Двухмассовый маховик; принцип работы, ремонт и замена на одномассовый

Для начала представим себе одномассовый маховик. Это чугунный литой диск, с повехностью для соприкосновения с диском сцепления, отверстиями крепления к коленчатому валу и зубчатым венцом для зацепления с шестерней стартера для запуска двигателя.

К маховику крепится корзина сцепления с нажимным диском, который прижимает по средством пружины ведомый диск сцепления.

Ведомый диск представляет собой два скрепленных друг с другом диска, один из которых входит в шлицевое зацепление с маховиком, а второй, с фрикционными накладками, прижимается нажимным диском к маховику.

Соеденены эти два диска через набор пружин по окружности, представляющий собой демпферный узел, который гасит крутильные колебания при трогании автомобиля с места.

Весь комплекс этих деталей, совместно с маховиком, представляет собой самое простое решение механизма сцепления при механической коробке передач.

Такая конструкция сцепления на легковых автомобилях вполне устраивала с двигателями небольшой мощности.

Такое сцепление устанавливалось и устанавливается на большегрузные автомобили, но размеры и масса там значительно увеличивается. Используются системы с двойными и тройными ведомыми дисками.
На грузовиках, с их мощными двигателями есть возможность увеличивать массу маховика и деталей сцепления.

На современных же легковых автомобилях с их мощными двигателями, уже не справляется тот простой демпфер. Увеличенные крутящие моменты требуют более совершенного механизма гашения крутильных колебаний.

Вот умные инженеры и придумали двухмассовый маховик.

Двухмассовый маховик: назначение

ДММ — мощный гаситель крутильных колебаний. После его появления ставить пружины оказалось не нужно. Прежде они были объединены с диском сцепления, работавшим вместе с одномассовым маховиком, который являлся большим литым диском — в нем в силу простоты конструкции просто не могло быть никаких поломок. Со временем мощность двигателей продолжала расти, нормы вредных выхлопов ужесточались. Эти обстоятельства вынудили производителей приспосабливать силовые агрегаты для работы на пониженных оборотах. Прежние решения уже не подходили.

ДММ выравнивает работу трансмиссии, даже когда она работает в неблагоприятных условиях. На автомобилях с простыми маховиками резкое повышение скорости способствует возникновению вибраций. Дальнейшее увеличение скорости без перехода на более низкую передачу становится невозможным. При использовании высокомощных пружин ДММ основная часть вибраций успешно гасится.

Для чего нужен маховик

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

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

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

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

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

Вот несколько положительных моментов данной разработки:

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

Технология работы устройства

Отличие в работе маховика двух масс от одномассного агрегата не очень значительное. Крутящий момент подается на первый диск устройства, он начинает немного отклоняться, уводя за собой пружинный механизм. Как только произойдет отклонение на необходимый угол, крутящий момент передается уже на второй диск, и впоследствии — на коробку передач.

Гибкая пружинная конструкция за счет своих отклонений и упругости гасит значительную часть возникающих вибраций, отчего они практически не заметны в салоне автомобиля. При эксплуатации спортивного автомобиля нет никакого дела до вибраций, в то время как владельцам длинных машин представительского класса хочется чувствовать максимальный комфорт. И маховик им в этом помогает.

По мнению профессионалов, низкий ресурс двухмассового маховика обуславливается неправильной эксплуатацией личного транспорта. Водители, на автомобиле которых установлены, например, дизельные двигатели, пытаются передвигаться на малых оборотах, которые почти приравниваются к холостым. Из-за такой езды вращательные колебания у коленчатого вала очень высоки, именно это и приводит к быстрому износу пружин двухмассового маховика.

Помимо этого, рекомендуют, глушить двигатель (чтобы увеличить ресурс маховика и сцепления к нему) выжимая педаль сцепления.

Принцип работы

Как я уже говорил выше мощности, обороты и скорости автомобилей растут (еще 15 лет назад мотор объемом 1,6 выдавал менее 80 л.с., сейчас зачастую 110 – 120 л.с.). Также водители требуют от новых авто — комфорта, как акустического, так и вибрационного. А сделать это РЕАЛЬНО СЛОЖНО! НЕ всегда мощный двигатель работает равномерно, зачастую он передает большие колебательные и крутильные вибрации в кузов, если для спортивных авто это все равно, то вот владелец бизнес-класса навряд ли это будет терпеть, тут комфорт подавай.

Еще один момент роботизированные коробки передач, особенно старые (один диск сцепления), которые управляются электроникой. Для них вибрации ВООБЩЕ НЕ ПРИЕМЛЕМЫ, именно на них впервые и устанавливали двухмассовые маховики. Однако сейчас все чаще встречаются и на обычных механических коробках.

Принцип работы очень прост (постараюсь рассказать утрировано, но просто) — первичный диск обычно закрепляют к коленчатому валу двигателя, а вторичный к МКПП (или роботу). Между ними стоят пружины и другие части (они могут различаться), то есть это своеобразный демпфер. Когда первичная часть маховика отклоняется, она влечет за собой пружинную конструкцию, и только тогда когда она отклониться на максимальный угол, начинает передаваться момент на вторичный диск. Таким образом, большая часть вибраций поглощаются пружинно-демпферной конструкцией. Просто и очень эффективно (подробнее будет в видео).

Стоит отметить, что в диске сцепления есть пружинный демпфер, но он уже не справляется с возросшими на него нагрузками.

Устройство и работа приспособления

Начнем с месторасположения — это участок между мотором и сцеплением авто. Состоит конструктивно из 2‑х отдельных корпусов: один из них соединяется с коленчатым валом. Другой непосредственно связан с узлом сцепления. Друг с другом они объединены специальными подшипниками и могут даже вращаться по оси один относительно другого.

Внутри маховик такого типа заполняется особой смазкой, которая призвана обеспечить эффективную работу пружин внутри. Чтобы они не мешали друг другу в работе, их отделяют пластиковыми разделителями. Выделяют ключевой принцип функционирования 2‑массового маховика — это ступенчатый порядок взаимодействия пружинных пакетов с различной степенью жесткости.

На первой ступени работают более мягкие пружины. Именно они позволяют добиться более плавного включения сцепления при соединении его с силовым агрегатом. На следующей ступени они отличаются уже большей жесткостью, и при обычном режиме езды с их помощью удается избежать так называемых «крутильных колебаний».

Ремонт двухмассового маховика

Мощность современных машин возросла кратно. Соответственно выросла и величина колебаний на коленвалу, на трансмиссии автомобиля. Поэтому двухмассовые маховики работают в тяжелых условиях. Они менее долговечны, чем одномассовые, чаще требуют ремонта или замены. Стоимость их находится в районе 1000 долларов. Ремонт обойдется в разы меньше.

Возросла вибрация автомобиля, появился визг при пуске и остановке двигателя. Машину трясет так, как если бы стартер не отключился от маховика, после пуска двигателя. Это признаки порчи двухмассового маховика.

Ремонт двухмассового маховика сейчас делает практически любой автосервис. Для начала маховик разбирают и промывают от грязи. Внешний осмотр позволяет выявить трещины (Стрелка В). Цвет побежалости на вторичном диске (стрелка А) говорит о неравномерной работе сцепления. Это происходит, когда водитель часто допускает не полное прижатие сцепления к маховику, вместо использования ручника.

Цвет побежалости бывает также на поверхности, которая ближе к оси, чем поверхность трения (точка С). Это признак выхода из строя центрального подшипника.

Серьезный дефект – вытекание масла, или его закоксовка. В этом случае меняют механизм полностью.

Самый хороший ремонт – замена изношенных деталей на новые, а не шлифовка поверхностей или их восстановление наплавкой.

После сборки маховика, его балансируют. Затем покраска – последняя необходимая операция.

Главные преимущества и недостатки

• Снижение уровня вибраций, передающихся на кузов и в салон.
• Избавление от воя и дребезжащих звуков элементов КПП, раздаточной коробки передач.
• Увеличение ресурса трансмиссии. Особое значение DMF имеет в работе роботизированных КПП, к которым относится DSG, гидротрансформаторных АКПП и вариаторов.
• Повышение комфорта при старте и переключении передач, снижение вибраций, передающихся на педаль сцепления.
• Уменьшение расхода топлива и снижение вредных выбросов в атмосферу.

Недостаток DMF исходит из главного преимущества одномассового маховика – надежности. Автолюбители свыклись с той мысль, что этот узел требует ремонта или замены лишь в исключительных случаях издевательства над авто. Тогда как DMF имеет ресурс, ограничивающийся 100-150 тыс. км. Стоит признать, что некоторые модели не лишены конструктивных недочетов и редко доживают даже до 100 тыс. км. Замена узла стоит немалых денег, поэтому в случае неисправности владельцы чаще всего прибегают к ремонту двухмассового маховика.

Неисправности

Выделяют две наиболее характерные неисправности:

• увеличение люфтов между подвижными элементами, из-за чего происходит характерное громыхание на низких оборотах, при остановке и запуске двигателя;
• износ подшипника ступицы ведущего диска.

Тема неисправностей довольно обширная, поэтому мы обязательно посвятим статью признакам поломки и способам проверки DMF.