Что дает облегченный маховик

Эффективность установки облегченных маховиков

Много всяких мнений существует по поводу облегченных маховиков. Кто-то говорит, что облегченный маховик – это пустая безделушка и лишняя трата денег. Кто-то доказывает себе и окружающим, что облегченный маховик добавил его автомобилю небывалую прыть. Давайте попробуем внести хоть какую-то ясность в этот вопрос. Почему же так по-разному все относятся к облегченному маховику, уже давно ставшему неотъемлемой частью спортивного (тюнингового) двигателя?

Многие, пытаясь теоретически посчитать «приход» от облегченного маховика, бросают это «неблагодарное» занятие, загрузившись основами теоретической механики. Мы попробуем вычислить приблизительную разницу, упростив задачу и учитывая только инерционные составляющие облегченного маховика. Можно прикинуть разницу работ, совершаемых, скажем, при разгоне автомобиля с массой 900 кг и рабочим диапазоном двигателя 3000-6000 об/мин («околостандартный» двигатель) до скорости 150 км/ч.

Примем разницу в весе маховиков до и после облегчения 1,5 кг. Это тот вес, потеря которого не сказывается на прочности облегченного маховика, и, что немаловажно, который можно удалить с максимального радиуса облегченного маховика. Удаление металла с мест, расположенных на небольшом радиусе, дает снижение прочности и незначительное понижение момента инерции. Это одна из причин, по которой разные облегченные маховики дают различный эффект или, вернее, иногда его отсутствие.

Далее примем, что мы стартуем с 3000 об/мин и разгоняемся вплоть до 150 км/ч(41,7м/с) на 1-й, 2-й, 3-й и 4-й передачах. Если у нас стандартная коробка передач, то диапазоны выглядят так: 1-я передача 3000-6500 об/мин, переключение на 2-ю передачу на 3500-6500 об/мин, переключение на 3-ю передачу на 4500-6500 об/мин (VА = 132 км/ч), переключение на 4-ю передачу на 4500-5100 об/мин (VА = 150 км/ч).

Работу, совершенную по разгону автомобиля (инерционная составляющая), можно выразить через разницу кинетических энергий:

А = Ek(v=150)-Ek(v=0) => (M*V2)/2

EK =(900*41,72)/2=781,3 кДж

Теперь посчитаем, какую энергию затрачивает двигатель на то, чтобы раскрутить «лишнюю» массу маховика, т.е. наши 1,5 кг. Очевидно, что энергия эта будет равняться сумме работ на каждой передаче:
∑А=А1+А2+А3+А4

где А1 = Еk(при 6500) – Еk(при 3000)
А2 = Еk(при 6500) – Еk(при 3500)
А3=Еk(при 6500)-Еk(при 4500)
А4=Еk(при 6500)-Еk(при 5100)

Кинетическая энергия вращающегося тела (облегченного маховика) вычисляется таким образом:

где JM – момент инерции облегченного маховика,
w – угловая скорость, p*n/30

Под JM мы будем подразумевать не момент инерции облегченного маховика, а только тех 1,5 кг, которые мы лишили нашу деталь – облегченный маховик.
Если учесть, что съем металла для двигателей 08-10 семейства, при изготовлении облегченного маховика, происходит на радиусе около 140 мм, то:

JM = 1,5 х 0,142 = 0,294 кг

Соответственно:w(при 6500) =680,7 (с-1)
w(при 5100)=533,8 (с-1)
w(при 4500)=471 (с-1)
w(при 3500)=366 (с-1)
w(при 3000)=314 (с-1) Еk(при 6500)=6811 (Дж)
Еk(при 5100)=4188 (Дж)
Еk(при 4500)=3261 (Дж)
Еk(при 3500)=1969 (Дж)
Еk(при 3000)=1449 (Дж)

SА=16377 (Дж) или 16,38 (кДж)

А это, как ни крути, 2,1% от работы затрачиваемой на разгон массы автомобиля.
Причем это существенная экономия работы (2,1%) только за счет облегченного маховика – а ведь есть еще другой прием в спортивном и тюнинговом двигателестроении – облегчение коленвала.

Понятно, что расчет не учитывает силы сопротивления дороги и воздуха, которые начинают значительно сказываться с ростом скорости. Однако, он позволяет оценить примерный эффект не на словах. Дальше каждый сам для себя решает необходимость установки облегченного маховика на собственный автомобиль.

Также, следует учесть, если произвести расчеты облегченного маховика для более высокооборотного двигателя (

9000 об/мин), то можно увидеть, что влияние лишнего веса на маховике сказывается более значительно (квадратичная зависимость).

Важно не забывать одно: все доработки, связанные с силовым агрегатом, начинают «хорошо работать» только при грамотной комбинации деталей и качественном их монтаже. И еще, необходимо помнить – все изменения должны производиться не в ущерб безопасности автомобиля, в качестве примера можно привести бездумное облечение маховика, снижающее его прочность и надежность. Такие облегченные маховики часто встречаются на нашем рынке.

Преимущества и недостатки установки облегченного маховика

Автомобилисты довольно часто прибегают к установке различных элементов тюнинга. Некоторые из них делают это с какой-то определенной целью, другие – просто для улучшения дизайна. Одним из таких решений, которое набирает популярность в последние годы и считается установка облегченного маховика. О подобной модификации на транспортном средстве можно встретить различные отзывы, как положительные, так и отрицательные. Приобрести облегченную версию автомобилист может и в специализированном автомобильном магазине, либо же сделать ее собственными силами. Но стоит ли это того? В рамках данной материала будут подробно расписаны все достоинства и недостатки установки облегченного маховика. А также рассказано о том, действительно ли такой вид тюнинга можно считать столь полезным для автомобиля.

Маховик: какой можно считать облегченным?

В автомобиле маховик отвечает за накопление кинетической энергии, которая образуется в результате движения. Помимо этого, он предназначен для уравновешивания образующейся энергии. Другими словами, маховик помогает автомобилю при недостатке мощности в момент разгона набрать соответствующие обороты до начала движения. Как правило, автомобильный маховик весит в пределах 5-15 кг. Этот показатель может меняться в зависимости о модели авто. Облегченный элемент обычно имеет вес 3-3,5 кг. Для облегчения элемента производители изготавливают его из легкого металла алюминия. То есть таким образом у них получается сохранить прежние размеры элемента, но при этом сделать его существенно легче по весу.

Почему облегченный маховик стоит устанавливать на авто?

Как и любой другой вид тюнинга, установка облегченного маховика имеет целый ряд положительных сторон. Однако устанавливать такое устройство лучше всего в следующих ситуациях:

• Когда машине требуется быстрый старт;
• Когда необходимо повысить мощностные показатели двигателя;
• Когда нужно увеличить плавность движения машины.

С облегченным маховиком автомобиль стартует на порядок быстрее. Кроме того в моторе расходуется меньше энергии для вращения элементов, что приводит к повышению мощности. Такое техническое решение особенно актуально устанавливать не на массовых видах транспорта, и на тех авто, которые предназначены для различных соревнований.

Недостатки облегченного маховика

Кроме плюсов, которые выглядят весьма заманчиво для водителей, установка такого механизма имеет и определенные недостатки. В сравнение с положительным эти моменты выглядят намного существеннее и заключаются в следующем:

1. Автомобиль с облегченным маховиком способен не только быстро разгонятся, но и очень быстро терять набранную скорость;
2. Может наблюдаться падение оборотов при переходе на повышенный скоростной режим;
3. Происходит снижение крутящего момента;
4. Возникают трудности с проходимостью по бездорожью и заснеженному дорожному полотну;
5. Возможность раскола маховика по причине его хрупкости.

В большинстве ситуаций управление автомобилем с облегченным маховиком в условиях городского трафика весьма проблематично. Автомобиль будет быстро стартовать с места, но при этом практически мгновенно терять набранную скорость.

Более подробно об установке облегченного маховика будет рассказано в этом видеоролике:

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

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.

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:

1. Автомобиль не станет быстрее ехать по дороге или спокойно преодолевать тягуны на пятой передаче. Он будет быстрее разгоняться и быстрее набирать максимальную скорость.
2. Облегченный маховик действительно дает прирост мощности, но только в том случае, если облегчить стандартный маховик не менее чем на четыре килограмма.
3. 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.
4. 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.

• 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.