Облегченный маховик: целесообразность установки детали

Облегченный маховик: плюсы и минусы

Одним из популярных способов тюнинга автомобиля является облегчение маховика. На автомобильных форумах можно часто встретить позитивные отзывы о таком методе модификации деталей машины. При этом облегчить маховик можно самостоятельно или приобрести облегченную версию от некоторых производителей. В рамках данной статьи рассмотрим, как влияет облегченный маховик на работу автомобиля, и действительно ли такой вид тюнинга можно считать полезным.

Основные способы тюнинга двигателя

Существует два основных способа повышения мощности двигателя:

Снижение массы движущихся частей
Установка новых элементов

Так, к примеру, стандартные детали двигателя заменяют на облегченные (поршни, шкивы, маховик и пр.), вместо механических систем устанавливают электрические. Некоторые автовладельцы (особенно это касается водителей гоночных автомобилей) в целях снижения веса снимают с ТС все навесное оборудование.

Рассмотрим наиболее распространенные методы совершенствования двигателя подробнее.

Смена головки блока цилиндров

Сегодня существует множество вариантов головок блока цилиндра, предназначенных специально для тюнинга двигателя. Их соединительные разъемы и патрубки имеют такую же конструкцию, как и стандартные ГБЦ, поэтому при их установке сложностей не возникает.

Помимо специальных головок, выпускаются модифицированные модели для конкретных автомобилей. Стоят они дешевле тюнинговых, однако также привносят новые возможности для двигателя.

Современные ГБЦ с вертикальным и горизонтальным вихрем увеличивают скорость поступления воздуха и в улучшают общие характеристики воздушного потока.

Расточка блока цилиндров

Процедура расточки цилиндров помогает увеличить общий объем двигателя. Операция по увеличению сечения гильз изнутри осуществляется только на специализированном высокоточном станке, позволяющем сохранить их правильную геометрию.

Для расточенных цилиндров подбираются бОльшие по диаметру поршни, так как только идеальное совмещение этих деталей обеспечивает необходимый уровень компрессии двигателя.

Тюнинг клапанов двигателя

Клапаны двигателя пропускают и выпускают воздушный поток. Временем открытия клапанов управляет распределительный вал, а степенью – толкатель.

Впускные клапаны не должны иметь острых углов и «заусенцев», препятствующих прохождению воздуха, поэтому эти элементы должны быть тщательно отполированы. Важно, чтобы клапаны размещались в посадочных местах плотно и без зазоров.

Увеличить количество поступающего воздуха можно путем расширения впускных отверстий или установки большего количества клапанов (16, 20, 24, 32 и т.д.). Последний способ наиболее актуален, так как увеличенные отверстия и большие клапаны уменьшают скорость воздушного потока на низких оборотах, что негативно отражается на крутящем моменте.

Помимо увеличения количества клапанов, устанавливают специальные тюнинговые клапанные пружины.

Замена штатного распредвала

Не менее популярный способ тюнинга, чем расточка блока цилиндров.

Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов двигателя. Время открытия задается профилем кулачков вала.

В отличие от обычных распредвалов, тюнинговые имеют более высокие и широкие кулачки, позволяющие клапанам подниматься выше и находится в открытом состоянии дольше. Это способствует подаче большего количества топливно-воздушной смеси.

Существует несколько видов модернизированных распределительных валов для умеренной, быстрой и спортивной езды:

Mild Road Cams: подходят практически для всех автомобилей, улучшают приемистость и мощность двигателя
Fast Road Cams: идеальны для скоростных автомобилей, увеличивают мощность двигателя, однако нестабильно работают на холостом ходу
Competition Cams: предназначены для спортивных автомобилей; эффективно повышают мощность двигателя, однако увеличивают расход топлива, обладают неровным холостым ходом и быстро изнашиваются

Спортивные распредвалы непригодны для использования в городских условиях, так как характеризуются максимальной отдачей в области почти предельных частот вращения двигателя (2-3 тыс. оборотов).

Доработка топливной системы

Для повышения мощности двигателя очень важно увеличить количество топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Сделать это можно путем доработки топливной системы автомобиля: установки более производительного насоса, топливной рампы с мощными инжекторами, усовершенствования топливного регулятора.

После проведения этих мероприятий обычно требуется использовать бензин с максимальным октановым числом.

Использование строкер-китов

Многие компании производят готовые комплекты (поршни, кольца, шатуны, подшипники и коленвал) для механического тюнинга двигателя. В основном, эти наборы ориентированы на американские восьмицилиндровые двигатели. Их использование изменяет длину хода поршня, увеличивает крутящий момент и в результате добавляет силовому агрегату 10-15 % объема.

Все детали строкер-китов изготавливаются по передовым спортивным технологиям, поэтому имеют больший запас прочности и износостойкости.

В зависимости от оборотистости двигателя существует несколько базовых вариантов строкер-китов с деталями разной высоты, ширины, углом поворота кулачка и прочими характеристиками.

Повышение компрессии двигателя

Повысить компрессию в цилиндрах можно разными способами. Одним из них является использование так называемых высококомпрессионных поршней. Обычно они выполнены из алюминиевого сплава с добавлением кремния, имеют увеличенное компрессионное кольцо и выпуклость на днище.

Высококомпрессионные поршни создают более высокое давление, чем стандартные, чем ускоряют процесс сгорания топлива и повышают мощность двигателя. В процессе работы они выдерживают очень большие нагрузки и температуры, поэтому могут использоваться для комплектации автомобилей с самыми мощными двигателями.

Снизить износ дорогостоящих высококомпрессионных и стандартных поршней помогает их обработка специальными антифрикционными покрытиями с дисульфидом молибдена и графитом.

Ранее они наносились только на заводе-изготовителе, сейчас их применение не ограничено промышленными рамками – защитные составы доступны в компактном и удобном аэрозольном формате.

По-настоящему уникальным средством для восстановления изношенного заводского покрытия является MODENGY Для деталей ДВС. Оно защищает детали при «масляном голодании» и перегреве, предотвращает появление задиров на сопряженных поверхностях и максимально снижает их износ.

Читать еще: Замена масла в двигателе Опель Мокка: инструкция, объем

Состав используется для юбок поршней, вкладышей распредвалов, дроссельных заслонок, шлицевых соединений, штоков клапанов.

Покрытие наносится после предварительного очищения и обезжиривания поверхностей Специальным очистителем-активатором MODENGY, сохнет при комнатной температуре и не требует возобновления в дальнейшем.

Уровень компрессии двигателя можно увеличить не только с помощью применения специальных поршней, но и путем шлифовки головки блока цилиндров. При этом стандартная прокладка ГБЦ меняется на тюнинговую (выдерживающую избыточное давление).

Различные методы повышения давления не следует применять в двигателях с турбонаддувом – для них свойственна малая компрессия, в противном случае возникает риск детонации и повреждения силового агрегата.

Установка турбокомпрессора или турбонагнетателя

Принудительно закачать во впускной коллектор больше воздуха и создать тем самым более высокое давление могут 2 устройства: турбокомпрессор и турбонагнетатель.

Турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя только при достижении нужного числа оборотов. Промежуток времени от старта двигателя до этого момента называется турболагом.

Турбонагнетатель начинает свою работу сразу, однако при этом отнимает около 30 % мощности силового агрегата.

Установка прямоточного глушителя

Чтобы выхлопные газы легче отделялись от двигателя с турбокомпрессором, устанавливается глушитель без катализатаров, с ровными изгибами или вообще без них. Он оказывает наименьшее сопротивление газам, и при комплексном подходе к тюнингу выхлопной системы прибавляет 15-20 % к мощности двигателя.

Установка дополнительного радиатора

Мощный модернизированный двигатель испытывает экстремальные нагрузки и температуры, поэтому требует более совершенной системы охлаждения.

Именно поэтому, чтобы продлить срок службы силового агрегата после доработки, желательно установить отдельный масляный радиатор и тосольный радиатор большего размера.

Технология производства облегчённого маховика

Имеется два пути облегчения устройства. Во-первых, это удаление лишнего веса со стандартной детали, а, во-вторых, изготовление нового маховика из более лёгкого материала. Чаще всего используют дюралюминий. Именно дюралевые устройства, в основном, устанавливают на продвинутые двигатели спортивных авто. Однако срок службы подобных изделий совсем недолог и обороты холостого хода двигательной установки доходят до 1500–2000 оборотов в минуту.

При изготовлении данного устройства важно учитывать, что на динамику автомобиля оказывает максимальное неблагоприятное влияние вес наружного радиуса. Потому вес детали сокращается при удалении лишнего металла по краю изделия. С внутренней стороны намного тяжелее убрать лишнее. Чем больше объем маховика в центральной части, тем меньше его влияние на момент инерции, но больше значение прочности. Следует отметить, что подходить к данному процессу необходимо с соблюдением определённых правил и допусков, чтобы ни в коем случае не повлиять на прочностные качества детали и не ослабить её.

Технология производства облегчённого маховика

Какие плюсы ожидать после установки облегченной версии диска

Уменьшения веса маховика (по утверждению многочисленных производителей облегченных деталей) приводит к:

уменьшению времени, необходимого для набора двигателем максимальных оборотов;

незначительному приросту мощности двигателя (неболее 3÷4%);
улучшению так называемого «отклика» при нажатии на педаль акселератора;
снижению нагрузки на коленчатый вал и КПП;
более четкому переключению на пониженную передачу;
незначительному (на 2÷3%) уменьшению расхода топлива;
сокращению времени разгона.

Именно последний плюс пользователи, установившие на свои автомобили (со стоковыми «непрокачанными» двигателями) спортивные маховики (так многие производители называют облегченные диски), считают основным достоинством проведения тюнинга подобного рода (в своих отзывах).

Отличия облегченного маховика от обычного

Стандартный маховик нужен для поддержания оборотов в процессе переключения скоростей, а также для ускорения автотранспортного средства. Вес детали сбалансирован таким образом, чтобы автомобиль поддерживал заданные величины динамики повышения скорости. Массу возможно рассчитать так, чтобы параметры автотранспортного средства соответствовали определенному классу и отвечали требованиям потребителя. Деталь находится в составе двигателя автомобиля.

Плюсы у обычного маховика следующие:

возможность работы на низких оборотах, но с условием меньшей динамики повышения скорости;
реализация беспроблемного старта;
медленный разгон, но хорошая величина поддержки скорости;
отличные характеристики передачи тяги на трансмиссию;
оптимальная величина крутящего момента.

Облегченный маховик нужен для повышения динамики разгона. Двигатель при этом проворачивает более легкий модуль, и поэтому автомобиль быстрее набирает обороты. Конечно, плюсы установки этой детали при разгоне существенны, но можно отметить и некоторые минусы. Так как основной целью использования маховика является передача вращения и поддержка оборотов при переключении скорости, то понижение массы элемента может негативно отразиться на этих параметрах.

Можно отметить следующие минусы установки облегченной детали:

скорость не только быстро набирается, но и быстро снижается;
увеличение расхода топлива;
падение оборотов до включения увеличенной скорости;
снижается величина крутящего момента, хоть уровень мощности и повышается;
затрудняется передвижение при неблагоприятных погодных условиях на сниженных передачах;
нарушение динамики работы двигателей с турбонадувом.

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.

Читать еще: Прокладка выпускного коллектора калина

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 дисковые тормоза на УАЗ

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.

плюсы и минусы — Auto-Self.ru

Что собой представляет маховик

Маховик — это элемент автомобиля, который отвечает за накопление кинетической энергии в процессе движения, а также выступает деталью для уравновешивания образованной энергии. Если автомобилю не хватает мощности при разгоне, маховик помогает набрать необходимые обороты на старте для начала движения. Когда машина движется быстро, маховик резервируют высвобождающуюся в процессе движения энергию.

Какой маховик считается облегченным

В современном автомобиле маховик может иметь вес от 5 до 15 килограмм, в зависимости от модели машины. Производитель при проектировке автомобиля выбирает вес маховика, ориентируясь на характеристики двигателя и машины.

Облегченный маховик весит около 3-3,5 килограмм (в некоторых случаях больше, когда оригинальный маховик отличается повышенным весом). Чтобы облегчить маховик, его изготавливают из алюминия. Тем самым получается сохранить прежние размеры детали, но сделать ее легче по весу.

Обратите внимание: Также облегченный маховик может быть изготовлен из стали, но тогда он будет иметь не только меньше вес, чем оригинал, но и меньшие размеры.

Плюсы установки облегченного маховика

Любой тюнинг, который выполняется с компонентами автомобиля, имеет положительные и отрицательные моменты. В случае с маховиком также, его стоит устанавливать вместо оригинального в тех случаях, когда:

Требуется более быстрый старт автомобиля. С облегченным маховиком машина набирает обороты быстрее;
Важно повысить мощность имеющегося мотора. С облегченным маховиком двигателю необходимо меньше энергии для вращения элементов, что приводит к повышению мощности;
Нужно увеличить плавность движения автомобиля. С более легкой деталью машина будет двигаться с меньшей вероятностью возникновения рывков.

Чаще всего облегченный маховики устанавливают не на массовые автомобили, а на модифицированные машины для различных соревнований.

Минусы установки облегченного маховика

Плюсы эксплуатации автомобиля с облегченным маховиком выглядят весьма заманчиво. Но есть и минусы, которые гораздо более существенные, если говорить о ежедневной эксплуатации машины:

Облегченный маховик приводит не только к быстрому набору скорости, но и к быстрой ее потери. То есть, водителю придется чаще жать на педаль газа, тем самым значительно повысится расход топлива и уменьшится комфорт от езды;
Имеет место быть существенное падение числа оборотов при переходе на повышенные скорости;
Значительно снижается крутящий момент;
Возникают сложности с проходимостью по грязи, болотам, заснеженным дорогам;
Облегченный маховик более хрупкий, чем стандартный, что может привести к его расколу в процессе работы.

В городском трафике управление автомобилем с облегченным маховиком вызовет дискомфорт. Машина будет быстро стартовать, но при этом и быстро терять скорость.

Как облегчить маховик

Есть два способа, как облегчить маховик автомобиля:

Купить и установить произведенный профессионалами на заводе облегченный маховик. Этот вариант дороже и лучше, поскольку можно быть уверенным в прочности детали, и меньше вероятность ее разрушения;
Вырезать “лишние” элементы из обычного маховика. Тем самым получится его облегчить, но будут внесены существенные изменения в конструкцию детали. Если выполнять такую работу без понимания конструктивных особенностей элемента, велика вероятность, что он расколется под нагрузкой.

(147 голос., средний: 4,51 из 5)

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Возможно ли облегчить своими руками?

В качестве основы применяют стандартные маховики, которые затем облегчаются путем срезания лишнего. Зачастую убирают части на внешнем радиусе детали. При помощи вырезания пазов можно убрать от полутора до двух килограмм веса. При этом не нарушаются прочностные характеристики ни самого маховика, ни его венца. Можно облегчить маховик и больше, снимая три и более килограмма. Но такой вариант уже потеряет в прочности.

Иногда встречаются элементы, где венец приварен посредством сварки к тому, что остался от маховика после облегчения. Но так делать нельзя – прочность заметно снижается.

Регулировка механизма газораспределения

В теории ДВС клапаны должны срабатывать при нахождении поршня в мертвых точках ВМТ и НМТ, соответственно. Однако на высоких оборотах время прохождения поршнем мертвой точки исчисляется тысячными долями секунды, поэтому цикл очистки камер сгорания от остаточных продуктов и наполнение их новой смесью будет неизбежно запаздывать.

Бортовой компьютер получает с датчика коленвала реальную информацию о пространственном положении поршней, но корректирует ее для инжекторной системы с учетом показаний датчика оборотов, то есть дает нужные параметры опережения или запаздывания, соответственно.

Другими словами, впускной клапан срабатывает с опережением ВМТ на 10 – 32 градуса, закрывается с опозданием на 40 – 85 градусов относительно НМТ. Аналогичные параметры выпускного клапана составляют 40 – 70 градусов опережения НМТ и 10 – 50 градусов запаздывания ВМТ, соответственно.

Кроме того, важно понимать, зачем между элементами клапанного привода используются зазоры:

в зависимости от температурного режима ДВС необходим тепловой зазор;
при нагреве клапан, головка цилиндров и блока расширяются, удлиняются;
зазором компенсируются линейные удлинения конструкционных материалов.

Облегченный маховик сбивает регулировки ГРМ, рассчитанные на другой момент инерции этой детали. Происходит запаздывание или опережение зажигания, теряется смысл тюнинга ДВС. Регулировку ГРМ лучше производить в СТО, а не гараже, у специалистов, обладающих необходимой квалификацией и оборудованием.

Таким образом, замена штатного маховика облегченным вариантом подходит исключительно для опытных пользователей, в идеале – на автомобилях с высокооборотными двигателями. Тюнинг по умолчанию стоит дорого, так как необходима разборка сцепления, КПП (частично), мотора (частично), балансировка коленвала динамическая, затем узла в сборе с маховиком, и окончательная с присоединенной корзиной сцепления на специальном стенде.

0 0 голоса

Рейтинг статьи