Автор: Евгений Живоглядов. Дата публикации: 23 ноября 2022. Категория: Автотехника.
Каждому автолюбителю хочется в той или иной мере улучшить технические характеристики своего транспортного средства. Одним из довольно популярных в последнее время вариантов тюнинга, улучшающим динамику разгона, является замена штатного маховика на облегченный вариант. Как и любая модификация, такая доработка имеет как положительные, так и отрицательные стороны. И прежде, чем приступать к замене маховика, необходимо взвесить все «за» и «против».
Чем характерен облегченный маховик
Облегченный маховик, это изделие из которого было извлечено определенное количество металла.
К примеру, многие автовладельцы ВАЗ из серии классика, облегчают свой маховик на полтора, два, а то и 3,5 килограмма. При этом заводской вес устройства около 7,5 кг.
При последнем варианте изделие будет весить около 4 кг и считается, что это предел для вазовских автомобилей, так как выход за него в меньшую сторону может повлиять на прочностные характеристики самого маховика. Рисковать не стоит. Хотя при правильном подходе вес изделия на ВАЗе можно уменьшить до 3 кг, но про это дальше.
Но обычно на вазовских моделях вес маховика уменьшают на 1,5 кг, что не может негативно сказаться на его прочностных характеристиках.
Но не так все просто, как кажется, тут есть много подводных камней, про которые важно знать.
Стоимость
Обычно установкой данных элементов занимаются владельцы отечественных автомобилей. Сейчас очень много магазинов, продающих уже готовые, облегченные маховики. Их масса составляет порядка 3,9 килограмма для полуторалитрового мотора.
Какова на облегченный маховик ВАЗа цена? Стоимость спортивных элементов начинается от 2,2 тысячи рублей (для ВАЗов «десятого» семейства). Также есть готовые комплекты для «Жигулей» классических моделей. Например, на советскую «копейку» облегченный маховик стоит 2,65 тысячи рублей. Самый дорогой маховик – для тросиковой коробки ВАЗ-2181. Его цена составляет 2,9 тысячи рублей. Также в продаже имеются облегченные маховики для «Нивы» (в том числе «Шевроле»). Но опытные автомобилисты говорят, что эта деталь и вовсе бесполезна на внедорожнике. Такие авто, наоборот, должны иметь хороший крутящий момент. Особенно если эта машина подготавливается под оффроуд.
Сколько мощности забирает на себя обычный маховик
На любом автомобиле, неважно грузовом или легковом, маховик является неотъемлемой составляющей системы запуска мотора.
Именно благодаря этому устройству вращательный момент от бендикса стартера передается на коленвал.
Но после того, как автомобиль завелся маховик не останавливается, а продолжает вращаться, так как постоянно соединен с коленвалом.
Имея определенный вес, при наборе скорости, он забирает часть мощности от двигателя. И чем больше изделие весит, тем больше мощности уходит. Как правило, это 2 – 3%.
Особенно такая картина наблюдается на высоких оборотах работы мотора, уходящих за отметку 4 тыс. в минуту.
Казалось бы, это конструкторская недоработка, которая требует технического решения, но не так все просто. Оказывается, в этом есть и свои плюсы.
Дело в том, что маховик во время вращения, забирает на себя много опасных колебаний от побочных процессов, происходящих в моторе, которые трудно учесть при конструировании последнего.
По сути, колебания не уходят в кузов автомобиля, а гасятся, что немаловажно.
Во время запуска агрегата и на высоких оборотах маховик переносит большие нагрузки, поэтому при изготовлении в него закладываются такие показатели, как стойкость к слому, кручению и большим нагрузкам.
Поэтому весить изделие может в пределах от 6 до 9 кг, в зависимости от того на какой модели авто установлено и какой у нее мощности агрегат.
Функция
Как мы уже сказали ранее, маховик – это составная часть кривошипно-шатунного механизма.
Элемент предназначен:
- Для снижения неравномерности вращения коленвала.
- Передачи крутящего момента от ДВС на трансмиссию (маховик является ведомым диском сцепления).
Сглаживания пульсаций момента достигается благодаря периодической отдаче и накоплению маховиком кинетической энергии. Она запасается при рабочем ходе поршня. Расходуется энергия при такте вывода поршня их мёртвой точки. Рабочий ход поршней возрастает с количеством цилиндров в блоке. И чтобы обеспечить равномерную передачу момента, в конструкции предусмотрен маховик. Облегченный элемент отличается от заводского в первую очередь массой (о ней — позже). Но, вне зависимости от типа, данный механизм закрепляется в торцевой части коленвала, у заднего коренного подшипника. Последний отличается высокой устойчивостью к нагрузкам. Именно на коренной подшипник возлагается вес маховика и все нагрузки от него.
Маховик в роли энергетического аккумулятора
Устанавливают тяжелые маховики на обычные, пользовательские автомобили с серийными моторами еще по одной причине – они выполняют функцию энергетического аккумулятора.
Дело в том, что на низах передача мощности у таких автомобилей от поршня на коленвал происходит в очень узком диапазоне – 500.
При этом четыре такта в двигателе происходит за 7200 (2 оборота), из них теоретический рабочий ход только 1800.
По причине того, что у стандартного мотора обороты небольшие, а передача мощности происходит в очень узком диапазоне, даже вращение его на холостом ходу затруднено.
Эту ситуацию исправляет тяжелый маховик, который за 500 поворота колен вала вбирает в себя достаточно энергии чтобы потом по инерции дальше раскручиваться и помогать двигателю.
Это же свойственно и для работы агрегата на низах. Т.е. тяжелое устройство на моторах, у которых рабочие обороты в пределах 2,5 – 4 тыс., а холостые – от 0,8 до 1 тыс. играет положительную роль и облегчать его не стоит если параллельно не вносить конструкторские изменения в другие элементы мотора.
Взаимосвязь с ГРМ
Следующая особенность заключается в том, что маховик напрямую завязан с газораспределительным механизмом.
Если на серийном моторе стоит обычное тяжелое изделие, как в нашем случае, и серийный, не тюнинговый, ГРМ, который обеспечивает хорошее наполнение цилиндра и крутящий момент на низких оборотах – двигатель работает в обычном режиме.
Но если на обычном моторе заменить тяжелый маховик на легкий аналог, то получится что для низов инерционной энергии изделия не хватит чтобы машина плавно двигалась в обычном режиме, так как цилиндры топливной смесью будут наполняться плохо.
Но в то же время высокие обороты у стандартного мотора не появятся потому что механизм газораспределения будет сразу же задавлен и как в первом случае тоже не будет успевать качественно наполнять цилиндры топливной смесью.
Поэтому выбор маховика и степень его облегчения будет напрямую зависеть от ГРМ, т.е. от того, в каком скоростном режиме будет работать двигатель.
Если же наоборот, установить тяжелый маховик и тюнингованный широкий распредвал, то о качественных низов у мотора можно забыть. Высокие обороты, при этом, тоже будут плохие так как мотору придется вращать большую массу моховика и это создаст препятствие для качественного наполнения цилиндров.
Поэтому скоростной режим моторов прежде всего зависит от механизма газораспределения и уже под этот ГРМ подгоняются все остальные детали, включая и вес маховика.
Тут все зависит от конкретной компоновки впускного и выпускного трактов, ширины фаз газораспределения, количество и диаметр клапанов и так далее.
Какой вывод нужно сделать?
В статье были конкретно описаны все плюсы и все минусы установки спортивной детали. Как заключение, следует выделить, что свой выбирать лучше детали, которые изготовлены из алюминия. Все объясняется тем, что уменьшают вес путем использования более легких материалов, а не уменьшения количества материала на квадратный сантиметр, что уменьшает прочность в разы.
Если же такие маховики вас не интересуют, и выбор пал на стальные детали, тогда лучше обратить свое внимание на тот факт, что металл должен быть вырезан максимально близко к раю детали. Это при том, что центральная часть должна быть максимально оснащена металлом.
Нужен ли облегченный маховик на форсированном двигателе
У форсированного двигателя рабочий режим работы варьирует в пределах 6 – 7 тыс. оборотов. На таких частотах тяжелое изделие является большим препятствием, ведь такую массу нужно быстро проворачивать.
Облегченное же изделие плюс вращение тяжелого коленчатого вала на больших оборотах будет достаточным чтобы на инерции поддерживать стабильное вращение мотора.
Поэтому в данном случае тяжелый маховик будет лишним, его можно облегчать.
При этом на форсированном моторе уже был проведен комплекс мероприятий по его тюнингу.
Особенности установки облегченного устройства на автомобили ВАЗ
Установка только облегченного маховика на любую вазовскую модель не даст заметного прироста мощности, хотя динамика набора скорости безусловно увеличится.
Перед самой установкой желательно сделать тюнинг газораспределительного механизма, только тогда он позволит хорошо наполнять цилиндры на частотах в пределах 7 – 8 тыс. об/мин.
По сути, при таком тюнингованном ГРМ маховик уже будет не нужен, но так как его полностью выбросить нельзя, его можно спокойно облегчить до 3 кг, и он будет хорошо себя показывать. Но холостой ход на таком агрегате будет уже в пределах 2 – 2,5 тыс. об/мин.
Можно сделать и меньше, но мотор в данном случае будет работать неустойчиво и не в своем режиме, может перегреться поршень и прогореть.
Балансировка
Обычно учитывают вес снятого с поверхности заготовки конструкционного материала – 35% в среднем. Точнее вес внешнего диаметра облегченного маховика снижается на 500 – 700 г/мм. На некоторых авто существует выбор нескольких типоразмеров сцепления, поэтому нужно учесть:
- корзина и диск большего диаметра увеличивают поверхность контакта и качество зацепления, соответственно;
- однако сцепление меньшего диаметра по аналогии с облегченным маховиком повышают динамику машины;
- на штатном креплении М8 корзина может болтаться, сбивая настройки балансировки, поэтому при тюнинге диаметр часто увеличивают до М10 (рассверлить, нарезать резьбу).
Балансировка в сборе с маховиком
Чтобы не дать разбалансированной детали разрушить подшипники и КШМ, коленвал балансируется на стенде в сборе.
Балансировка в сборе с корзиной
Плюсы и минусы облегченного маховика
Итак, давайте подведем небольшой итог, так в чем же плюсы облегченного маховика по сравнению с обычным, и каковы его минусы.
Плюсы:
- У облегченной версии изделия центробежная и инерционная силы меньше, чем у стандартного, а это значит, что отбор мощности от двигателя при ускорении будет меньшим, этот показатель приблизительно равен 2%;
- На больших оборотах растет КПД работы мотора, так как уменьшаются инерционные и центробежные силы;
- Запуск агрегата и набор оборотов до максимальных проходят с меньшим расходом топлива.
Минусы:
- Если поставить на обычный мотор только облегченный аналог, то на автомобиле пропадут низы, а верхов не добавится, в итоге двигатель будет работать не в своем режиме и быстро умрет от повышенных нагрузок. Поэтому тут необходим комплексный подход где нужно правильно подогнать друг к другу все компоненты двигателя, а не только устанавливать тюнингованное изделие.
- После облегчения устройства невозможно получить явно видимый результат. Увеличение мощности на 2% и незначительная экономия топлива, это не те показатели, ради которых стоит заморачиваться. Как правило, сразу же облегчают и коленчатый вал, проводят другие работы по тюнингу двигателя, коробки передач, сцепления, распределительных валов, выпускной системы, которые в комплексе дают значительный прирост мощности и экономию. К примеру, устанавливают прямоточный глушитель.
- Способ мало эффективен при не скоростной манере езды, к примеру, при езде за 4 – 4,5 тыс. об/мин, а особенно на 9, результат будет ощутим так как увеличится момент на раскручивание от 4000 до 8000 – 9000, а при езде до 3 тыс. об/мин результат будет практически незаметен. Если автомобиль будет постоянно ездить груженный, по бездорожью, то с легким маховиком машина будет дергаться, быстро терять обороты, глохнуть, причина – отсутствие достаточной инерции. Поэтому целесообразно устанавливать облегченный маховик только на спортивные автомобили или, как уже отмечалось выше, на обычные, но с доработкой других систем.
- Необходимость в точной балансировке тюнингованного изделия вместе с шкивом ремня генератора и коленчатым валом.
- Прочностные характеристики облегченного устройства значительно ниже, заложенных на заводе, поэтому гарантировать стабильную и продолжительную его работу невозможно.
- Сложность изготовления своими руками, так как изделие должно быть идеально отбалансировано. Для гарантированно качества маховик облегчают на цифровом координатном станке;
- Высокая стоимость, если покупать на авторынке.
Как же выбрать правильную деталь?
Если владелец все-таки решился приобрести и установить на свой автомобиль облегченный маховик, тогда нужно внимательно прочитать все необходимые рекомендации, которые помог выполнить действительно качественную покупку. На заводе облегченный маховик делают путем использования облегченных сплавов, либо же снятием лишних частей детали. Поэтому, перед покупкой, важно изучить с какой части удаляли материал. Никак нельзя покупать маховик, у которого центральная часть хоть немного, но вырезана. Центр должен быть полностью укрепленным.
Если центральная часть облегченной детали удалена, тогда имеются все возможности срыва, в результате которого остатки детали могут застрять и в салоне. Деформированный спортивный аксессуар сразу же разлетается на мелкие кусочки, которые способны без каких-либо вопросов пробить тонкий металл кузова. А это может привести к очень серьезным травмам водителя.
