Демпферный маховик: особенности устройства, принцип работы, преимущества и недостатки

В двигателе имеется масса ответственных узлов и механизмов. Один из них – это маховик. Именно этот узел производит передачу выработанного крутящего момента на коробку посредством сцепления. Также благодаря маховику осуществляется вращение двигателя при задействовании стартера (при попытке запуска). Кроме того, узел призван гасить колебания и вибрации, и плавно передавать усилия на коробку. В сегодняшней статье мы уделим внимание такому типу механизмов, как демпферный маховик. На «Фольксваген» такие элементы ставятся уже давно. Как показывает статистика, более половины современных иномарок с МКПП оснащаются подобным типом маховиков.

Характеристика

Итак, что это за элемент? Демпферный маховик (двухмассовый) представляет собой механический дискообразный узел. С одной стороны он закреплен с трансмиссией, с другой – с коленвалом двигателя. Дополнительно имеет венец с зубьями, благодаря чему может вращаться при зацеплении шестерни стартера. Основная задача элемента – передача и сглаживание крутильных колебаний, что идут от двигателя.

Стоит отметить, что демпферный маховик имеет некоторые отличия от обычных. Так, ранее на автомобили ставили простые маховики из дискообразного литого металла. Данные элементы не могли выравнивать момент и сглаживать вибрации. Все удары переходили непосредственно на коробку и сцепление. А как именно устроен демпферный маховик на Т5 и других автомобилях, рассмотрим ниже.

Что представляет собой маховик и зачем он нужен?

При рассмотрении конкретных функций маховика выделяются следующие характеристики:

Уменьшение колебательных движений при вращении коленвала. В данном случае маховик можно рассматривать как одну из частей двигателя.
Передача момента с двигателя на КПП. Помимо этого, он является первичным диском сцепления.
Отвечает за передачу момента со стартера на коленвал.

Другими словами, маховик необходим для выполнения трех важных функций: запуска двигателя со стартера, передаче момента на КПП и обеспечение равномерной работы коленвала.

Сам принцип функционирования объяснить достаточно просто: представьте для наглядности обычный игрушечный волчок. Если волчок начинает раскручиваться от руки, то маховик — от вращательных движений коленвала. Волчок будет крутиться до тех пор, пока не закончится приложенная энергия. Ведущий диск способен передавать полученную энергию обратно, тем самым заставляя работать коленвал. В результате мы имеем замкнутую систему, при которой обеспечивается работа маховика.

Конструкция

Главное отличие от одномассовых маховиков – это наличие двух дисков. Они объединены в одно устройство. Каждый диск крепится к своему источнику – коробке и двигателю. При этом элементы способны свободно вращаться друг от друга. Диски соединены между собой подшипником.

Но, как передается крутящий момент от мотора на коробку через такой маховик, ведь диски свободно вращаются относительно друг друга? Для этого в конструкции предусмотрены пружины и фланцы. Они могут быть разной формы – в виде шестерни, звездочки, либо многоугольника. Эти элементы закрываются уплотнительной крышкой. Также отметим, что фланцы и пружины под этой крышкой заправляются специальной смазкой.

Всего в конструкцию демпферного маховика входят:

Первичный диск.
Вторичный диск.
Дуговая пружина.
Подшипник.
Уплотнительная крышка.
Фланец.

Назначение DMF

Если посмотреть на кривую изменения крутящего момента на валу, снятую с высоким разрешением по времени, то это будет чисто колебательный процесс. Жёстко передавать такое на трансмиссию нельзя, особенно если это мощный современный мотор с высокой степенью сжатия, большим моментом на малых оборотах и минимальным числом цилиндров. Вибрировать будет весь автомобиль, а трансмиссия быстро развалится.

Обычно для гашения колебаний используется массивный маховик, а в ведомом диске сцепления установлен демпфер крутильных колебаний. Если коробка автоматическая, то дополнительно работает гидротрансформатор, но он для экономии топлива замыкается, начиная с некоторой скорости.

Это интересно: Через сколько км менять масло в двигателе и что будет если этого не делать

Все эти устройства тем лучше работают, чем больше топлива уходит на их обслуживание. Тяжёлый маховик трудно раскручивать, как и мощный демпфер, а погашенная энергия частично уходит на снижение ресурса деталей.

Как альтернативное, при этом более продвинутое и эффективное решение, был предложен двухмассовый маховик, обозначаемый англоязычной аббревиатурой DMF (Dual Mass Flywheel).

Оказалось, что энергию в паузах крутящего момента можно пополнять из накопленной не только во вращающихся массах, но и в пружинно-демпфирующем механизме, который располагается между двумя половинками маховика.

Так удаётся снизить общую массу изделия, одновременно улучшив его характеристики. Особенно это заметно на принципиально более жёстко работающих дизелях, с которых всё и началось, а потом появились и продукты даунсайзинга в виде малоцилиндровых турбомоторов со значительным уровнем наполнения, что на бензине работало не менее жёстко.

Особенности работы

С каждым годом инженеры создают все более мощные и производительные двигателя. Еще не так давно полуторалитровый мотор развивал не более 80 лошадиных сил мощности. Сейчас же двигателя с таким объемом выдают 110 и более. Большая мощность – это хорошо, но с ростом крутящего момента ухудшился акустический и вибрационный комфорт. Различные вибрации постоянно передавались на кузов.

С этой целью и был создан демпферный маховик. Он передает крутильный момент равномерно, без толчков. Работает сам маховик очень просто. Как мы уже сказали ранее, одна его часть соединяется с коробкой, другая с двигателем. Так вот, когда первая часть маховика отклоняется на максимальный угол, момент передается на второй диск. А все вибрации и толчки сглаживаются благодаря демпферным пружинам. Отметим, что такие же пружины стоят и на элементе сцепления. Однако они сглаживают уже нагрузки, что возлагаются именно на диск.

Как проверить двухмассовый маховик

После демонтажа коробки передач и сцепления определить наличие люфтов в механизме маховика несложно. В исходном состоянии их быть не должно, всё зажато новыми пружинами, хотя и без разборки автомобиля можно косвенно оценить состояние маховика по резкому ускорению с малых оборотов, когда условия работы наихудшие.

Двигатель имеет максимальные пульсации из-за недостаточной частоты вращения, а крутящий момент выходит на пиковый уровень. Неисправный маховик будет стучать.

О неисправностях и ресурсе

Ремонт демпферного маховика может потребоваться на пробеге в 200 тысяч километров. Именно такой ресурс зачастую у данного механизма. Как проверить демпферный маховик? О неисправностях можно судить по следующим признакам:

Скрежет при остановке и при запуске двигателя (как будто стартер продолжает работать).
Щелчки при динамичном наборе скорости.
Характерные вибрации. Особенно часто это случается на холостых оборотах. С их ростом вибрации постепенно проходят.

С какими дефектами может столкнуться владелец автомобиля с демпферным маховиком? Среди проблем в первую очередь стоит отметить вытекание смазки, что находится под уплотнительной крышкой. Также о неисправностях можно судить по различным заломам, царапинам и трещинам на поверхности элемента. Все это можно увидеть визуально, сняв коробку и узел сцепления. Если же внешне никаких повреждений нет, а вибрации и звуки остались, можно предположить, что дефекты есть внутри (либо же сломан элемент демпфера и пружины).

Более точной будет диагностика на специализированном стенде, где мастер проверит элемент на колебания.

О ремонте

Замену демпферного маховика на новый наши владельцы редко, когда производят. Чаще всего они прибегают к более дешевому решению – ремонту. Дело в том, что стоимость нового маховика составляет порядка 1 тысячи долларов. А цена ремонта – не более 500. Но проблема усложняется тем, что мало кто из мастеров грамотно восстанавливает двухмассовые маховики. Также отметим, что ремонт детали будет невозможен, если на корпусе имеют место быть трещины или вмятины. В таком случае единственный выход – это замена на новый.

Процесс восстановления старого подразумевает демонтаж элемента и замену его внутренностей. В ходе ремонта производится:

Замена всех испорченных элементов.
Установка новых болтов.
Балансировка маховика (является обязательным этапом).
Замена смазки.

Специалисты не рекомендуют экономить на деталях. Если установить дешевые пружины, такой маховик вскоре будет требовать повторного ремонта. Что касается ресурса восстановленного маховика, он составляет порядка 200 тысяч километров. Но это возможно только при условии, если применялись качественные детали и сам ремонт производился по технологии.

Плюсы маховика

Стоит ли покупать автомобиль с подобным механизмом? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть все плюсы и минусы устройства. Так среди преимуществ стоит отметить:

Более плавное переключение передач.
Увеличенный ресурс деталей ДВС и трансмиссии (поскольку на них не возлагается повышенная вибрационная нагрузка).
Уменьшенный инерционный момент при переключении скоростей.
Экономия места в картере сцепления. Это немаловажный момент для автомобилей с небольшим рабочим объемом.

Минусы

Но есть и обратная сторона медали. В первую очередь, стоит отметить цену самого механизма. Такой элемент весьма дорогостоящий, что непременно сказывается на стоимости самого авто. Также нужно отметить ресурс, который ниже, чем у одномассовых элементов. При ремонте следует отдать большую сумму денег, дабы деталь снова прослужила свои 150-200 тысяч километров.

Но даже при таких недостатках, демпферный маховик все чаще используется не только на легковых автомобилях, но и на коммерческом транспорте. Технологично он более совершенный, но, в то же время, дорогостоящий в ремонте. Покупать автомобиль с таким маховиком стоит только в том случае, если нет явных признаков его износа. В противном случае придется сразу же отдать на ремонт порядка 500 долларов, а то и более. Если говорить о новых авто с гарантией, покупка машин с подобным маховиком здесь полностью оправдана.

Про 2-массовый маховик немного

В наше время практически 80 процентов всех новых автомашин оснащены 2-массовым видом маховика. Узел данный эксплуатируется большей частью в автомобилях с дизельными установками, однако – не редки они и в бензиновых агрегатах.

2-массовый маховик может обозначаться, как DMF. Инсталлируется в тандеме с КПП, одинарным или двойным сцеплением. Не редкость он и в вариаторных системах.

Как работает двухмассовый маховик

Полезно будет знать, что DMF начали использовать еще с середины 80-х гг. прошлого столетия, однако популярными они стали 10 годами позже. Однако в первое время 2-массовые балансиры практически не выходили из строя.

Впоследствии ситуация изменилась. 2-массовые маховики стали выходить из строя все чаще и чаще. Конструкторам удалось выявить определенную причину этой проблемы. Оказывается, двигатели старых машин имели невысокую мощность, что и становилось причиной долголетия DMF.

С течением времени моторы становились намного производительнее, по всему миру ужесточили допустимые нормы выбросов ЭКО.

Современные 2-массовые маховики выдерживают в таких условиях от силы 150-200 тыс. км пробега. Любая замена механизма трансмиссии вынуждает ремонтника провести работу и с DMF. Это дополнительные финансовые затраты.

При замене сцепления выявляется, что маховик так прохудился, что никакой объективной возможности продержаться такое же время, как новый механизм, нет. В тандеме они работать не могут, вот и приходиться владельцу решаться на установку нового 2-массового маховика.

В денежном эквиваленте замена DMF обходится россиянину в 20-50 тыс. рублей. Окончательная стоимость зависит от конкретной модели авто. Такие денежные затраты происходят в отместку за уют и агрессивную манеру вождения, ведь во многих случаях именно водитель бывает причастен к досрочной сработке элемента.

Как сохранить ресурс?

Чтобы продлить срок эксплуатации демпферного маховика, следует знать некоторые правила:

Нельзя существенно нагружать автомобиль. Это касается тех, кто предпочитает ездить с прицепом. На маховик при этом возлагается колоссальная нагрузка, и его ресурс значительно снижается.
Исключить буксировку иных авто (по той же причине).
Не держать педаль сцепления выжатой при остановке на светофоре. Лучше переводить сразу рычаг КПП в нейтральное положение.
Не бросать педаль сцепления при переключении передач.
Исключить резкие старты с места и агрессивную езду.
Не двигаться на низких оборотах. Особенно это вредно для дизельных автомобилей. Такие двигатели вырабатывают значительные колебания, вследствие чего возрастает нагрузка на маховик. При этом изнашиваются пружины демпферной системы.

Только так можно максимально продлить ресурс данного элемента в автомобиле.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, что собой представляет демпферный маховик и в чем его особенности. Как видите, данный механизм имеет более сложное устройство, нежели однодисковые аналоги. В то же время, работа демпферного маховика направлена на увеличение комфорта и снижение различных вибраций. В заключение стоит отметить, что цена содержания автомобиля с МКПП и таким маховиком будет ничуть не дешевле машины с автоматом. Ведь ресурс гидротрансформаторной АКПП может составить более 250 тысяч километров. А демпферный маховик на МКПП служит в полтора раза меньше. Поэтому не стоит считать, что машина на механике будет дешевле в обслуживании и содержании. Это верно лишь в случае одномассового маховика, от которых сейчас отказываются все больше и больше автопроизводителей.