ли овчинка выделки в значении обоснованности использования маховичных накопителей для, пожалуй, ключевого показателя – расхода топлива? Судите сами, сообщалось о его снижении в этом случае на 5–25% (верхняя граница, понятно, для отдельных режимов движения). К числу общих преимуществ маховичных накопителей относят обещанный их изготовителями длительный срок службы, отсутствие потребности в редкоземельных элементах (хотя «батарейки» сегодня применяются на транспорте все шире для множества самых разных задач). Массогабаритные характеристики современных маховичных накопителей становятся все привлекательнее (сама за себя говорит возможность их установки на крыше современных трамваев). И наоборот, снижение грузоподъемности (вместимости) ранее во многом сдерживало их применение. Что ж, мы далеко ушли от приведенного на рисунке варианта размещения маховичного накопителя, однако в Porsche RSR (2011 г.) гироскопический энергоаккумулятор (как его иногда называют) занимает место рядом с водителем. Высокий момент инерции вызывает вопросы по балансу маневрирования, ведь маховик совершает десятки тысяч оборотов в минуту.
Уточним, что маховичный накопитель «дружен» как с ДВС, так и с электродвигателем. Мало того, в маховичном накопителе TorqStor от Ricardo подзарядка происходит при опускании стрелы экскаватора. Среди прочего это сводит на нет доводы об использовании данной разновидности накопителей только при торможении транспортного средства. Кроме того, управление вспомогательным маховиком может включать в себя электрогидравлические клапаны и гидронасос с электроприводом. Добавим, что выполненное во второй половине 1980-х гг. сотрудниками МАДИ, МАМИ, МАСИ (МГИУ), НАМИ математическое моделирование использования в составе ЛиАЗ-5256 маховичкового накопителя включало в себя однопоточную гидропередачу. Масса «маховичка» составляла 35 кг, частота вращения – до 12 000 об/мин, что вполне достаточно для автобуса.
Железнодорожный и городской рельсовый транспорт не является исключением в деле опытного применения вспомогательных маховиков. Известно, что маховичный накопитель ССМ (Голландия) еще в 2004 г. обеспечил проезд многоосного трамвая Alstom через один из мостов г. Роттердама без токоприемника. Оборудованные маховичным накопителем (энергии торможения и при движении «накатом», с последующим участием в разгоне вместе с ДВС) облегченные рельсовые автобусы Rail PPM с середины 2000-х гг. перевозят пассажиров на малодеятельной ветке г. Стоурбридж (Stourbridge) английского графства Западный Мидлендс.
Важно, что в городах США (Филадельфия и ряд др.) начато использование стационарных маховиков (также из углеродистых волокон), установленных на подстанциях метрополитена и запасающих энергию, возникающую при торможении поездов с ее последующей передачей на контактный рельс или питающий провод. Особенностью применения рассматриваемых накопителей в этом случае являются многочисленные участники проекта.
Облегченный элемент
Принцип его достаточно простой. Народные специалисты по тюнингу ДВС, да и некоторые тюнинг-ателье банально удаляют часть его веса. К примеру, со стандартного маховика, установленного на большинстве автомобилей ВАЗ, можно убрать до 3,5 килограммов. Вес штатного элемента составляет 7,5. А облегченный маховик, на ВАЗ устанавливаемый, будет весть 4 килограмма, что достаточно существенно. Нужно отметить, что сегодня в продаже существует масса разновидностей маховиков. Можно облегчить деталь от 1,5 до 3,5 килограммов. Различные специалисты объясняют это по-своему, но суть здесь одна — увеличение динамических характеристик.
Справедливым будет вопрос: «А почему нельзя облегчить маховик, скажем, до 1 кг или даже изготавливать его таким в заводских условиях?». Все просто – слишком легкая деталь будет нестабильной и банально сломается. На элемент действуют различные силы. И при слишком малом весе он не выдержит работы на высоких нагрузках.
У этого элемента должен быть определенный предел прочности, позволяющий работать в стандартных режимах.
Замена штатного маховика облегченным
УАЗ 469 Старичок Бортжурнал установил генератор 90А
После принятия принципиального решения – стоит ли давать машину в тюнинг на СТО или производить модернизацию собственными силами, придется демонтировать штатный маховик, выбрать облегченный вариант по характеристикам или изготовить деталь самостоятельно. Затем демонтировать узел, заменить маховик вместе со сцеплением, произвести динамическую балансировку и регулировку газораспределительной системы.
Доступ для замены маховика
Выбор по характеристикам
Покупая готовый маховик двигателя со сниженным весом, необходимо учесть расположение отверстий под корзину сцепления, диаметр, количество зубьев и конструкционный материал детали.
Ассортимент облегченных маховиков для конкретной модели авто
Изготовление своими силами
Как минимум, для этого необходим токарный станок и квалифицированный токарь. Рекомендуется использовать схему, чертеж и рекомендации Сингуринди:
- из стандартного 7 кг изделия после проточки получается облегченный вариант 4,8 кг (для ВАЗ «классика»);
- заготовкой служит б/у маховик или снятая детали с коленвала машины, подвергающейся тюнингу;
- зубчатый венец для надежности приваривается к ободу с обеих сторон, швы зачищаются абразивным диском УШМ;
- на подшипнике производится статическая балансировка.
Самодельный облегченный маховик
Готовое изделие устанавливается на коленвал для последующей динамической балансировки.
Демонтаж
Перед тем, как облегчить маховик собственными силами, следует понимать, что для этого придется демонтировать несколько узлов и механизмов:
- коробку КПП, чтобы снять сцепление, которое меняют вместе с маховиком;
- ДВС частично для доступа к коленвалу и элементам КШМ, так как может потребоваться установка шатунов меньшей массы, обтачивание колен на валу.
Демонтаж с коленвала
Установка облегченного маховика
Величина силы инерции на коленчатом валу ДВС зависит от веса/угловой скорости шатунов и противовесов. После обточки маховика угловая скорость возрастает, поэтому сила инерции так же увеличивается, а противовесы остаются штатными.
Существует два варианта:
- снижение радиуса вращения – потеря рабочего объема;
- уменьшение массы вращающихся деталей – обычно шатунов.
Шатуны облегченные
Обрезка колен приводного вала
Если происходит обточка элементов коленвала, эта деталь вначале балансируется на динамическом стенде отдельно, затем на нее надевается маховик и корзина сцепления.
Балансировка коленчатого вала
Преимущества облегчения
Давайте посмотрим, что может дать облегченный маховик, на ВАЗ-2107 устанавливаемый. После процесса облегчения деталь теряет в весе, а значит, двигателю придется затрачивать меньше энергии на процесс раскрутки.
Таким образом можно снизить механические потери. На раскручивание маховика нужно меньше энергии, соответственно, повысится отдача силового агрегата. Более легкий маховик имеет меньшую инерцию. Мотор будет быстрее набирать высокие и максимальные обороты. Да и в целом работа на высоких оборотах будет лучше.
Все это действительно так, если тщательно просчитать силы инерции, а также воздействие центробежной силы. После сравнения со значениями на стандартном маховике станет ясно, что для облегченной детали действительно намного меньше затрат. А ведь именно на высоких оборотах штатный маховик испытывает чрезмерные нагрузки от воздействия центробежной силы и инерции.
Принцип работы маховика Есть ли смысл ставить облегченный
Добро пожаловать! Маховик — это одна из важных частей автомобиля, за которой необходимо вести бережный уход в плане езды, потому что если ездить небрежно (Трогаться с пробуксовкой, передачи включать не выжимая сцепления и т.д), то в таком случае моховик и само сцепление проживут не долгую жизнь и вследствие чего сильно износятся и потребуют замены.
А почему маховик со временем изнашивается? А как вообще работает данная деталь? И какой маховик лучше поставить на свой автомобиль, чтобы машина быстрее ехала? На самом деле у меня очень часто спрашивают эти три вопроса, поэтому сегодня мы с вами разберём их по подробней!
Из-за чего маховик изнашивается?
Если говорить о стандартных маховиках, то происходит это лишь из-за сильных нагрузок на него, а именно как уже упоминалось ранее, при резком трогании с места сопровождающимся пробуксовкой, а так же при неправильной установки маховика и при езде на высоких оборотах двигателя, то есть когда стрелка тахометра будет находится в красной зоне.
Какой принцип работы у маховика?
Маховик — это сам по себе диск, благодаря которому мощность от двигателя передаётся на сцепление, а затем на коробку и в конечном итоге на колёса, в связи с чем автомобиль едет. При работе данного агрегата, происходят маятниковые движения, а именно маховик не крутиться по всей своей оси, а лишь по принципу маятника работает на одном месте, для наглядности взгляните на рисунок ниже и вы всё поймете.
Примечание! Более детально понять принцип работы данного агрегата, вы сможете в самом низу статьи, в рубрике под названием: «Дополнительный видео-ролик»!
Какой маховик лучше всего поставить на автомобиль?
На данный момент бытует очень множество слухов, то что поставив облегчённый маховик на автомобиль, машина якобы быстрее поедет. На самом то деле всё верно, но к сожалению не во всех случаях. Облегченную версию данного агрегата нужно устанавливать на автомобиль только в том случае, если холостой и рабочий ход двигателя предназначен лишь для средних оборотов «1700-∞».
Поэтому если облегчённый маховик поставить на полностью стандартный мотор, холостой ход у которого составляет «800 оборотов в мин», то уже именно в этом случае при заводке двигателя на холодную, автомобиль скорее всего будет работать неустойчиво и возможно даже будет глохнуть. Выход из этой ситуации является лишь один, поднимать холостой ход у автомобиля за счёт различных доработок двигателя, или же менять маховик на старый.
Примечание! На облегчённом маховике, пытайте при езде никогда не доводить рабочий момент двигателя до слишком низких оборотов, потому что это со временем погубит ваш двигатель от перегрузок!
Как заменить маховик на ВАЗ?
Как произвести замену — на классике?
Дополнительный видео-ролик: Более детально о принципе работы маховика, а так же об его облегчённой версии, смотрите в интересном видео-ролике который приведён ниже:
Vaz-Russia.ru
Недостатки
Первым дело нужно сказать, что одного облегчения маховика будет недостаточно. Необходимо также правильно настроить и остальные детали двигателя. Потребуется облегчать и коленчатый вал, правильно настроить центровку корзины сцепления.
Среди минусов можно выделить снижение прочности конструкции, отсутствие какого-то видимого эффекта на низких оборотах двигателя. Также необходимо дополнительно выполнять балансировку с коленчатым валом и шкивом ремня генератора. Маховик, потерявший в весе, будет слабее проводить тепло – зимой трансмиссия потребует больше времени на прогрев на холостых оборотах. Ну и наконец, стоимость маховика значительно выше, особенно если учитывать, что это заводской облегченный маховик для «Приоры» от известного производителя, а не изготовленный в гаражных условиях кустарным способом.
Если автомобиль приобретается для стандартной городской езды до 3000 об/мин, то эффект от облегчения будет практически незаметен. Если машина эксплуатируется более экстремально (на оборотах более 4500 в минуту), то плюсы облегченного маховика будут заметны.
Теория
Основное предназначение маховика – передача крутящего момента от коленчатого вала через нажимной диск сцепления к первичному валу МКПП. Второстепенные, но отнюдь не маловажные важные функции – выравнивание скорости вращения коленвала, вывод КШМ из верхних и нижних мертвых точек, а также осуществление вспомогательных тактов рабочего процесса. Также на маховик напрессовывается венец, зубцы которого входят в зацепление с шестерней стартера и используются для запуска двигателя.
В процессе тюнинга двигателя особый интерес представляет момент инерции всех вращающихся и поступательно движущихся деталей в двигателе, а точнее, момент инерции масс. Чем меньший вес шатунов, поршней, коленчатого вала и маховика, тем меньше усилий требуется для их раскрутки. В процессе работы двигателя немалая доля получаемой полезной работы от сгорания топливовоздушной смеси тратится не на вращения колес, то бишь на разгон автомобиля, а на раскручивание этих самых деталей. Разумеется, представить себе работу ДВС без механических потерь попросту невозможно. Наша задача – путем облегчения маховика уменьшить общий момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс в двигателе.
В книге «Подготовка автомобильных двигателей к соревнованиям» Э.Г. Сингуринди, опираясь на данные профессора И.М. Ленина, приводит следующее процентное соотношение инертных масс в двигателе:
- 85-90% — маховик;
- 6-10% — коленчатый вал;
- 1-3% — массы, движущиеся поступательно;
- 1,5-3% — вентилятор системы охлаждения;
- 0,5-1,5 – помпа, распределительный вал, масляный насос и остальные, неучтенные элементы.
Трудности при облегчении
Из приведенных выше данных получается, что огромная доля полезной работы от сгорания ТПВС затрачивается на преодоление момента инерции маховика двигателя. Но обратной стороной медали является выравнивание скорости вращения коленчатого вала. На раскручивание маховика необходимо затратить энергию, но набранная им кинетическая энергия помогает выводить КШМ из мертвых точек, делая тем самым работу двигателя более равномерной. Вес маховика среднестатистического автомобиля с объемом двигателя от 1.3 л. колеблется в пределах 6-9 кг. Чем тяжелее маховик, тем меньше будет заметна, к примеру, неравномерность компрессии в цилиндрах, также тяжелый маховик позволяет трогаться автомобилю с меньших оборотов, так как в момент соединения первичного вала КПП и коленчатого вала набранная более тяжелым маховиком кинетическая энергия приводит к меньшему замедлению вращения коленчатого вала.
Основные недостатки, связанные с установкой чрезмерно облегченного маховика:
- нестабильная работа на холостом ходу. Будет казаться, что двигатель подтраивает, так как эффект чрезмерно легкого маховика напоминает пропуски зажигания в отдельных цилиндрах, отчего коленчатый вал начинает вращаться с заметной неравномерностью. Для решения проблемы может потребоваться повысить количество оборотов холостого хода, что, конечно же, скажется на расходе топлива;
- потеря жесткости. Наибольшие нагрузки на изгиб и кручение маховик переживает в моменты подвода и отвода нажимного диска сцепления. Чрезмерно хлипкая конструкция приведет к потере устойчивости и деформации. Значительно усугубит ситуацию отсутствие балансировки после установки облегченной детали;
- возрастают ударные нагрузки на сцепление, элементы трансмиссии. Стандартный маховик является подобием демпфера.
- стоимость облегченного маховика и цена работ, связанных с монтажом. Правильная установка облегченного маховика на автомобиль предполагает предварительную динамическую балансировку. Динамическую балансировку необходимо проводить вместе с корзиной сцепления.
Преимущества
Как и недостатки, преимущества крайне очевидны:
- уменьшение механических потерь. Двигатель становится более приемистым и отзывчивым, так как наибольшие потери идут именно на начальное раскручивание маховика, а не на поддержание постоянной скорости вращения. Двигатель будет лучше крутиться во всем диапазоне оборотов, но особенно результат будет заметен на высоких оборотах;
- уменьшение расхода топлива.
Как облегчить
Технология снятия лишнего металла далеко не нова и применялась еще советскими автоспортсменами. В частности, Э.Г. Сингуринди в книге «Подготовка автомобильных двигателей к соревнованиям» приводит чертежи облегченного маховика М-412.
Момент инерции в первую очередь характеризуется распределением масс в теле и во многом зависит от веса, распределенного по радиальному размеру. Иными словам, каждый грамм, снятый на максимальном удалении от центра, будет ценнее нескольких грамм, снятых вблизи центра. Сингуринди Э.Г заявляет, что маховик М-412, облегченный ими с 8 до 4 кг, достойно выдержал испытание многими соревнованиями, а применяемый метод был успешно реализован и на других двигателях.
Существует несколько методов снятия веса с детали:
- равномерное стачивание металла без образования отверстий (еще такой метод называют облегчением по Сингуринди);
- фрезой вытачиваются равноудаленные от центра прорези. Если площадь прорезей большая, венец рекомендуется приваривать. Делать это нужно аккуратно, чтобы металл чрезмерно не повело.
Помните о том, что облегчение не должно вести к послаблению мест крепления корзины сцепления и венца. Судя по отзывам, многие автолюбители после облегчения обходятся только статической балансировкой. При должной квалификации токаря заводская балансировка не должна кардинально нарушиться, но пренебрегать динамической балансировкой деталей после облегчения все же не стоит.
Возможно ли облегчить своими руками?
В качестве основы применяют стандартные маховики, которые затем облегчаются путем срезания лишнего. Зачастую убирают части на внешнем радиусе детали. При помощи вырезания пазов можно убрать от полутора до двух килограмм веса. При этом не нарушаются прочностные характеристики ни самого маховика, ни его венца. Можно облегчить маховик и больше, снимая три и более килограмма. Но такой вариант уже потеряет в прочности.
Иногда встречаются элементы, где венец приварен посредством сварки к тому, что остался от маховика после облегчения. Но так делать нельзя – прочность заметно снижается.
Маховик в роли энергетического аккумулятора
Устанавливают тяжелые маховики на обычные, пользовательские автомобили с серийными моторами еще по одной причине – они выполняют функцию энергетического аккумулятора.
Дело в том, что на низах передача мощности у таких автомобилей от поршня на коленвал происходит в очень узком диапазоне – 50 0 .
При этом четыре такта в двигателе происходит за 720 0 (2 оборота), из них теоретический рабочий ход только 180 0 .
По причине того, что у стандартного мотора обороты небольшие, а передача мощности происходит в очень узком диапазоне, даже вращение его на холостом ходу затруднено.
Эту ситуацию исправляет тяжелый маховик, который за 50 0 поворота колен вала вбирает в себя достаточно энергии чтобы потом по инерции дальше раскручиваться и помогать двигателю.
Это же свойственно и для работы агрегата на низах. Т.е. тяжелое устройство на моторах, у которых рабочие обороты в пределах 2,5 – 4 тыс., а холостые – от 0,8 до 1 тыс. играет положительную роль и облегчать его не стоит если параллельно не вносить конструкторские изменения в другие элементы мотора.
Как уменьшить вес маховика своими руками?
Необходимо найти токаря, но предварительно распечатать чертеж Сингуринди. Снижение веса по данной технологии является самым безопасным. Это подтверждает опыт – такой технологией пользовались многие.
К примеру, стандартный вес классического маховика от ВАЗа составляет около 7 килограмм. При помощи технологии Сингуринди можно сократить массу детали до 4,8 килограмма, но стенка, на которой расположены крепежные отверстия, должна иметь толщину 10 миллиметров. Можно снять и больше. Тогда толщина стенки будет 8 миллиметров. Вес при этом составит около 4,5 килограмма. Облегчать еще больше не стоит.
Для крепежного болта, который применяется для установки корзины сцепления, диаметром в 8 миллиметров, необходимо тело с равным диаметром. Если стенка маховика будет иметь меньшую толщину, это может стать причиной его разрыва на высоких оборотах. Лучше не рисковать и сразу приобрести готовый облегченный маховик. Цена его зависит от модели автомобиля. Так, маховики на ВАЗ стоят от 2,5 тысячи рублей. Они уже отбалансированы.
Таким образом можно облегчить совершенно любой элемент. Но важно учитывать прочностные характеристики и особенности. Если нужно добавить прочности, то на свой страх и риск приваривается венец при помощи сварки.
Облегченный маховик плюсы и минусы
Облегченный маховик обычно устанавливается для увеличения динамики разгона, ведь двигатель будет вращать более легкую деталь, что приводит к быстрому набору оборотов силовым агрегатом. Данные изменения положительно сказываются на разгоне, но способны привести к следующим негативным изменениям:
- Несмотря на то, что скорость будет набираться быстрее, она будет также быстро снижаться.
- Расход топлива увеличится, поскольку обладает зависимостью от ускорения;
- Наблюдается снижение оборотов при переходе на повышенную передачу, хотя и происходит более точное включение передачи;
- Появляются неудобства по время передвижения по городу, особенно при движении в пробке;
- Уменьшается крутящий момент, но повышается мощность;
- Возникают трудности при движении по дорогам в зимний период, а также по загрязненным территориям на пониженной передаче;
- Если двигатель оснащен турбонаддувом, то использование облегченного маховика может привести к нарушению динамики работы двигателя.
Проектировщики неспроста устанавливают на среднеклассовые автомобили маховики с конкретными весовыми параметрами, следовательно, улучшать там нечего. Повышать динамику, например, у внедорожников или полноразмерных седанов также не имеет смысла. Если же дело касается хэтчбека или купе, то тут облегченный маховик будет более уместной модернизацией, направленной на улучшение динамики разгона.
При использовании облегченного маховика автовладельца могут также настичь следующие проблемы:
- Движение в городском цикле будет характеризоваться быстрым разгоном и быстрым торможением, что негативно скажется на расходе топлива;
- При движении на больших дистанциях необходимо будет сильнее утапливать газ, что приведет к работе двигателя на высоких оборотах, а это, в свою очередь, приведет к повышенному нагреву двигателя;
- Повышенный нагрев двигателя способствует повышению износа компонентов силового агрегата.
Облегченный маховик подойдет любителям вождения в гоночном стиле, поэтому выбор необходимо остановить на детали, которая будет иметь облегченные края либо выполнена из сплава алюминия. Такую деталь можно найти тюнинг-ателье либо в онлайн-магазине. Стоимость подобной модернизации обычно составляет порядка 2 тыс. рублей в случае, если автовладелец будет самостоятельно проводить работы по установке.
При установке облегченного маховика стоит обращать внимание на его прочностные характеристики. Прочность в данном случае является ключевым фактором, ведь поломка маховика в процессе эксплуатации силового агрегата на высоких оборотах приведет к существенным повреждениям как двигателя, так силовой передачи и элементов кузова
По этой причине установка модернизированного маховика является доработкой, ответственность за которую несет лишь автовладелец.
Как выполнить статическую балансировку?
Процесс несложный, но и точность его низкая. Однако это лучше, чем установка детали без каких-либо балансировок. Эту операцию выполняют, установив облегченный маховик ВАЗа-2110 на две подставки. В качестве подставок вполне подойдут уголки, имеющие ровные края. Их выставляют строго горизонтально и тщательно выверяют положение.
В центр маховика устанавливают ровный вал, который лучше заказать у токаря. Далее конструкцию кладут на выставленные уголки. Маховик вращают и замечают, какая часть его находится внизу. Если это одно и то же место, то на противоположной стороне к маховику крепят грузик.
Как подойти к выбору детали
Если решение в пользу приобретения облегченного маховика уже принято, то потребуется изучить несколько рекомендаций, призванных облегчить приобретение правильной детали. Облегчение маховика достигается использованием более легких сплавов либо удалением некоторых частей детали, поэтому при выборе такого маховика необходимо разобраться с какой части снимался металл. Центр всегда должен оставаться укрепленным, поэтому удаление материла здесь недопустимо.
Ослабление центральной части маховика увеличивает вероятность срыва, после которого части маховика могут попасть даже в салон. Разорванный маховик с легкостью способен пробить переднюю перегородку кузова, что часто становится причиной серьезных травм водителя.
