Двухмассовые маховики ZF

Со времени создания первого двигателя прошло много десятилетий, но функциональная составляющая маховика оставалась неизменной вплоть до конца двадцатого века. Этот увесистый, чаще всего чугунный диск, обеспечивал равномерное вращение коленчатого вала и аккумулировал кинетическую энергию на такте рабочего хода, преобразуя её во вращательную на «подготовительных» тактах, а также выводил поршни из мертвых точек. Двухмассовые маховики (ДММ) появились в начале 21 века в результате работы пытливых умов над проблемой гашения колебаний в двигателе, при переключении передач, резких ускорениях и прочего.

Раньше с этой проблемой справлялись при помощи демпфера крутильных колебаний, расположенного на ведомом диске сцепления, но наиболее эффективным решением гашения колебаний стал ДММ. Дело в том, что демпферы, располагающиеся в ведомом диске сцепления, с ростом мощностей и крутящих моментов современных двигателей, перестали справляться со своими функциями в должном объёме. Максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы, составлял 10-12 градусов (в одну и другую сторону), в то время как ДММ позволяет расширить предел этого значения до 120 градусов (по 60 градусов на каждую сторону), без использования какого-либо демпфера в сцеплении.

Untitled 1 Сравнительная диаграмма возникновения резонансных колебаний для ДММ фирмы Sachs и сцепления с торсионными пружинами демонстрирует, что пик колебаний, а соответственно максимальные нагрузки на ДММ, приходятся на момент пуска двигателя, в отличие от классического демпфера в сцеплении, резонансные колебания в котором чаще всего возникают в диапазоне частоты вращения рабочего хода.

Вообще, первые разработки ДММ имели пиковые колебания в диапазоне частот холостого хода, в результате чего появилось множество рекламаций с разрушением этого узла. Например, автомобиль такси ожидает пассажиров на юге с включённым кондиционером – на маховик передаются огромные колебания, разбивающие конструкцию. Дальнейшая проработка узла привела к смещению пика резонансных нагрузок в зону старта двигателя, что значительно повысило надёжность узла.

IMG 2866 1

Разберёмся с этой интересной деталью на примере ДММ от компании ZF. Какими преимуществами обладает такой маховик:

  1. Позволяет снижать шумы в процессе работы.
  2. Лёгкое переключение передач. Автомобиль, оснащённый ДММ, позволяет прощать большое количество огрех, как начинающего, так и водителя со стажем.
  3. Снижает вибрации во всём диапазоне оборотов коленчатого вала и не допускает возникновения резонансных колебаний в двигателе.
  4. Лёгкость инсталляции практически в любой авто, совместимость со всеми типами сцепления «нажимного» и «вытяжного» типа.
  5. Взаимодействие с системой старт-стоп, более плавный пуск двигателя.
  6. Снижает расход двигателя из-за понижения оборотов холостого хода, благодаря высокой сбалансированности работы.

Наряду с такими преимуществами маховик обладает некоторыми недостатками:

1. Достаточно дорогостоящая деталь (от 35.000 рублей) и работа по замене (необходимо снимать КПП и сцепление).

2. Невозможность долгого хранения - густая смазка, набитая в маховик, имеет срок годности 3 года в условиях, когда деталь не работает, после чего теряет свои свойства.

3. Невозможность менять программу управления двигателем (чип-тюнинг).В результате такого изменения ДММ очень быстро разрушается, так как работает на пределе возможностей, заложенных в конструкцию.

4. Не приветствуется спортивный режим езды и движение на низких оборотах с большой нагрузкой (например, движение с малой скоростью на последней передаче с прицепом «на хвосте»), способствующие быстрому износу ДММ.

Как видно, преимущества налицо, но забывать о том, что чем машина сложнее, тем она чаще ломается, не стоит, тем более что цена ремонта не всегда придётся по душе владельцу, например, BMW 2001 года выпуска.

Итак, об устройстве сего агрегата – оно простое. Из названия можно догадаться, что механизм имеет две массы – первичную и вторичную. Первая (внутренняя) закреплена на коленчатом валу двигателя, имеет зубчатый венец для пуска двигателя стартером, и через планетарное зубчатое кольцо с упорами, несколькими шестерёнками и набором пружин, сообщается со второй (наружной) частью, которая выполняет функцию ведущего диска сцепления. Обе составляющие соединяются друг с другом с помощью упорного и радиального подшипников скольжения, таким образом, что одна часть может смещаться относительно другой на некоторый угол. Пружины разделены пластиковыми сепараторами, а их число может достигать в современном ДММ тридцати единиц, причём внутри одной может располагаться до двух других пружин. Внутренняя часть маховика набита консистентной смазкой для «смягчения» работы системы.

756756756756

Классический маховик фирмы Sachs имеет две степени гашения колебаний. Сепараторы разделяют блоки пружин на центральный и крайний. Они различаются по своим характеристикам, крайний блок пружин более жёсткий и имеет свои сепараторы. В процессе работы происходит смещение двух масс маховика относительно друг друга, сжимая при этом центральный блок гасящих демпферов-пружин – это рабочий диапазон, в котором работает ДММ. В случае появления предельных колебаний, например, резкий старт или торможение двигателем, происходит полное сжатие всех пружин и дополнительное осевое смещение. Дальнейшая перегрузка приведёт к разрушению ДММ.

IMG 2924 1

Когда стоит заменять маховик и как диагностировать этот узел в рамках прошедших недавно «Дней Инноваций-2012» нам рассказал Пётр Корнилов, инженер-консультант компании ZF.

Остаётся добавить, что при правильной эксплуатации маховик прослужит долго, а диагностику можно совмещать с заменой сцепления.

На данный момент почти 2/3 европейских автомобилей с механической трансмиссией имеют ДММ. Это быстро развивающаяся технология применяется на множестве дизельных и бензиновых двигателях легковых и грузовых автомобилей, в особенности тех, которые имеют гибридную силовую установку и двигатели, демонстрирующие низкий расход топлива.

Также стоит отметить, что компания ZF продолжает совершенствовать конструкцию узла, предлагая новые разработки, представленные ниже.

xzfgbdfb

rgrbv

От себя добавлю, что технологии действительно улучшают жизнь автолюбителя на этапе эксплуатации, пока речь не заходит о возникновении поломок, устранение которых ведёт к существенным затратам. Спрашивается, а нужны ли такие жертвы ради не слишком ощутимого эффекта комфорта и некоторого облегчения управления авто?

 

Дополнительная информация

  • Автор: Михаил Кофман
Прочитано 954 раз

Понравилось?! Не забудь поделиться! ;-)

    

Есть что рассказать? Тогда вам сюда...

--->

Мы в соцсетях