Как облегчить маховик своими руками?

Что дает облегченный маховик и как правильно его установить

Существует много мнений о целесообразности установки облегченного маховика на автомобиль, одни видят в этом много плюсов, другие же наоборот, приводят много контраргументов, которые трудно оспорить.

Облегченные маховики устанавливают не только на спортивные или тюнингованные автомобили, но и на отечественные вазы или другие авто, а вот в чем здесь суть и почему это делают поговорим дальше.

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.

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.

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 – 50 0 .

При этом четыре такта в двигателе происходит за 720 0 (2 оборота), из них теоретический рабочий ход только 180 0 .

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 50 0 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.

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.

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.

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.

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.

Какие изделия опасно покупать

На авторынке представлен широкий выбор облегченных маховиков. Если вы занимаетесь спортивной ездой или дрифтингом, то не стоит покупать изделия весом до 3 кг. Почему?

Обычно для облегчения маховика:

Обтачивают его заднюю часть с противоположной стороны от сцепления;
Удаляют метал путем прорезания отверстий на максимальном радиусе;
Уменьшают толщину заднего внешнего буртика, к примеру, с 15 мм до 3,5 мм;
Просверливают отверстия;
Применяют другие способы.

Как правило, основный способ первый, но в любом случае важно не переборщить с количеством снятого металла.

На гонках или дрифтинге постоянно работает сцепление и в результате трения в зоне маховика возникают сумасшедшие температуры. По этой причине тонкий металл устройства может не выдержать и его попросту поведет или оно разлетится.

Разлетевшийся маховик может оторвать корзину сцепления, разорвать колокол, может отлететь стартер. Поэтому тут нужно находить компромисс между сильно облегченным устройство и его надежностью, и безопасностью.

Итак, максимум что даст облегченный маховик, установленный на обычный автомобиль, к примеру, ВАЗ классика, со стандартным мотором, это прирост мощности не более чем на 2%.

Но при этом возможна нестабильная работа двигателя на холостом ходу и низах, так как инерции изделия уже будет не хватать для полноценной работы газораспределительного механизма. Да и с высокими оборотами тут тоже не все гладко (читайте выше).

Вносить изменения в двигатель целесообразно при условии, что его мощность возрастет хотя бы на 20%, а для этого нужно проводить комплекс мероприятий по тюнингу, одно из которых и будет — облегчение маховика.

В статье изложено лично наше мнение, оно может отличаться от вашего, поэтому ждем ваших комментариев.

Как правильно облегчить маховик

Наряду с форсированием двигателя для улучшения динамических характеристик автомобиля, актуально применение методов уменьшения различного рода механических потерь. В статье рассмотрим, что такое облегченный маховик, а также многие тонкости облегчения своими руками.

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.

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.

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.

Что дает облегченный маховик и как сделать это своими руками

Если уж начался процесс улучшения характеристик авто, то его невозможно закончить, можно лишь прекратить. Постоянно находятся все новые и новые устройства, нуждающиеся в усовершенствовании. Обычно при этом стараются выжать от машины все возможное и немного больше. Одним из способов получения «больше» будет вариант, когда выполняется замена штатного на облегченный маховик.

Общие рассуждения про маховик
Что дает облегченный маховик?
Как облегчить маховик своими руками

Общие рассуждения про маховик

Если просто вспомнить, для чего нужен маховик, то сразу приходит на память четырехтактный цикл работы ДВС, поршни в мертвых точках и вывод их из этого положения. Ну и обеспечение выполнения вспомогательных тактов при работе мотора. Есть и другие задачи, в которых задействован маховик, но на улучшение динамики движения они не влияют, поэтому касаться их сейчас не будем. Стоит только иметь в виду, что они должны быть сохранены.

Масса диска, повешенного на коленчатый вал, составляет шесть-семь килограммов в зависимости от модели машины. За счет этого, используя накопленную кинетическую энергию, маховик демпфирует неравномерности вращения коленвала, но и сам отбирает некоторую часть мощности мотора на свое вращение. Вот уменьшение энергии, затрачиваемой на его раскручивание, и имеется в виду, когда говорят про облегчение маховика.

Что дает облегченный маховик?

Чем же так интересен облегченный маховик, что вызывает множество споров и разговоров о вреде и пользе подобного тюнинга? Слово облегченный само по себе определяет те достоинства, которые приобретает маховик – он легче штатного, а значит, его проще раскрутить, на это потребуется меньшая мощность, забираемая от двигателя. Таким образом, появляется дополнительная энергия, которая может быть использована для улучшения динамики машины.

Однако рассматривая облегчение маховика, следует иметь в виду:

Автомобиль не станет быстрее ехать по дороге или спокойно преодолевать тягуны на пятой передаче. Он будет быстрее разгоняться и быстрее набирать максимальную скорость.
Облегченный маховик действительно дает прирост мощности, но только в том случае, если облегчить стандартный маховик не менее чем на четыре килограмма.
Устанавливать облегченный маховик надо на высокооборотистых двигателях, например таких, как ВАЗ 2110. Именно для них актуальна проблема выхода на максимальные обороты, т.к. в этом случае они демонстрируют максимальную мощность.
Для получения дополнительной мощности недостаточно только поставить на автомобиль облегченный маховик. Значительная отдача от всей подобной процедуры будет обеспечена, когда она выполняется комплексно – облегчить надо коленвал, шатуны, поршни, кольца и т.д.

Однако надо учитывать, что облегченный маховик дает не только положительный эффект от своего использования, но с ним связаны и определенные отрицательные явления:

Обороты двигателя уменьшаются быстрее, чем на обычном моторе.
Облегченный маховик вызывает ухудшение работы двигателя на холостых оборотах, при его использовании на автомобиле необходимо будет провести дополнительно регулировку холостого хода, иначе он может на нем глохнуть.
Более легкий, доработанный диск обладает меньшей прочностью.

Как облегчить маховик своими руками

Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, достаточно взглянуть на фото, приведенное ниже, на котором изображён облегченный диск.
Надо сразу уточнить, что процедура облегчения заключается в удалении лишнего металла при сохранении прочности самого изделия. Существует несколько различных вариантов, как это можно сделать, и на приведенном фото только один из них. Как правило, объектом доработок выступают автомобили семейства ВАЗ, такие как 2110, 2108, 2107 и прочие. Ещё с одним видом такого изделия можно ознакомиться на видео
» alt=»»>
Сделать облегчение можно своими силами, причем выполнить эту работу можно разными способами. Самое простое – купить уже готовый облегченный маховик, их продается достаточно много, и можно найти необходимое изделие для ВАЗ любой модели – 2110 либо 2108, 2107 и других. После этого остается своими руками снять коробку и поменять штатный маховик на облегченный.

Другим подходом является выполнение всех работ самостоятельно, своими руками, включая и механическую обработку маховика. Доработка заключается в удалении лишнего металла, причем имеет решающее значение, откуда это удаление производится. Подобная процедура приведена на видео
» alt=»»>
Делать это необходимо как можно дальше от центра маховика, удаление же металла на малом радиусе только снижает прочность изделия.

Как это сделать? Надо использовать соответствующее оборудование, с его помощью достаточно просто можно изготовить облегченный маховик хоть на ВАЗ 2110, хоть на 2108, 2107 и другие модели. Часто при внесении таких изменений пользуются имеющимися чертежами, как пример можно привести хорошо известные варианты доработки (заштрихованы участки, где снимается металл).
После того, как облегчённый маховик для автомобилей ВАЗ 2110 или 2108, 2107 будет готов, необходимо его отбалансировать. Процесс этот обычно проводится на специальном оборудовании, но его можно выполнить и в условиях гаража подручными средствами. Касаться того, как сделать балансировку сейчас не будем, это тема отдельного разговора.
Дополнительную информацию про облегченный маховик для машин ВАЗ 2108, 2107, да и любого другого автомобиля, можно получить с помощью видео
» alt=»»>
Одним из способов, используемых в тюнинге для улучшения динамики разгона машины, является облегчение маховика. Однако для достижения максимального эффекта от этой операции необходимо выполнять ее комплексно, проводя облегчение и других элементов ДВС. Тогда будет заметен эффект от подобной процедуры.

Как правильно облегчить маховик