Стоит ли устанавливать облегченный маховик

Во время обновления мотора транспортного средства, его владельцы заменяют стандартное маховое колесо на облегченный маховик. Снижение веса по сравнению со стандартной деталью является важным достоинством облегченного варианта. Как правило, снижают массу на полтора килограмма.

К главным достоинствам легкого махового колеса относят:

  • меньшую инерцию, благодаря чему мотору легче его раскрутить;
  • наблюдаемая динамика в положительную сторону при разгонных параметрах;
  • быстрое достижение пиковых оборотов мотора;
  • наблюдаемый прирост мощности до четырех процентов, однако, важно понимать, что после монтажа облегченного махового колеса, появится прирост скорости на те же самые четыре процента.

Важно отметить небольшую загвоздку, которую требуется учесть. Смена стандартного колеса на более легкое осуществляется с перестройкой мотора в том числе. Нужен комплексный подход по модернизации составляющих мотора и трансмиссии. Лишь грамотный подход к модернизации позволить получить выдающийся результат.

Множество владельцев осуществляют модификацию разнообразных элементов транспортного средства, но не каждый из них задумывается о положительных и отрицательных сторонах данных улучшений, базируясь лишь на рекомендациях не особо опытных друзей или знакомых.

Перед началом изучения плюсов и минусов облегченного махового колеса, важно определить вес детали. Многие движки задействуют маховые колеса, имеющие массу около тринадцати килограмм, однако бывают вариации и с меньшим весом. Такого типа вариации маховых колес обладают массой не менее пяти килограмм. В их случае облегченные вариации обычно обладают весом от трех с половиной килограмм и выполняются не только из стали – есть вариации с алюминиевыми сплавами.

Дабы уменьшить массу, удаляют некоторые металлические элементы. Процесс осуществляют с максимальным радиусом, поскольку близко расположенный к центру маховика металл способен лишь уменьшить уровень прочности колеса.

Маховое колесо стандартного типа, изначально установленное производителем, важно для поддерживания оборотов в процессе переключения передач. Кроме того, оно придаёт ускорение транспортному средству. Масса махового колеса балансируется так, чтобы транспортное средство имело заданную фирмой разгонную динамику. При этом масса махового колеса распределена так, чтобы транспортное средство можно было отнести к определенному классу, и оно отвечало потребительским запросам.

У большого веса стоковых маховых колес имеются свои плюсы:

  • возможность поддерживать стабильность работы при низких оборотах с уменьшением разгонной динамики;
  • возможность для малоопытного водителя начать передвижение на повышенных передачах, однако это не советуют делать;
  • лучшее сохранение скорости, при том, что ускорение будет менее интенсивным, чем в случае облегченного маховика;
  • большой крутящий момент;
  • лучшая передача тяги на силовую передачу.

Облегченный маховик плюсы и минусы

Маховое колесо упрощенного типа обычно устанавливают ради повышения разгонной динамики, поскольку мотор будет занят вращением облегченной детали, что приведет к более шустрому набиранию оборотов мотором. Таковые изменения хорошо скажутся при разгоне, однако могут принести с собой к ряду негативных последствий:

  • хотя скорость будет расти интенсивнее, столь же интенсивно она будет уменьшаться.
  • расходуемого топлива будет больше из-за его зависимости от ускорения;
  • наблюдаемое снижение числа оборотов во время перехода на повышенные передачи, но при этом повышается точность включения передач;
  • появление неудобства в процессе передвижения при городских условиях, особенно в случае движения в пробках;
  • уменьшение крутящего момента, однако, наблюдается увеличение мощности;
  • возникновение трудностей при передвижении в зимнее время, а также по бездорожью на пониженных передачах;
  • если у мотора имеется турбина, тогда эксплуатация махового колеса облегченного типа может оказаться причиной нарушений рабочей динамики мотора.

Производитель не просто так ставит на транспортные средства среднего класса маховые колеса с четко определенным весом, а значит, нет смысла в модернизации. Повышение динамики, как пример, у внедорожников также не несет за собой практического смысла. Установить облегченное маховые колесо на купе или близкие по особенностям решения, наоборот, в принципе можно, поскольку это хорошо влияет на разгонную динамику .

При эксплуатации махового колеса облегченного типа, автовладелец может столкнуться с рядом следующих проблем:

  • быстрый разгон и быстрое торможение при движении в городских условиях, что негативным образом сказывает на топливном расходе;
  • движение на большие дистанции требует более сильное нажатие педали газа, приводящее к работе мотора с высокими оборотами, а это приводит к сильному нагреву мотора;
  • сильный нагрев мотора повышает износ деталей мотора.
Рекомендуем:  Как поставить своими руками на фары омыватель

Облегченное маховое колесо больше рассчитано на любителей гоночного стиля вождения, потому выбор останавливать нужно на том типе детали, который будет обладать облегченными краями либо выполнен из алюминиевого сплава. Таковую деталь можно отыскать в специализированных ателье или через магазины в интернете. Ценник на подобные модернизации в основном находится в пределах двух тысяч рублей, при условии, что хозяин транспортного средства будет все устанавливать сам.

Установка облегченной вариации маховика требует внимательности по части прочностных характеристик. Прочностная характеристика является немаловажным фактором, поскольку поломка колеса во время использования мотора с высокими оборотами может привести к значительным поломкам не только мотора, но и трансмиссии и даже частей кузова. Из-за этой причины монтирование улучшенного махового колеса считается улучшением, вся ответственность за которое будет на плечах самого автовладельца.

Особенности выбора детали

Если вы приняли решение приобрести облегченный маховик ваз 2110 или для автомобилей схожего класса, тогда понадобится разобраться с несколькими рекомендациями, призванными упростить покупку детали. Облегчают маховики при помощи использования облегченных сплавов либо снятием некоторого количества металла с детали, потому выбирая такой маховик нужно определиться, откуда будет сниматься часть металла. Центральная часть всегда должна быть укрепленной, потому удалять материл оттуда нельзя.

Ослабленная центральная часть влечет за собой увеличение вероятности срыва, из-за чего элементы колеса могут оказаться даже в салоне. Поврежденное маховое колесо без проблем может пройти перегородку спереди, что в основном приводит к серьезным травмам.

Немаловажно отметить то, что при выборе данного элемента нужно ориентироваться на варианты из алюминиевых сплавов, так как уменьшение массы лучше достигать не облегчением конструкции, приводящим к уменьшению прочностных характеристик, а задействованием легкого материала.

Если выбор все-таки упал на стальные вариации, тогда важно обратить взор на места облегчения, которые должны быть как можно ближе к краям, а центр был самой укрепленной зоной.

Как правильно облегчить маховик

Наряду с форсированием двигателя для улучшения динамических характеристик автомобиля, актуально применение методов уменьшения различного рода механических потерь. В статье рассмотрим, что такое облегченный маховик, а также многие тонкости облегчения своими руками.

Маховик: какой можно считать облегченным?

В автомобиле маховик отвечает за накопление кинетической энергии, которая образуется в результате движения. Помимо этого, он предназначен для уравновешивания образующейся энергии. Другими словами, маховик помогает автомобилю при недостатке мощности в момент разгона набрать соответствующие обороты до начала движения. Как правило, автомобильный маховик весит в пределах 5-15 кг. Этот показатель может меняться в зависимости о модели авто. Облегченный элемент обычно имеет вес 3-3,5 кг. Для облегчения элемента производители изготавливают его из легкого металла алюминия. То есть таким образом у них получается сохранить прежние размеры элемента, но при этом сделать его существенно легче по весу.

Кратко о функциональном назначении маховика

Технологически маховик представляет собой достаточно тяжелый металлический диск (с зубчатым венцом на внешней части окружности), закрепленный на оси коленчатого вала. Его функциональное назначение:

  • инерционная раскрутка двигателя при запуске;
  • уменьшение вибрации работающего мотора;
  • поддержание стабильности оборотов двигателя при переключении на более высокую передачу.

При наборе скорости на раскрутку маховика, который является важной и неотъемлемой частью любого автомобиля, двигателю приходится расходовать определенную энергию. Причем, ее количество напрямую зависит от веса диска. Уменьшив вес маховика, мы «облегчаем» работу мотора, снижаем инерционность двигателя и, как следствие, улучшаем динамические показатели транспортного средства. Этим и объясняется целесообразность замены штатного изделия на облегченную версию.

Плюсы и минусы облегченного маховика

Итак, давайте подведем небольшой итог, так в чем же плюсы облегченного маховика по сравнению с обычным, и каковы его минусы.

Плюсы:

  1. У облегченной версии изделия центробежная и инерционная силы меньше, чем у стандартного, а это значит, что отбор мощности от двигателя при ускорении будет меньшим, этот показатель приблизительно равен 2%
  2. На больших оборотах растет КПД работы мотора, так как уменьшаются инерционные и центробежные силы;
  3. Запуск агрегата и набор оборотов до максимальных проходят с меньшими затратами, а значит экономиться топливо.

Минусы:

  1. Если поставить на обычный мотор только облегченный аналог, то на автомобиле пропадут низы, а верхов не добавится, в итоге двигатель будет работать не в своем режиме и быстро умрет от повышенных нагрузок. Поэтому тут необходим комплексный подход где нужно правильно подогнать друг к другу все компоненты двигателя, а не только устанавливать тюнингованное изделие.
  2. После облегчения устройства невозможно получить явно видимый результат. Увеличение мощности на 2%!и незначительная экономия топлива, это не те показатели, ради которых стоит замораживаться. Как правило, сразу же облегчают и коленчатый вал, проводят другие работы по тюнингу двигателя, коробки передач, сцепления, распределительных валов, выпускной системы, которые в комплексе дают значительный прирост мощности и экономию. К примеру, устанавливают прямоточный глушитель.
  3. Способ мало эффективен при не скоростной манере езды, к примеру, при езде за 4 – 4,5 тыс. об/мин, а особенно на 9, результат будет ощутим так как увеличиться момент на раскручивание от 4000 до 8000 – 9000, а при езде до 3 тыс. об/мин результат будет практически незаметен. Если автомобиль будет постоянно ездить груженный, по бездорожью, то с легким маховиком машина будет дергаться, быстро терять обороты, глохнуть, причина – отсутствие достаточной инерции. Поэтому целесообразно устанавливать облегченный маховик только на спортивные автомобили или, как уже отмечалось выше, на обычные, но с доработкой других систем.
  4. Необходимость в точной балансировке тюнингованного изделия вместе с шкивом ремня генератора и коленчатым валом.
  5. Прочностные характеристики облегченного устройства значительно ниже, заложенных на заводе, поэтому гарантировать стабильную и продолжительную его работу невозможно.
  6. Сложность изготовления своими руками, так как изделие должно быть идеально отбалансировано. Для гарантированно качества маховик облегчают на цифровом координатном станке;
  7. Высокая стоимость, если покупать на авторынке.
Рекомендуем:  Как сделать прямоток своими руками

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.
Рекомендуем:  Как установить подогрев на зеркала своими руками?

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.

Почему облегченный маховик стоит устанавливать на авто?

Как и любой другой вид тюнинга, установка облегченного маховика имеет целый ряд положительных сторон. Однако устанавливать такое устройство лучше всего в следующих ситуациях:

  • Когда машине требуется быстрый старт;
  • Когда необходимо повысить мощностные показатели двигателя;
  • Когда нужно увеличить плавность движения машины.

С облегченным маховиком автомобиль стартует на порядок быстрее. Кроме того в моторе расходуется меньше энергии для вращения элементов, что приводит к повышению мощности. Такое техническое решение особенно актуально устанавливать не на массовых видах транспорта, и на тех авто, которые предназначены для различных соревнований.

Недостатки облегченного маховика

Кроме плюсов, которые выглядят весьма заманчиво для водителей, установка такого механизма имеет и определенные недостатки. В сравнение с положительным эти моменты выглядят намного существеннее и заключаются в следующем:

  1. Автомобиль с облегченным маховиком способен не только быстро разгонятся, но и очень быстро терять набранную скорость;
  2. Может наблюдаться падение оборотов при переходе на повышенный скоростной режим;
  3. Происходит снижение крутящего момента;
  4. Возникают трудности с проходимостью по бездорожью и заснеженному дорожному полотну;
  5. Возможность раскола маховика по причине его хрупкости.

В большинстве ситуаций управление автомобилем с облегченным маховиком в условиях городского трафика весьма проблематично. Автомобиль будет быстро стартовать с места, но при этом практически мгновенно терять набранную скорость.

Способы уменьшения веса маховика и цены на облегченные изделия

Вес стандартного маховика легкового автомобиля (в зависимости от класса) варьируется в пределах от 6,5 до 9 кг. Для уменьшения его массы производители дисков в настоящее время применяют два основных способа:

  • За основу берется оригинальное изделие и на высокоточном токарно-фрезерном оборудовании с него удаляют «излишки» металла (методом проточки или обустройства сквозных отверстий).

На заметку! Обладатели различных моделей автомобилей ВАЗ могут приобрести подобные изделия по цене от 1500 до 2500 рублей. Причем вес модернизированных деталей составляет от 3,7 до 5,2 кг.

  • Изготовление маховиков из легких высокопрочных сплавов (на основе алюминия или хром-молибдена).

На заметку! Такие облегченные маховики (вес составляет всего 3,06 кг) обойдутся владельцам автомобилей семейства ВАЗ в 12000 рублей (за штуку).

Что касается иномарок, то их обладатели тоже могут приобрести (или заказать) для своего транспортного средства облегченный диск (от известных производителей деталей для тюнинга Fidanza, Clutch Masters, Exedy или Cusco). Цена на подобные изделия начинается от 20000 рублей.

Важно! В технических характеристиках своих изделий эти известные производители однозначно указывают, что облегченные маховики не предназначены для установки на автомобили, оборудованные автоматической коробкой передач.

Расчет накопления энергии в маховике

Запас энергии в Маховике можно рассчитать:

E = ½ Iω 2

или же

E = ½ (kMr 2 )ω2

где:

  • I выступает за момент инерции махового колеса
  • ω обозначает вращающуюся скорость. Он измеряется в радианах в секунду.
  • M обозначает масса маховика
  • R обозначает Радиус Маховика
  • K обозначает инерционную постоянную

Примечание. Значение «k» зависит от формы маховика. Например, если маховик вращается вокруг своей оси (например, велосипедное колесо или полый цилиндр), значение k будет равно 1. Однако, если колесо маховика имеет сплошную цилиндрическую форму, то значение k будет ½ .

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: