Что такое двухмассовый маховик
Перейти к содержимому

Что такое двухмассовый маховик

  • автор:

Двухмассовый маховик: cтук, как проверить, почему он ломается

ДММ, DMF, ZMS – разные названия одного и того же агрегата, двухмассового маховика. А еще это одна из самых ругаемых деталей современных автомобилей. Потому что стоит дорого, выходит из строя неожиданно и необратимо. Давайте разбираться с тем, зачем они вообще появились, что мешает им работать и как определить проблемы с маховиком.

Двухмассовый маховик

Для чего нужен маховик

Что вообще такое маховик и где он используется? Это деталь системы сцепления в виде металлического диска с зубцами на торце, диаметром около 40 сантиметров. Маховик крепится к концу коленвала двигателя и выполняет две главных функции:

  • Запуск двигателя от стартера (для этого и нужны зубья на торце).
  • Передача крутящего момента от мотора на коробку

Но со временем у маховиков появилась еще одна функция – это гашение крутильных колебаний коленвала. Собственно, это привело к разделению маховиков на два типа – одномассовые и двухмассовые. Почему? Все достаточно просто. Во-первых, современные двигатели при тех же размерах стали выдавать больше мощности – в среднем количество лошадиных сил выросло где-то в полтора раза. Во-вторых, экологические нормы тоже сделали моторы более эффективными и мощными, потому что воздушно-топливная смесь в них сгорает полнее, создавая меньше вредных отходов. И в-третьих, мы стали требовать от автопроизводителей большего комфорта от вождения. А это значит – меньше вибраций при работе двигателя и переключении передач.

Раньше, до появления описанных выше факторов, за гашение эту деталь для любого старого автомобиля, может вспомнить, что в нем есть пружины. Они и гасили колебания. Но с ростом мощности двигателей и требований к комфорту, пружины перестали справляться. В результате пришлось переносить эту функцию в маховик. Почему туда? Потому что ведущие производители сцеплений решили, что это будет наиболее эффективным решением. Да и альтернатив так никто и не предложил.

Конструкция двухмасового маховика

Так как работает двухмассовый маховик и чем его конструкция отличается от одномассового? Ответ частично спрятан в терминах. Одномассовый маховик – это литой металлический диск, то есть «одна масса», которая вращается.
Двухмассовый маховик – это «две массы», потому что он состоит из двух металлических пластин. Одна прикреплена к коленвалу, вторая – к коробке передач. Между собой части соединены подшипником, что позволяет им проворачиваться друг относительно друга. Но самая сложная часть – это демпферная система, которая расположена между дисками маховика. Это набор пружин и шестерен, которые находятся в густой масляной среде, внутри закрытого корпуса из двух основных пластин. В результате, когда часть, закрепленная на коленвале, начинает отклоняться, она приводит в движение пружинный механизм, который тянет за собой часть, связанную с коробкой передач. Все это позволяет очень эффективно поглощать вибрации в работе двигателя и коробке при передаче крутящего момента.

Почему ломается двухмассовый маховик

Двухмассовый маховик очень много ругают и это просто объяснить. Несмотря на то, что производители заявляют, что DMF может ходить до 200 000 километров, часто он выходит из строя раньше. Причем бывают ситуации, когда коробку сняли, комплект сцепления поменяли, и становится понятно, что маховик еще походит, но весь интервал замены сцепления не выдержит. А снимать коробку дорого и лучше заменить маховик сейчас. При этом стоит он очень и очень недешево – от 600$ и больше 1000$. Серьезный удар по кошельку, да? Как тут не начать ненавидеть «буржуйских» инженеров, которые придумали ненадежные детали?

износ двухмасового маховика

Действительно, двухмассовый маховик имеет свои слабые места и его ресурс может серьезно уменьшиться, если вы недостаточно внимательно относитесь к своему автомобилю. Например, маховики очень не любят, когда обороты вашего мотора находятся на границе «тряски» двигателя, а вы пытаетесь разогнаться, не понижая передачу. Это особенно иронично, учитывая что маховики сами снижают силу этой самой «тряски», провоцируя водителей на то, чтобы они «забывали» снизить передачу. По сути все, что не вписывается в понятие «нормальный стиль езды», сильнее или слабее убивает двухмассовый маховик: агрессивная езда, резкие ускорения и торможения, езда на низких оборотах, постоянное глушение и запуск двигателя. Все что ведет к росту количества вибраций маховика больше обычного, понемногу сокращает его ресурс.

Более того, на работоспособность маховика негативно влияют и неисправности сопряженных систем. Проблема пропусков в системе зажигания и впрыска, неотрегулированная степень сжатия в цилиндрах, резкие вибрации из-за проблем в системе сцепления, сниженная частота вращения стартера и даже изношенные подушки двигателя, приводящие к вибрациям – все это тоже убивает маховик.

Как проверить демпферный маховик

Так как снимать коробку и проверять маховик дорого и бессмысленно, то диагностировать его состояние нужно по другим признакам. Кроме того, не забывайте, что этот агрегат находится внутри неразборного корпуса и визуальный осмотр тоже не дает 100%-го результата.

как проверить двухмассовый маховик

По мнению инженеров компании Sachs, одного из производителей сцеплений и двухмассовых маховиков, о том, что проблемы именно с DMF, говорят следующие признаки.

  • Вибрация во время запуска мотора, причем даже с толчками, которые ощущаются в рычаге КПП
  • Мягкий стук на холостых оборотах мотора
  • Трудный запуск мотора, с вибрацией или легким стуком
  • Вибрация во время разгона и толчки при повышении передачи
  • Вибрация после того, как вы заглушили двигатель, часто со стуком

Ведущие производители двухмассовых маховиков

Кроме оригинальных DMF, на рынке присутствует продукция многих производителей. Но мы бы выделили всего троих, кого можно реально называть лидерами рынка.

LUK – всемирно известный производитель деталей сцепления из Германии, часть концерна Schaeffler Group. Именно инженеры LUK придумали двухмассовый маховик в 1985-м году. Предлагает как сами маховики, так и комплекты сцепления с маховиками для комплексного обслуживания КПП.

Sachs – такой же крупный немецкий производитель деталей сцепления и амортизаторов, часть концерна ZF. Несмотря на то, что в ZF уступили первенство конкурентам в разработке DMF, сказать что чья-то продукция лучше или хуже нельзя. Оба производителя производят качественные детали премиум-качества, которые являются надежной заменой оригинальным маховикам. Более того, часто их маховики и стоят «в оригинале».

Valeo – крупнейший французский концерн. Их продукцию отличает то, что она может быть немного дешевле, что с учетом стоимости маховика, делает их привлекательным выбором. Отличает Valeo и еще один нюанс. Именно французы создали конструкционно доработанный одномассовый маховик, который можно использовать для замены двухмассовому маховику. Но безопасность такой замены остается спорным вопросом и мы в интернет-магазине Leoparts не рекомендуем так поступать. Потому что замена на маховик, который не был предусмотрен в конструкции машины, может привести к проблемам. Вибрации, которые должен гасить именно двухмассовый маховик, могут разрушить коленвал или коробку передач.

При покупке двухмассового маховика нужно обратить внимание на сцепление, так как эти детали зачастую изнашиваются вместе и намного целесообразней менять их комплектом.

В два раза лучше и в пять дороже: зачем нужен двухмассовый маховик и почему он ломается

Часто в обзорах автомобилей с пробегом, которые блестяще пишет Борис Игнашин, упоминается термин «двухмассовый маховик». И к нему часто есть претензии: мол, дорогой он, частенько разваливается, проверять его нужно тщательно. А что такое этот двухмассовый маховик? Железяка из двух частей или всё-таки что-то более сложное? Почему он разваливается и – самое главное – как его проверить?

Ровно и мягко

История двухмассового маховика довольно простая, а началась она давно – первые маховики такой конструкции появились ещё в 1980-х. Их очень широкое распространение сегодня можно объяснить двумя причинами: прогрессом моторов и требованиями экологических норм. Начнём с моторов.

Первые моторы были очень вибронагруженными. И технологии, не позволяющие изготавливать их с современной точностью, и карбюраторное питание, и несовершенные механические системы зажигания делали работу мотора не очень стабильной. Особенно на холостом ходу, когда коленвал двигался с рывками. Для того, чтобы эти крутильные колебания как-то снизить, стали ставить тяжёлые чугунные маховики. Одну часть проблемы – равномерность работы на холостом ходу – они отчасти решали. Но была и другая проблема: как трогаться с места без рывков, максимально плавно и комфортно?

Для этого решили усовершенствовать сцепление. Точнее, его ведомый диск. Видели, наверное, на этих дисках (или хотя бы их фотографиях) пружины? Это ничто иное, как основной элемент гасителя крутильных колебаний. Благодаря этому гасителю при трогании с места и езде на минимальных оборотах удалось существенно снизить крутильные полебания коленвала, передающиеся на коробку передач. Впрочем, в некоторых ситуациях гаситель крутильных колебаний ведомого диска со своей задачей справиться не может. Думаю, все помнят, как начинает трястись автомобиль, когда неопытный водитель пытался тронуться с третьей передачи или слишком медленно ехал на высокой передаче? Вот к тому издевательству ведомый диск не готов. А происходило такое всё чаще, причём не по вине водителей, а по вине экологических норм.

Да, экология виновата в этом не меньше того, кто сидит за рулём и путает передачи. Ведь нельзя быть одновременно «зелёным» и иметь высокие обороты двигателя – это не сочетается. Холостые становились всё ниже, и несмотря на рост технологий, появление инжектора, гидроопор мотора и прочих вещей, снижающих вибрацию, крутильные колебания всё-таки нарушали комфорт. Снижение веса моторов, связанного с переходом от чугуна к алюминиевым сплавам, тоже внесло свою лепту – чем мотор легче, тем больше он подвержен вибрации. И со временем из ситуации нашли интересный выход: вместо гасителя крутильных колебаний на ведомом диске его решили ставить прямо в маховике. К тому же такой двухмассовый маховик оказался легче простого чугунного, что тоже хорошо.

Большой скачок в распространении двухмассовых маховиков связан с появлением роботизированных коробок, особенно немецких DSG. Автомобили с такими коробками заточены под экономичную езду на минимальных оборотах на максимально возможных передачах – они должны тянуть с самых низов, где вибрации всегда будет много. Поэтому с современными «роботами» двухмассовый маховик есть всегда.

Ну и второй фактор – это дизели. Конечно, современные дизели с Common Rail не так пляшут под капотом, как старые-добрые дизели 80-90-х, но всё же они тоже довольно вибронагруженные, а тяга на низких оборотах у них хорошая. Тут сам бог велел ставить двухмассовые маховики, поэтому на дизельных легковых автомобилях они встречаются очень часто. С одной стороны, это даёт машине дополнительный комфорт, с другой – часто разваливается и стоит кучу денег. Почему?

Две массы, две проблемы

Двумассовый маховик имеет две основные части. Внешний его корпус (первичный диск) похож на обычный маховик: там такой же венец для зацепления шестерни стартера и обычно – диск синхронизации для датчика положения коленвала. А вот внутри этого корпуса деталей много. Это пакеты пружин, которые гасят колебания (наборы из жёстких и мягких пружин), колесо с внутренними зубьями, планетарные шестерни, осевой и радиальный подшипники, и всё это закрыто вторым корпусом (вторичным диском), к которому прилегает ведомый диск сцепления. Таким образом, получается, что два корпуса поворачиваются относительно друг друга и удерживаются пакетами пружин. Ничего слишком сложного нет, но вполне очевидно, что это уже механизм, а не монолитная чугунная плашка, как простой маховик. А любой механизм со временем изнашивается (включая двухмассовый маховик и Тойоту Лэнд Крузер 100).

Можно выделить две причины выхода маховика из строя. Первая – это естественный износ, вторая – поломка из-за нарушения смазки.

Износ двухмассового маховика неизбежен. Пружины со временем меняют свои характеристики, оба диска начинают перемещаться относительно друг друга слишком свободно, без необходимого усилия. Это, к сожалению, неизбежно.

То же самое можно сказать и о подшипниках, которые тоже не вечные. Хочешь – не хочешь, а когда-то придёт время заниматься ремонтом или заменой этого маховика.

Но вот преждевременный его износ обычно связан с дефектом смазки. Дело в том, что смазка уложена в герметичное пространство, где работают пружины и подшипники. Само собой, она уложена «на весь срок службы», то есть условно вечная (как, например, масло в АКП). Мы все понимаем, что вечного ничего не бывает, и эта смазка стареет. Особенно быстро она приходит в негодность из-за перегрева. И совсем быстро – из-за частого перегрева.

Перегреть её просто. Помните, как неопытные водители «жгли» сцепление? Неправильная работа педалью приводила к тому, что фрикционные накладки слишком долго буксовали, сильно нагревались от трения и подгорали. Вот теперь тоже самое можно делать и с двухмассовым маховиком – перегревать смазку, которая заложена в него навечно. Обидно, но это такая плата за комфорт.

Вообще, стиль вождения довольно сильно влияет на ресурс маховика. Перегрев смазки можно вызвать долгими пробуксовками в грязи или в снежном сугробе либо при буксировке тяжёлого прицепа.

Очень отрицательно маховик относится к небрежной работе сцеплением. Резко его бросать не стоит – это удар по маховику. Не стоит и ехать на слишком низких оборотах – в этом случае маховику приходится гасить очень сильные крутильные колебания, что существенно сокращает ему жизнь.

Нежелательно ездить с неисправным мотором или опорами мотора. Маховик будет компенсировать рывки при пропусках зажигания, будет смягчать пляску двигателя на порванной гидроопоре, но в конце концов и сам выйдет из строя раньше срока.

Ну и, конечно же, чип-тюнинг. Почему-то многие при чиповке мотора переживают за автомат, а про бедный маховик не думают. А зря: если чугунному маховику плевать, какой момент с коленвала передавать на сцепление, то у двухмассового есть предел прочности. Так что тут тоже нужно быть осторожнее.

Ремонт и замена

Ремонтировать двухмассовые маховики у нас научились. Сейчас их достаточно успешно разбирают, меняют пружины, подшипники, набивают свежую смазку, заваривают, балансируют и отправляют в путь. Могут даже дать вполне приличную гарантию. Работа, конечно, недешёвая, но всё-таки не такая разорительная, как покупка нового маховика. Тут цены на оригинальные запчасти довольно высокие (например, на обычный Мондео его можно купить за 45-50 тысяч).

Менять или ремонтировать маховик лучше вместе с заменой сцепления. Потому что, во-первых, для его замены всё равно нужно снимать коробку и сцепление, во-вторых, потому что высока вероятность, что два комплекта сцепления маховик всё равно не переживёт. Но тут, конечно, всё индивидуально. Просто если есть планы ездить на машине долго, а при замене сцепления выясняется, что маховик скоро отправится на свалку, выгоднее будет его заменить сразу.

Возникает вопрос: а можно ли вместо двухмассового маховика поставить одномассовый? Который во много раз дешевле и практически вечный? Обычно – да, можно. Но при этом нужно обратить внимание на ведомый диск сцепления: если по стоку он стоял без гасителя крутильных колебаний, то его нужно заменить на другой – с гасителем. Иначе ездить будет совсем неприятно. Кстати, многим такая замена нравится ещё по одной причине: думают, машина стала быстрее трогаться с места и разгоняться. Отчасти оно так и есть: демпфирование двухмассового маховика заметно выраженнее, чем демпфирование гасителя ведомого диска, отчего кажется, что машина стала на полсекунды быстрее уезжать с места. Впрочем, «попомер» – инструмент не самый точный, и его показания очень субъективны.

Маракасы, бубен и флейта

Как понять при покупке машины с пробегом, что двухмассовый маховик требует ремонта? Честно говоря, довольно сложно. Обычно говорят, что он «лязгает», что особенно заметно при трогании с места. Однако лязгает он обычно тогда, когда уже почти совсем развалился. На начальном этапе он издаёт очень разнообразные звуки, похожие на звук маракасов, иногда – бубна. Иногда он может посвистывать, но вот определить, что это именно маховик, очень и очень сложно. Подобным образом может звучать и коробка, и сцепление. А если слушать всё это, сидя в салоне, то можно принять за звук маховика даже стучащую о кузов защиту поддона картера или экран изоляции системы выпуска. Точно состояние маховика можно определить только после снятия коробки передач и сцепления, хотя бы по оценке угла поворота вторичного диска и его осевому люфту.

При покупке машины более-менее точно проверить маховик можно одним способом: на одной из высших передач (пятой или шестой) резко нажать на газ с начальными оборотами в пределах 1000-1100. Если появляются посторонние звуки или рывки, маховик, скорее всего, уже требует ремонта. Если же всё в порядке, значит, он ещё способен побороть те колебания, которые в ходе такого эксперимента обязательно возникнут.

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.

Специалисты компании Trialli, российского производителя узлов трансмиссии, рассказали, что внедрение двухмассовых маховиков безусловно решило проблему резонансных колебаний, однако породило новую — малый ресурс изделия. Двухмассовые маховики из-за особенностей конструкции обычно не выдерживают более 80 000 км пробега и требуют дорогостоящей замены — в среднем около 30 000 рублей.
«Для роботизированной КПП это неизбежно: лепестки корзины сцепления при работе актуатора должны постоянно находиться в одном положении. Для этого в нажимной диск сцепления была внедрена технология компенсации износа, чтобы нивелировать износ фрикционных элементов ведомого диска и выработки прижимного диска корзины.
А вот для механической КПП эффективность двухмассовых маховиков не столь однозначна. Принципиальной разницы в движении водитель не почувствует, а потому есть возможность сэкономить на ремонте трансмиссии, переоборудовав двухмассовый маховик в обычный одномассовый и, соответственно, при последующих ремонтах устанавливать комплект для одномассового маховика», — констатировал директор по маркетингу компании Trialli Кирилл Шипота.

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.

Двухмассовый маховик: конструкция, принцип работы и ресурс

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *