Венец маховика: конструктивные особенности и методика замены

Подавляющее большинство современных двигателей внутреннего сгорания оснащаются так называемым маховиком. Венец маховика - кольцевая металлическая конструкция на периферии маховика, обеспечивающая распределение крутящего момента и взаимодействие со стартером для запуска двигателя внутреннего сгорания. Само колесо обладает большой массой, а значит, может накапливать значительную энергию, которая затем передается коленчатому валу двигателя. Маховик имеет связь с одним из концов коленчатого вала и вращается вместе с ним, накапливая энергию примерно так же, как это делает всем известная детская игрушка - юла. За счет высокой инерционности этой детали она может стабилизировать вращение коленчатого вала, предотвращая сильные вибрации и детонации смеси (в далеком прошлом от этого страдали все ДВС). Венцом маховика является уже упомянутый обод со множеством зубьев. Именно он сцеплен с шестерней стартера и передает крутящий момент на маховик, а затем на коленчатый вал и другие системы автомобильного двигателя. Предлагаем вам ознакомиться с конструкцией маховика двигателя, его особенностями, неисправностями и методикой поиска новой детали в случае, если старая вышла из строя и нуждается в скорейшей замене.

Коротко о типах маховиков

Для начала разберемся с тем, какие в автомобильных двигателях могут быть маховики. В зависимости от конструкции маховик может различным образом влиять на работу двигателя, но зачастую это проявляется в уменьшении эффективной мощности - за больший комфорт, меньший износ смежных с коленвалом деталей и большую безопасность приходится чем-то платить. Выделяют следующие типы:

1. Сплошной маховик. Часто его называют обычным маховиком. Это крупный диск из чугуна, имеющий стальной венец. Простая и крайне надежная конструкция, которая является прообразом более сложных современных маховиков;
2. Двухмассовый маховик. Наиболее распространенный тип. Представляет собой сложную демпферную конструкцию, предусматривающую пружинные механизмы. Такие маховики обеспечивают качественное переключение передач, обладают хорошими динамическими характеристиками, практически не шумят. В отличие от сплошных маховиков, двухмассовые менее надежны, так как в них есть минимум один узел с невысокой износостойкостью - пружинно-демпферный механизм;
3. Облегченный маховик. Облегченная конструкция (1,5 - 2,0 килограмма) с неплохими динамическими характеристиками и меньшим влиянием на работу двигателя. Облегченные маховики нашли широкое применение в тюнингованных и спортивных автомобилей, поскольку они не столь серьезно влияют на мощность двигателя.

Все перечисленные типы маховиков имеют венцы. Венец довольно часто выходит из строя, так как он работает в условиях высоких нагрузок. Зубцы венцов истираются относительно быстро, что сказывается на качестве сцепления маховика с бендиксом автомобильного стартера. Двухмассовые маховики, как и было указано выше, имеют еще один слабый узел, но рассматривать связанные с ним поломки мы в подробностях не будет. Разберемся именно с тем, как устроен венец маховика.

Конструктивные особенности

По своей сути венец маховика является очень простой вещью - это обод из стального сплава с выточенными на наружной поверхности зубьями. Маховики двигателя могут делиться еще на два подтипа, определяющиеся особенностями монтажа венца. Проще говоря, маховики могут иметь съемные или несъемные зубчатые венцы. В подавляющем большинстве маховиков венцы съемные, а значит, сами детали имеют высокую ремонтопригодность. Венец может быть смонтирован следующим образом:

• Запрессован без использования дополнительных крепежных элементов;
• Закреплен болтами.

Если речь идет о запрессованном венце, то предназначенный для него маховик имеет гладкую поверхность, а связь деталей обеспечивается за счел большой силы трения. Перед запрессовкой венец нагревают. Металл при нагреве несколько расширяется, а уже после напрессовки сжимается, за счет чего венец можно плотно сесть на маховик. Как правило, маховики с запрессованными венцами применяются в малолитражных двигателях для легковых автомобилей, хотя их можно увидеть и в некоторых моделях грузового транспорта. Конструкция с болтовым соединением предусматривает наличии фланца с рядом отверстий под крепежные элементы. Маховики с таким вариантом крепления венца применяются в мощных двигателях с сильными нагрузками на зубчатую передачу. Практика показывает, что венец с болтовым соединением можно отсоединить без использование специальных инструментов.

Вне зависимости от конструкции маховика и особенностей монтажа венцов, детали имеют ряд особых характеристик. Именно эти характеристики определяют, к какому автомобилю и, соответственно, стартеру маховик может подойти. Вот эти характеристики:

• Диаметр;
• Количество зубьев (обозначается как Z);
• Модуль зацепления (учитывает модуль колеса и модуль зубьев). Обозначается как m.

Модуль зацепления m представляет собой величину, равную отношению диаметра делительной окружности к количеству имеющихся в венце зубьев. Делительной окружностью называют условную окружность, разделяющую зубья шестерни на 2 части (головку и ножку), условно проходящую примерно через половину высоты зубьев. Модуль зацепления венцов попадает в диапазон 2,00 - 4,25 (шаг 0,25). Если модули сцепления m венца и шестерни стартера не равны, зубья не будут совпадать, что может привести или к интенсивному износу передачи, или ее полной неработоспособности.

Диаметр венца, а также количество его зубьев могут попадать в довольно широкий диапазон. Что интересно, автомобили с двигателями одной модели могут оснащаться различными маховиками - различия будет вносить тип установленного стартера. В большинстве деталей количество зубьев составляет от 113 до 145 ед., а диаметр составляет 250 миллиметров для легкового транспорта и 500 и более миллиметров для транспорта с мощными дизельными агрегатами.

Неисправности маховиков, возможности ремонта и замены

Говоря о неисправности конкретно венца маховика, стоит рассматривать вопрос глобальнее, изучив всю деталь. Она эксплуатируется при очень высоких нагрузках, так что поломки не являются столь редкими. Конечно, первым, что вызовет подозрения владельца автомобиля, может стать именно зубчатый венец. Но давайте рассмотрим основные неисправности маховиков и причины, по которым они могли возникнуть:

1. Биения. В подавляющем большинстве случаев биения начинаются вследствие выхода из строя механизма сцепления или по причине некачественного ремонта. Например, если ведущий диск был установлен неточно. Решить проблему может разборка механизма сцепления, центровка деталей и дальнейшая сборка. Если маховик износился естественным образом, ремонт не поможет;
2. Буксование, затрудненный запуск мотора и появление стуков при включении стартера. Причиной возникновения таких проблем является именно износ венца маховика. Если зубцы истерлись или вовсе откололись, то будет наблюдаться все вышеуказанное. Сколы на зубьях венца могли возникнуть как в результате попадания в картер инородных твердых частиц, так и в результате естественного износа. Венец или весь маховик придется заменить или же проделать то, о чем будет сказано чуть позже;
3. Нарушение целостности или старение пружин двухмассового маховика. Обычно маховик с изношенными пружинами меняют, хотя реальна установка нового блока пружин. Не во всех случаях такой ремонт дает желаемый результат - если пружины слишком легкие или слишком жесткие, эффективность работы маховика уменьшится;
4. Износ и дефекты прилегающей поверхности. Они необратимы и естественным образом возникнут по ходу эксплуатации маховика. В случае небольшого износа, деталь просто нужно подрегулировать. В остальных случаях ее остается лишь заменить.

Что касается непосредственно венца, то целостность его зубцов нарушается лишь с верхнего угла. Часть зубцов, обращенная ко внутренней стороне маховика, остается целой. При серьезном износе зубцов венец нужно демонтировать и, перевернув, поставить на место - в сцепление будут входить уже целые стороны зубьев. В подавляющем большинстве легковых автомобилей венцы маховик монтируются без использования болтов, так что для снятия венца сам маховик необходимо демонтировать, установить на подставку, после чего легкими ударами молотка по выколотке 3/8 выбить его с посадочного места. Дабы избежать риска прокручивания повторно установленного венца, его необходимо предварительно разогреть в печи (не доводя до изменения цвета металла), после чего запрессовать. После охлаждения венец сядет на место с достаточным натягом и не будет прокручиваться. Заметьте, что хоть технология снятия и установки детали выглядит очень простой, можно по неопытности допустить следующие ошибки:

• Перегреть отдельные участки венца с помощью газовой горелки. Часто автолюбители греют деталь обычной газовой горелкой, что, в принципе, допустимо. Однако есть некоторые нюансы. Сильный нагрев металла с дальнейшим плавным охлаждением называется отпуском. Материал становится крепче, но теряет некоторые другие свойства. Зубья на перегретых участках венца в дальнейшем станут менее износостойкими;
• Перед демонтажом венца не осмотреть сам маховик на предмет износа. Если маховик был снят, стоит провести ревизию его боковой плоскости и произвести чистку.

Нередко после снятия и прокручивания венца неизношенной стороной некоторые автолюбители приваривают деталь, однако специалисты не рекомендуют этого делать в кустарных условиях. Подобное решение также может поставить под угрозу возможность нормальной балансировки деталей. В отдельных случаях венцы маховиков именно приварены. Пример: маховики некоторых автомобилей марки Mazda. Если вы решили приварить венец к маховику, то сварки в четырех местах с небольшими прихватками будет более чем достаточно. Такую работу лучше доверить сварщику с опытом работы с автомобильными комплектующими.

Выбор нового венца маховика

Как показала практика, подобрать подходящий венец маховика бывает сложно - необходимо ориентировать не только на параметры двигателя, но и на параметры стартера. Если в автомобиль не вносились определенного рода конструктивные изменения, то искать новую деталь будет не так сложно. Вести поиск можно по двум параметрам:

• Код имеющейся детали;
• VIN-код транспортного средства.

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля и параметрам стартера в частности, учитывая также параметры уже установленного и износившегося венца. Выше были перечислены основные параметры венцов - если автолюбитель сможет точно их определить (часто помогают таблицы на сайте производителя), то затем сможет вести поиски аналога. Если вести поиски исключительно по общим параметрам транспортного средства, то можно попасть впросак и приобрести венец, имеющий отличный от стартера модуль сцепления. Именно по этой причине данную деталь лучше подбирать под чутким руководством специалиста по ремонту автомобилей. Есть и более простое решение: приобрести маховик с венцом в сборе.

Венцы отдельно от агрегата выпускают далеко не все фирмы, производящие сами маховики. В отдельных случаях удается найти оригинальный венец отдельно от маховика, но такой оригинал стоит немалых денег. Мы не рекомендуем экономить на покупке этой детали, но если ваш бюджет серьезно ограничен, то учитывайте риски: венец будет иметь относительно небольшой эксплуатационный ресурс, а при самом плохом раскладе и вовсе не подойдет к маховику (такое бывает с продукцией сомнительных турецких и китайских производителей). Если вы ищете аналогов, руководствуясь лишь демократичностью цены, то обратите внимание на товары от BF(Германия), Sampa(Турция), Febi (Германия), BSG (Турция), JAC (Китай), OE Germany (Германия). В остальных случаях рекомендуем покупать оригинал.

Вывод

Венец маховика - приметная зубчатая деталь, которая берет на себя крайне важную задачу создания надежного сцепления маховика со стартером. Эксплуатируемая в условиях повышенных нагрузок, она имеет не такой большой ресурс, как того хотелось бы автолюбителям. Практика показывает, что за жизненный цикл автомобиля манипуляции с венцом или всем маховиком в сборе приходится осуществлять более 2-3 раз. При износе венца маховика автомобиль будет сложнее завести, но во всем остальном он будет абсолютно исправен. Конечно, поводом к немедленной замене может являться лишь критический износ и скалывание сразу множества зубцов. Мы не рекомендуем затягивать с заменой венца маховика в случае его износа.