ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

3.2.3.3 Маховик и его физический смысл

В установившемся режиме работают очень многие машины – станки, прессы, прокатные станы, лесопильные рамы, текстильные машины, генераторы электрической энергии, компрессоры, насосы и т.д. Наилучшее условие для работы всех этих машин – абсолютно равномерное вращение их главного вала (принимаемого обычно в качестве ведущего звена). Колебания скорости главного вала вызывают дополнительные нагрузки, вследствие чего снижаются долговечность и надежность машин. Но поскольку колебания скорости полностью устранить невозможно, нужно хотя бы по возможности сократить их размах. Иными словами, значение коэффициента неравномерности δ надо сделать приемлемо малым. Рассмотрим, каким образом можно решить эту задачу.

Все звенья механизма обладают инертностью. Чем инертнее материальное тело, тем медленнее происходят изменения его скорости.

Уравнения (3.69) показывают, что при уменьшении величины δ возрастает приведенный момент инерции Jпр механизма, а, следовательно, его масса и кинетическая энергия. Поэтому увеличение равномерности движения ведущего звена может быть достигнуто за счет увеличения приведенного момента инерции механизма. Увеличение приведенных масс или приведенных моментов инерции ведет за собой увеличение масс отдельных звеньев механизма. На практике это увеличение производится посадкой на один вал машины добавочной детали, имеющий заданный момент инерции. Эта деталь носит название

махового колесаилимаховика.

Задачей маховика является уменьшение амплитуды периодических колебаний скорости ведущего звена, обусловленных свойствами самих механизмов или периодическим изменением соотношений между величинами движущих сил и сил сопротивлений. Подбором массы и момента инерции маховика можно заставить ведущее звено двигаться с заранее заданным отклонением от некоторой его средней скорости.

Маховик является аккумулятором кинетической энергии механизма. Он накапливает ее во время ускоренного движения и отдает обратно во время замедления механизма. Такая аккумулирующая роль маховика позволяет использовать накопленную им энергию для преодоления повышенных полезных нагрузок без увеличения мощности двигателя.

Физически роль маховика в машине можно представить следующим образом. Если в пределах некоторого угла поворота ведущего звена работа движущих сил больше работы сил сопротивления (Адв.с.с.с), то ведущее звено вращается ускоренно и кинетическая энергия увеличивается. При наличии в машине маховика приращение кинетической энергии распределяется между массами звеньев механизма и массой маховика, а при его отсутствии все приращение кинетической энергии должно быть отнесено к массам звеньев механизма. Если же Адв.с.< Ас.с, то ведущее звено вращается замедленно и кинетическая энергия уменьшается.

Форма маховика может быть любой. Но по конструктивным соображениям наиболее удобной является форма в виде диска с тяжелым ободом, колесо со спицами (рисунок 3.20) или другая форма, симметричная относительно главных осей инерции. Это позволяет избежать дополнительных давлений на вал подшипника, на который насажен маховик.

Итак, чтобы определить размеры махового колеса, нужно знать его массу, а та, в свою очередь, зависит от момента инерции маховика. Существует несколько способов определения момента инерции маховика. Мы остановимся только на двух.

Маховик. Грузовые автомобили. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы

Маховик. Грузовые автомобили. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы

ВикиЧтение

Грузовые автомобили. Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы
Мельников Илья

Маховик

Маховик – чугунный диск с тяжелым ободом. Он служит для равномерного вращения коленчатого вала и преодоления двигателем повышенных нагрузок при трогании с места и во время работы. Маховик выводит поршни из мертвых точек, повышает плавность работы, облегчает пуск двигателя. На ободе маховика 6 напрессован зубчатый венец 7 для пуска двигателя от стартера. Маховик крепят установочными штифтами и несимметрично расположенными болтами, которые должны быть затянуты с моментом 140-150 н .м (14-15 кгс м). У некоторых двигателей имеется фланец, в котором просверлены отверстия для крепления маховика болтами. Иногда с задней стороны маховика некоторых двигателей предусмотрена выточка для размещения сцепления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Маховик берется за дело

Маховик берется за дело Средневековая Европа. Процветает схоластика, алхимия, не сидят без работы и астрологи. Странный и страшный период в истории Европы, когда на несколько веков она погрузилась во мрак отсталости и невежества.О маховиках тогда, конечно, никто и не

Маховик перебирается на транспорт

Маховик перебирается на транспорт Наступил XIX век – век настоящего расцвета машиностроения. Неизменный спутник машин – маховик завоевывал все более прочное место на транспорте. А впервые он был использован на транспортном средстве в 1791 году гениальным русским

Возможен ли «мягкий» маховик?

Возможен ли «мягкий» маховик? Что касается супермаховиков, у которых энергия отбирается электрическим или гидравлическим путем, то тут все ясно. Электро– и гидроприводы можно регулировать «мягко», так что «потребитель» и не догадается об изменении скорости

Дмитрий Рогозин на «Иркуте»: «Выгоднее не сдвигать размещение гособоронзаказа, а наоборот, раскручивать маховик производства!»

Дмитрий Рогозин на «Иркуте»: «Выгоднее не сдвигать размещение гособоронзаказа, а наоборот, раскручивать маховик производства!» Рабочий визит вице-премьера Дмитрия Рогозина на Иркутский авиазавод начался с обхода цехов предприятия, где он ознакомился с ходом работ по

особенность конструкции и область применения – Akpp Wiki

В теории уже сегодня можно создавать автомобили, которые за весь эксплуатационный срок не потребуют и грамма топлива. В этом глубоко убежден советский и российский ученый Нурбей Гулиа. На протяжении всей жизни изобретатель работает с механизмами и устройствами по преобразованию энергии. Конечная цель – создание «энергетической капсулы», которую можно сперва зарядить энергией, а после использовать её в качестве бензобака. Когда речь заходит об эффективных способах накопления энергии, обычно автомобилисты в первую очередь вспоминают аккумуляторную батарею. Гулиа видел перспективы в аккумуляции энергии маховиками, но не простыми, а усовершенствованными. Так в 1964 году ученый представил свое видение правильного использование механической энергии.

Что такое супермаховик Н. Гулиа?

Маховик – один из древнейших механизмов накопления кинетической энергии. Известно, что даже в древности его использовали из практических соображений. Тогда маховик являлся изделием из глины или дерева. Сегодня маховик применяют в различных в транспортной промышленности и в различных механизмах. В системе транспортного средства он способствует сохранению скорости вращения коленчатого вала с выключенным сцеплением. Супермаховик Гулиа тяжелый, но при этом способен быстро крутиться. Изделие состоит из многочисленных намотанных витков стальной пластичной ленты. Конструкция отличается прочностью и устойчивостью. Если он начнет разрушаться, то запутается в своих же частях, и это еще одно из преимуществ изобретения.

Чтобы полностью обезопасить человека от движущихся элементов, можно использовать бронекапсулу с вакуумом внутри.

Маховик крепится на подшипниках – это дополнительные силы, препятствующие вращению. Если его установить на подвес из магнитов, то удастся нивелировать сопротивление движению, а это значит, что маховик сможет крутиться долгое время. Для выработки электричества потребуется генератор. Получаемое от супермаховика вращение генератор преобразует в ток. В результате получается точная копия генератора, но без необходимости сжигать топлива – это одна из ключевых целей, которую преследовал Нурбей Гулиа. За счет мотора-генератора можно как раскручивать маховик, так и забирать энергию за счет его вращения.

Насколько эффективен супермаховик Н.Гулиа?

Со времени разработки конструкции супермаховика прошло уже несколько десятилетий. Система, предложенная ученым, на первый взгляд сегодня может показаться архаичной, но на деле она по сей день остается одной из наиболее эффективных. Показатель КПД достигает отметки в 98%. Если навить маховик из карбонового нановолокна, его удельная энергия составит 1 МВт*ч/кг. Показатель энергии в тысячи раз больше, чем у самых совершенных аккумуляторных батарей. Автомобиль с массой 150 кг в теории способен на одном заряде преодолеть свыше 2 миллионов километров. Таким образом, супермаховик советского и российского ученого Гулиа – конструктивно простое, относительно недорогое изобретение с высочайшим уровнем КПД.

Но есть два минуса, которые стоят на пути его массового внедрения.

Первый минус – гироскопический эффект. Он полезен в море для стабилизации корабля, но в автомобиле эффект будет только мешать и препятствовать реализации уникальных систем подвеса. Поскольку во время движения автомобиля на его составные части действуют различные силы, возникают вибрации, риск разрушения супермаховика возрастает в несколько раз. Если это произойдет, то возникнет большое число трудностей. И это второй существенный минус изобретения ученого. Гулиа стремился реализовать супермаховик именно в автомобильном транспорте, было сконструировано несколько образцов, но повсеместного распространения они не получили.

Область применения системы накопления энергии

Представленную ученым систему ставили на общественный транспорт в городе Курск, а также был изобретен грузовой автомобиль с движущей силой от маховика и мотор-генератора. Изначально казалось, что у Советского Союза появился уникальный шанс вывести промышленность на новый уровень и громко заявить о себе с минимальными затратами и без ущерба для экологии. Но в 70-х годах государственное финансирование проекта свернули. Одна из теорий – в Министерстве Промышленности опасались, что предложенное Н.Гулиа изобретение дойдет до Европы и США, что было крайне невыгодно в условиях мирового нефтяного кризиса. Так как советская нефть пользовалась высоким спросом, в высших кругах посчитали не нужным предать уникальное изобретение широкой огласке. Но это только одна из версий.

Ученый не исключает возможность создания графенового супермаховика. Удельная емкость энергии по расчетам составит 1.2 кВт*ч/кг, что существенно выше аналогичного показателя в современных литий-ионных аккумуляторах

По-другому обстоят дела в сфере промышленности. В России Kinetic Power под сопровождением Н.Гулиа разработала стационарный накопитель энергии с супермаховиком в конструкции. Потенциал колоссальный – один маховик способен накопить до 100 КВт*ч энергии и обеспечить мощность до 300 кВт.

Уникальность системы в том, что она способна заменить гидроаккумулирующие электростанции и выровнять нагрузку на электрическую сеть целого жилого района. Также система актуальна в домохозяйстве и области электромобилей. По мнению инженеров Skoda, подобную систему рационально использовать для подзарядки аккумуляторов электрического автомобиля. За счет дневного раскручивания маховика вечером возможна отдача энергии в заряд АКБ без нагрузки на городскую электрическую сеть.

Заключение

Задачи с большой буквы – конструкция супермаховика и плавный отбор энергии уже давно решены. Периодически сегодня можно слышать об эффективности реализации системы в узкопрофильных областях. Но там, где на изобретение советского ученого возлагались основные надежды (автомобильная промышленность и энергетика), система не нашла своего применения. Несколько лет назад американская компания Beacon Power решила возвести вблизи с Нью-Йорком частную супермаховичную аккумулирующую станцию.

Но об этом проекте уже сегодня ничего не слышно, а это говорит о том, что эксперимент, по всей видимости, не удался. Если рассматривать главные изобретения ученого – супермаховик и супервариатор – с точки зрения коммерческой перспективы, то второе «детище» Гулиа серьезно выигрывает, да и сам ученый, судя по всему, решил сконцентрироваться над совершенством супервариатора и внедрения его в автомобильную сферу. А вот супермаховик, как и прежде, остается под большим знаком вопроса.

Ленточный маховик

Применение маховиков

Применение маховиков в автомобильной промышленности

Применение маховиков в автомобильной промышленности

Это может Вас заинтересовать

Ротор автоподзавода.

Маховик Времени « Сайт Журнала "Часы"

РАБОТА В ПОДПОЛЬЕ? ТАК БЫЛО КОГДА-ТО. В СОВРЕМЕННЫХ ЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМАХ РАБОТАЮЩИЕ РОТОРЫ ХОРОШО ВИДНЫ СКВОЗЬ ПРОЗРАЧНУЮ ЗАДНЮЮ КРЫШКУ КОРПУСА. ВАЖНЕЙШАЯ ГЛАВА В ИСТОРИИ ЧАСОВОГО ДЕЛА, ПОСВЯЩЕННАЯ ЭТОЙ ДЕТАЛИ, ТЕМ ВРЕМЕНЕМ ПРОДОЛЖАЕТ ПОПОЛНЯТЬСЯ.

В 1770 году Аврааму-Луи Перреле из города Ле-Локль пришла в голову идея затянуть заводную пружину с помощью вращающейся маховой массы. Свое устройство он назвал «Perpetual».

очитатели наручной механики ценят автоматические часы за удобство: лишь только стоит надеть их на руку, как энергия для работы механизма как будто вырабатывается сама по себе. Никакого обременительного завода или регулировки даты – такой тип устройств, пребывая в динамике, так сказать, находится на полном «самообеспечении»: почти что легендарный вечный двигатель! Характеристика, которую высоко ценят часовщики и эксперты: благодаря непрерывной подаче энергии заводная пружина имеет постоянное остаточное напряжение. Это гарантирует неизменный крутящий момент в силовом потоке и обеспечивает стабильный ход.
С физической точки зрения автоматический подзавод объясняется земным притяжением. Инерционная масса движется вниз под действием силы тяжести и приводит в движение установленный на механизме маховик – в современных вариантах, как правило, это ротор. Другие схемы автоматических механизмов, над которыми кропотливо трудились поколения часовщиков и конструкторов, работают по схожему принципу.

«Карманный ротор»
История автоматического часового подзавода восходит к далекому прошлому – к эпохе «карманников», еще заводившихся ключом. Этот способ имел два основных недостатка: во-первых, ключ было легко потерять, во-вторых, отверстие для завода вело непосредственно внутрь корпуса, в который, таким образом, могли проникнуть пыль и влага.
В поисках бесключевой системы подзавода преуспел часовщик Авраам-Луи Перреле из городка Ле-Локль, сконструировавший и изготовивший в 1770 году «часы с вибрацией». Их механизм был оснащен подвижно установленным грузом, который при активности носящего двигался вверх-вниз и таким образом производил энергию. В следующей модификации Перреле вместо «качелей» использовал вращающийся груз, который крутился и посредством зубчатой передачи поставлял энергию на заводной барабан – и даже в обоих направлениях вращения. Перреле назвал систему «perpetual» и усовершенствовал ее с помощью стопора, который останавливал ротор при полном заводе и, следовательно, препятствовал чрезмерному натяжению и разрыву заводной пружины – детали, которые сегодня можно снова найти в современных наручных часах.
Многие часовщики подхватили тему. К соответствующим карманным часам, которые дошли до нас из XVIII века, приложили руку различные легендарные личности, в том числе, к примеру, Жаке Дро, Йонас Перре-Жаннере, Шарль Удэн и даже сам великий мастер Авраам-Луи Бреге. В свои каноничные карманные часы «Marie-Antoinette», которые были завершены в 1827 году, он встроил автоматический подзавод с помощью пружинного маятника.
Несмотря на различные конструкции и разработки, успех автоматических моделей в эпоху карманных часов так и не наступил. Причина заключалась, прежде всего, в недостаточном снабжении энергией: пока такие инструменты уютно почивали в карманах брюк или жилета, они действительно получали слишком мало движения. В ином случае непрерывный завод оставлял после себя отчетливые признаки износа.
В конце концов, на первый план вышло другое изобретение, которое воспрепятствовало раннему успеху автоматического подзавода: внедрение заводной головки часов, которая сделала возможным подзавод заводной пружины и установку стрелок без ненужного теперь заводного ключа.

Группа 10. Механизмы дизеля. Подгруппа 1005. Вал коленчатый и маховик

  • Главная
  •  / 
  • Группа 10. Механизмы дизеля. Подгруппа 1005. Вал коленчатый и маховик

Используется в Каталогах

Состав узла

№ на рис

Наименование

Артикул

Кол-во

Наличие

Примечание

0

LOMBARDINI 0100.353 Маховик

0100.353

1

9, 10

1

LOMBARDINI 4936.167 Шестерня распределительная ED0049361670-S

104.4936.167

1

2

LOMBARDINI 2280.141 Шпонка

114.2280.141

1

3

LOMBARDINI 2280.082 Шпонка ED0022800820-S

9.2280.082

1

4

LOMBARDINI 1050.818 Вал коленчатый с пробкой

104.1050.818

1

4, 5

4

LOMBARDINI 1051.135 Вал коленчатый с пробкой 1503

ED0010511350-S

1

4, 5

4

LOMBARDINI 1051.144 Вал коленчатый с пробкой 1603 старый

ED0010511440-S

1

4, 5

4

ED0010511700-S

1

1

4, 5

4

LOMBARDINI 1051.175 Вал коленчатый с пробкой 1503

ED0010511750-S

1

4, 5

5

LOMBARDINI 9080.132 Пробка

9.9080.132

1

6

LOMBARDINI 1862.089 Болт (104.1862.089)

ED0018620890-S

6

7

ГОСТ 7805-70 Болт М 8х25

БолтМ8х25

6

9

LOMBARDINI 0100.354 Маховик

0100.354

1

10

LOMBARDINI 2816.065 Венец маховика ED0028160650-S

ED0028160650-S

1



© 2008 – 2021 ЗАО "Беларусь-МТЗ".
Правила использования материалов сайта.

Маховик - Энциклопедия по машиностроению XXL

Требуется подобрать величину дополнительной массы звена приведения так, чтобы эта масса была способна сохранить колебания угловой скорости ш в данных пределах. Дополнительная масса выполняется в виде маховика, инертность которого оценивается его моментом инерции / .  [c.160]

Определение величины момента инерции маховика и составляет цель исследования при решении предлагаемых в настоящем параграфе задач.  [c.160]


Если считать всю массу маховика находящейся в точках средней окружности обода маховика и диаметр этой окружности обозначить через D, то очевидно, что  [c.160]

Произведение массы маховика па квадрат его диаметра называется его маховым моментом. В некоторых задачах вместо момента инерции маховика требуется найти его маховой момент. Для решения следует воспользоваться формулой (16.8).  [c.160]

Из равенства (16.12) получаем основную формулу для вычисления величины момента инерции маховика  [c.161]

В этом случае в формуле (16.13) величины. /3 и п,,,, следует положить равными нулю, и искомый момент инерции маховика / будет равен  [c.162]

Случай третий. Приведенный момент инерции масс ведомых звеньев м ШИННОГО агрегата /3 — величина переменная, зависящая ог угла ф поворота звена приведения и соизмерима с предполагаемым моментом инерции маховика.  [c.162]

Определить момент инерции / маховика можно, используя диаграмму 7=7 (/ ) следующим образом.  [c.164]

Во все случаях принимается, что момент инерции /3 пренебрежимо мал по отношению к искомому моменту инерции / маховика.  [c.165]

Величина момента инерции маховика определяется по формуле (16 15)  [c.166]

Р е ш е II и е. Рассматриваемый пример аналогичен разобранному выше третьему случаю определения величины момента инерции маховика. За звено приведения принимаем кривошип АВ.  [c.167]


Вычисляем величину момента инерции / маховика по формуле (16.19)  [c.171]

Определить, какой должна быть величина момента инерции маховика, устанавливаемого на валу А звена АВ, чтобы коэффициент неравномерности движения б был равен 0,08.  [c.171]

Определить, как велика должна быть масса т махового колеса, устанавливаемая на валу А звена АВ, чтобы коэффициент неравномерности движения б был бы равен 0,04 диаметр маховика — = 0,5 м.  [c.172]

Определить величину махового момента т Dh маховика, устанавливаемого на валу А звена АВ, при которой коэффициент неравномерности движения б будет равен 0,02.  [c.173]

Воспользовавшись условием задачи 299, определить время холостого хода для того, чтобы вал двигателя к началу следующего рабочего хода смог достичь угловой скорости Отах = 200 eк . Приведенный к валу двигателя момент инерции маховика / =-= 0,268 кгм , нагрузка двигателя на холостом ходу определяется величиной приведенного момента сопротивления, равного Л4 = 2 нм.  [c.174]

Найти величину момента инерции / маховика, при котором буд(. т обеспечен коэффициент неравномерности движения б = 0,25.  [c.175]

Маховик является как бы аккумулятором кинетической энергии механизмов машины, накапливая ее во время их ускоренного движения и отдавая обратно при замедлении движения. В некоторых маи]инах, в которых полезная нагрузка периодически меняется в значительных пределах (дробилки, прокатные станы и т. п.). маховик аккумулирует весьма значительные запасы кинетической энергии во время ускоренного движения (при уменьшении величин полезных нагрузок). Такая аккумулирующая роль маховика позволяет использовать накопленную им энергию для преодоления повышенных полезных нагрузок без увеличения мощности двигателя.[c.381]

Форма маховика, вообще говоря, может быть выбрана любой, но по конструктивным соображениям наиболее удобной является форма в виде диска с тяжелым ободом, колеса со спицами или вообще форма, симметричная относительно главных осей инерции.  [c.381]

Маховик 1 тормозится стержнем 2, прижимаемым к ободу маховика силой = 20 н. Сила перпендикулярна к лини AD. Угловая скорость о> маховика перед началом торможения равна 0) — 100 секг . Пренебрегая трением в подшипниках вала маховика, оп )еделить, сколько оборотов п сделает маховик до полной остановки, если его момент инерции / = 0,4 кгм , диаметр маховика D = 0,2 м, 1лц = lf D н коэффициент трения обода маховика о стержень равен / = 0,2.  [c.154]

Маховик, сила тяжести которого равна Q = 2,75 н и момент инерции / = 0,000785 кгм , начинает выбег при числе оборотов п = 200 об/мин, время выбега t 2 мин. Определить коэф4)ици-ент трения в подшипниках вала маховика, если диаметр цапф вала d = 10 мм, а угловая скорость маховика убывает по линейному закону.  [c.155]

Имея в виду равенство (16.5), безразлично, каким коэффициентом из указан-IH.1X двух задается допустимая неравномерность движишя звена приведения машинного агрегата при расчете маховика.  [c.159]

В задачах об определении момента инерции маховика предполагаются зада ниыми  [c.159]

Для определения из этого равенства момента инерции / маховика необходимо знать Уи Фт1п>т- е. положения звена приведения, при которых его угловая i.Kopo Tb (О принимает наибольшее и 1аименьшее значения.  [c.161]

Случай второй. Приведенный момент инерции масс ведомых зненьев механизма пренебрежимо мал по сравнению с предполагаемым моментом инерции маховика.  [c.162]

На рис. 90, а построен график приведенного момента движущих сил Л 1д = = (ф) и график приведенного момента сил сопротивле1шя М — (ф), а па рис. 90, б — график приведенного момента инерции / , складывающегося из момента инерции /(, масс звена приведения (без предполагаемого момента инерции маховика) и приведенного момента инерции масс ведомых звеньев машинного ai perara (т. е. = /о + /3)-  [c.162]


Продолжаем касательные 0—1 и О—// до их пересечения в точке О (рис. 90, г). Точка О является началом координат диаграммы Виттенб 1уэра. Проводим через точку О ось Т ординат и ось / абсцисс этой диаграммы. Очевидно, что отрезок а в масштабе даст величину искомого момента инерции / маховика, т. е. будем иметь  [c.164]

Т. Решим несколько примеров на опредетение момента инерции маховика.  [c.165]

Пример 2. Для кривошип-по-ползуиного механизма двухступенчатого компрессора (рис. 92, а) определить величину момента инерции / маховика, который следует установить на валу А кривошипа АВ, для того чтобы коэ( )фициент неравномерности движения кривошипа АВ был равен б = 0,0125 кроме того, найти индикаторную мощность N компрессора.  [c.166]

Определить величину приведенного к валу двигателя момента инерции маховика для того, чтобы за время ip рабочего хода бь Л бы обеспечен перепад угловой скорости вала двигателя от со, ах — = 104 сск до omiri = 101,5 ef i.  [c.174]

Определить величину приведенного к валу двигателя момента инерции маховика / для того, чтобы за время холостого хода был обеспечен перепад угловой скорости от сопих = 200 до  [c.174]

Определить величину приведенного к валу двигателя момента инерции маховика / , необходимую для того, чтобы угловая скорость вала двигателя колебалась между (Omin = 101,5 сек и сощах == = 104 сек .  [c.175]

Известно, что приведенный момент двнжуш,их сил Мд изменяется согласно равенству УИд = УИдтах — ссо, где Мд ах = 400 нм, а с = 2,5 нмсек (рис. б). Приведенный момент сил сопротивления Мс задан графиком (рис. в), оричем max = 400 нм. Приведенный момент инерции масс звеньев двигателя и редуктора постоянен и равен /fl = 0,02 кгм . Приведенный момент инерции масс звеньев рабочей машины /3 пренебрежимо мал по сравнению с искомым моментом инерции маховика.  [c.175]

Выше было показано, что движение началыгого звеиа тем ближе к равномерному, чем больше приведенный момент инерции или приведенная масса механизмов манн ны. Увеличение приведенных масс или приведенных моментов инерции может быть сделано за счет увеличения масс отдельных звеньев механизмов. Практически это увеличение масс производится посадкой на один из валов машины добавочной детали, имеющей заданный момент инерции. Эта деталь носит название махового колеса, или маховика. Задачей маховика является уменьшение амплитуды периодических колебаний скорости начального звена, обусловленных b ui-ствами самих механизмов машины или периодическими изменениями соотношений между величинами движущих сил н сил сопротивления.  [c.381]

Подбором массы и момента инерции маховика можно заставить начальное звено механизма или машины двигаться с зараисе заданным отклонением от некоторой его средней скорости.  [c.381]


Курсовое проектирование по теории механизмов и машин (1986) -- [ c.131 ]

Теория механизмов и машин (1987) -- [ c.166 ]

Курс теории механизмов и машин (1985) -- [ c.94 ]

Теория механизмов и машин (1979) -- [ c.208 ]

Теоретическая механика Том 2 (1960) -- [ c.84 , c.463 , c.470 ]

Динамика управляемых машинных агрегатов (1984) -- [ c. 108 ]

Словарь-справочник по механизмам (1981) -- [ c.174 ]

Автомобиль Основы конструкции Издание 2 (1986) -- [ c.28 , c.99 , c.110 , c.112 ]

Двигатели внутреннего сгорания Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей (1980) -- [ c.23 , c.66 , c.77 , c.83 , c.213 , c.219 , c.221 , c.234 , c.273 ]

Беседы о механике Изд4 (1950) -- [ c.109 ]

Теория механизмов (1963) -- [ c.500 , c.501 ]

Краткий справочник прокатчика (1955) -- [ c.156 ]

Автомобиль категории С учебник водителя Издание 4 (1987) -- [ c.23 ]

Словарь - справочник по механизмам Издание 2 (1987) -- [ c.214 ]

Детали машин Издание 3 (1974) -- [ c.7 ]

Техническая энциклопедия Том15 (1931) -- [ c.0 ]

Справочное пособие ремонтника (1987) -- [ c.215 , c.223 , c.224 ]

Теоретическая механика Часть 2 (1958) -- [ c. 0 , c.163 , c.204 , c.271 , c.275 ]



Что такое маховик в машине


Что такое маховик в автомобиле

Маховик – неотъемлемая часть современных бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на свою простоту, эта деталь играет очень важную роль в работе мотора – его нормальное функционирование без нее невозможно. Поговорим более подробно, зачем она нужна, как устроена и какие у нее могут возникнуть неисправности.

Что такое маховик в автомобиле и зачем он нужен

Маховик, по сути, представляет собой инерционный аккумулятор. Он накапливает в себе кинетическую энергию, которую порождает двигатель машины, а затем передает крутящий момент другим деталям и узлам транспортного средства чтобы те, в свою очередь, передали ее на колеса. По-научному эта деталь так и называется: маховичный накопитель энергии.

Маховик необходим в силу того, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают неравномерно. Невооруженным глазом это невозможно заметить, но между каждым тактом есть небольшой промежуток. Он составляет всего несколько миллисекунд. Если бы энергия передавалась от мотора к колесам напрямую, без участия маховика, подобные интервалы отразились бы на передвижении машины – она начала бы ехать с небольшими рывками. Маховик предотвращает возникновение подобной ситуации.

Еще одно назначение детали – стабилизация работы мотора. Во время воспламенения топливной смеси в цилиндрах могут происходить легкие рывки, неравномерно двигаться поршни. Если такое случилось хотя бы в одном из цилиндров, скажется и на остальных. Маховик за счет своего веса нейтрализует подобные отклонения. В результате вся цилиндровая группа работает более стабильно.

Следует отметить, что маховик применяют не только в автомобилях или других транспортных средств. Эта деталь необходима везде, где требуется стабилизация вращения. Так, ее издревле используют в самых различных механизмах (ярчайший пример – гончарный круг). Ей нашли применение даже на космических кораблях.

маховик автомобильный

Устройство маховика в автомобиле

Простейший маховик состоит из двух частей:

  • металлический диск;
  • венец.

Диск представляет собой круглую пластину из прочного стального сплава. Венец – это кольцо с зубьями, которое надето на эту пластину. К диску с одной стороны подсоединен коленчатый вал, а с другой – корзина сцепления. Зубья венца соединены с шестерней, надетой на вал стартера.

Похожие статьи

Таким образом, деталь находится между силовым агрегатом и трансмиссией.

Принцип работы маховика

Принцип работы маховика так же прост, как и его устройство. Он накапливает в себе кинетическую энергию вращения, а затем передает ее на трансмиссию. Однако высвобождение этой энергии происходит равномерно. Таким образом, на входном валу коробки передач (который, в конечном счете, крутит именно маховик) вращение получается равномерным и стабильным, без рывков и остановок на доли секунды. В результате транспортное средство передвигается и его колеса крутятся с постоянной скоростью.

Виды автомобильных маховиков

Наибольшее распространение получили следующие виды маховиков:

  • сплошной;
  • облегченный;
  • двухмассовый.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Сплошной

Второе название – одномассовый. Простейший вариант. Описание его конструкции и принципа действия приведены выше. Представляет собой сплошной металлический диск с надетым на него зубчатым венцом. Венец монтируют с использованием технологии напрессовки. Это обеспечивает очень прочную состыковку. Сам диск изготавливают из особого стального сплава, который способен выдержать очень большие нагрузки. Обычно сторона сплошного маховика, противоположная двигателю, выполняет роль ведущего диска сцепления, являясь одной из его составных частей.

Такой тип конструкции – наиболее распространенный. Это объясняется его несложным устройством, простотой изготовления и невысокой ценой.

маховик одномассовый

Облегчённый

Очень напоминает сплошной. Чем же он отличается? Разница заключается в том, что масса перераспределена к краям. Обычно этого добиваются путем фрезерования участков диска, расположенных в близи центра. В некоторых случаях в них и вовсе вырезают отверстия. Иногда деталь перерабатывают по обратному принципу – ближе к центру оставляют больше массы, а края облегчают. Это несколько ухудшает разгон, зато гарантирует более стабильную работу двигателя и лучшую стабилизацию вращения во время передвижения.

Облегченные варианты очень редко ставят на автомобили на заводе. Чаще всего маховик облегчают самостоятельно в ходе тюнинга.

Облегченная деталь имеет лучшие инерционные показатели, а значит, и лучший разгонный потенциал.

Главный недостаток этого типа маховиков – меньшая надежность и менее продолжительный срок службы. Стали в нем меньше, а нагрузки остаются прежними. Результат – более быстрое появление дефектов.

Облегчённый маховик

Двухмассовый

Следующая разновидность – двухмассовый. Имеет более сложное устройство. Конструкция включает в себя не один, а два диска. Между собой они соединены системой пружин, зубцов и подшипников (их называют демпферами).

Необходимость во втором диске возникает из-за того, что деталь, представляющая собой монолитный круг из стали, не может обеспечить абсолютно стабильное вращение. Во время работы в ней возникают так называемые крутильные колебания. Они генерируются не цилиндровой группой и коленвалом, а самим маховиком. Если включить в конструкцию второй диск, большая часть этих колебаний гасятся.

Двухмассовые устройства имеют целый ряд преимуществ перед сплошными. Вот основные:

  • более стабильная работа двигателя, как следствие – более ровная езда;
  • меньшее количество вибраций в области трансмиссии;
  • более надежная защита трансмиссии от перегрузки;
  • более мягкое переключение передач.

Однако устройство имеет один существенный недостаток, который обусловлен сложностью его конструкции. Им является меньшая по сравнению со сплошной деталью надежность. Система, соединяющая между собой диски, испытывает очень высокие нагрузки, в результате чего довольно быстро изнашивается. Итог – возникновение неисправностей.

Кроме того, двухмассовые конструкции дороже сплошных. Это тоже обусловлено сложностью их конструкции.

Двухмассовые детали можно установить и на автомобили, на которых изначально был сплошной маховик. Многие компании изготавливают эти узлы для различных марок машин (в качестве примера можно назвать фирму Валео).

Следует упомянуть, что существуют и другие типы маховиков (например, разработанный в 1960-х в СССР супермаховик). Но они так и не получили широкого распространения в автомобилестроении.

Двухмассовый

Возможные неисправности

Ниже представлены наиболее распространенные неисправности детали.

  • Износ венца. Со временем зубцы на венце могут истереться, благодаря чему при запуске мотора стартер будет на них пробуксовывать. Завести авто будет проблематично – это получится не с первого раза.
  • Нарушение центровки. Маховик должен быть установлен соосно кардану и диску сцепления. В противном случае при передвижении на транспортном средстве будет слышаться так называемое «биение».
  • Износ диска. Часть детали, которая выполняет функции диска сцепления, подвержена наиболее серьезным нагрузкам. В результате этого она может истираться, на ее поверхности могут появляться заусенцы, углубления. Результат всего этого – сокращение размеров площади соприкосновения дисков трансмиссии и, как следствие, плохое сцепление. Еще один признак поломки – шум при передвижении автомобиля.
  • Износ крепежа коленвала. Место, куда крепится коленчатый вал, со временем тоже изнашивается. В результате появляется люфт. Он приводит к появлению шума во время движения транспортного средства.

Все перечисленные поломки возникают у одномассовых или облегченных устройств. У двухмассовых также может возникнуть неисправность демпферов. Она чаще всего выражается в их износе. В результате этого часть конструкции, соединенная с коленвалом, передает не всю энергию на часть, которая является диском сцепления. Понять о том, что возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:

  • шум, стук;
  • появление так называемых плавающих оборотов;
  • самопроизвольные «подтрагивания», возникающие на холостом ходу;
  • повышение уровня вибрации при езде;
  • рывки при переключении скоростей.

Ремонт маховика

Ремонту поддаются далеко не все неисправности. Устранить можно:

  • износ венца;
  • нарушение центровки.

Первая неисправность устраняется путем установки нового венца с цельными зубьями. Вторая – посредством центровки маховика. Для этого разбирают трансмиссию.

Если речь идет об износе диска сцепления или места крепления коленвала, то они «лечению» не поддаются. Единственный вариант в этом случае – установка новой детали.

Что касается поломки демпферов, то они вполне поддаются ремонту. Он возможен и в домашних условиях, в гараже. Но стоит оговориться, что такой ремонт под силу только опытному автомобилисту. Поэтому лучше доверить его сотрудникам автосервиса.

Подведем итог

Маховик – деталь автомобиля, которая отвечает за передачу крутящего момента с коленвала на сцепление. Он предназначен для его стабилизации. Кроме того, деталь стабилизирует работу двигателя. Конструкция устройства очень проста – оно представляет собой стальной диск с зубчатым венцом. Существуют и более сложные двухмассовые варианты. О поломке детали может говорить трудный запуск двигателя, «биение», стук, плохое сцепление.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Маховик двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип действия

Маховик является важной деталью автомобильного двигателя, которая предназначена для выполнения таких сложных задач, как:

  • Осуществления своевременного запуска двигателя автомобиля, путем передачи вращательных движений от стартера на коленчатый вал.
  • Обеспечения крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач (КПП).
  • Снижение вибрационных шумов двигателя (уменьшение неравномерных движений вала).

Принцип действия маховика двигателя

Маховик закреплен с торцевой части коленвала, непосредственно у заднего подшипника коренного типа. Коренной подшипник не только удерживает маховик в одном положении, но и снижает его рабочие нагрузки.

Принцип действия самого маховика заключается в снижении вибрации при вращательном моменте коленчатого вала. При интенсивной работе двигателя на такте движения идет накопление энергии, которая передается коленвалу. В других рабочих тактах происходит обратный процесс – сброс энергии.

Маховик позволяет аккумулировать энергию, обеспечивая равномерное движение коленчатого вала от одного такта к другому.

Как устроен маховик и основные его виды

Как уже было сказано ранее, маховик – важная деталь автомобильного двигателя, относительно небольшой, но весьма увесистый диск, диаметр которого может составить 30-40 см. Торец маховика имеет зубчатые края, что позволяет ему соединяться со стартерным валом для передачи вращательной энергии коленвалу двигателя.

Виды маховиков

По типу конструкции маховики двигателя могут быть двухмассовыми, сплошными и облегченными. Наиболее распространенным и широко используемым является сплошной маховик. Мы рассмотрим каждый из этих видов.

Двухмассовый маховик (демпферный)

Это часто используемый вид маховика в современном автомобильном двигателе. Двухмассовый маховик – устройство, состоящее из двух дисков, соединенных специальным пружинно-демпферным устройством. Основными элементами двухмассового маховика являются: маховик, подшипник, пружина-дуга с наружными демпфером, нажимная пружина с внутренним демпфером и приводная пластина.

Подобное устройство выполняет ряд важных функций и задач:

  • принимает на себя все избыточные вибрации коленвала;
  • защищает трансмиссию от лишних вращательных движений и перегруза;
  • уменьшает возможный износ синхронизирующих элементов;
  • обеспечивает плавное переключение передач;
  • позволяет экономить расход топлива в двигателе.

Однако чрезмерно интенсивна работа такого вида маховика в конечном итоге может привести к быстрому износу пружинно-демпферного механизма или выходу из строя отдельных его элементов, например, пружины.

Сплошной маховик

Такой вид маховика является более эффективным для использования в автомобильных двигателях современного образца. Сплошной маховик – тяжеловесный чугунный диск, диаметр которого составляет 35-40 см. На внешней поверхности маховика находится стальной венец с зубьями, который обеспечивает движение коленчатого вала при запуске стартера. Одна сторона маховика оснащена ступицей, при помощи которой маховик соединяется с фланцем коленвала, противоположная сторона работает как диск сцепления.

Облегченный маховик

Данный вид маховика часто используют для проведения тюнинга двигателя автомобиля. Облегченный маховик - диск, на который надевается предварительно разогретое зубчатое колесо, после остывания которого, маховик приобретает вид шестерни.

Облегченный маховик имеет небольшую массу, в среднем в полтора раза меньше, чем у обычного маховика. Облегченный маховик позволяет автомобильному двигателю достигать максимальных рабочих оборотов, увеличивать мощность на 5-7 %, улучшать разгонную динамику автомобиля.

Маховик облегченного типа изготавливается из износостойкого металла, который способен выдерживать чрезмерные нагрузки при работе двигателя, при этом работать быстро, бесшумно и эффективно.

Маховик двигателя видео:

Маховик — что это, как устроен, где находится — Словарь автомеханика

Маховик — это часть кривошипно-шатунного механизма, системы сцепления и системы запуска двигателя, в виде диска большой массы с зубчатым венцом. Некоторые модификации маховиков имеют свои аббревиатуры – о них читайте в разделе “виды маховиков”.

Зачем нужен и где находится маховик в современном автомобиле

Маховик в автомобилях с ДВС выполняет следующие функции:

  • придает равномерность вращению коленчатого вала. Его большая масса накапливает кинетическую энергию на протяжении такта рабочего хода. Остальные три такта отведены для отдачи аккумулированной энергии коленвалу. Таким образом выравнивают и поддерживают стабильной угловую скорость коленвала. При большем количестве цилиндров достигается повышение продолжительности рабочего хода поршня, равномерность крутящего момента и возможность снижения массы самого маховика;
  • передает крутящий момент от силового агрегата к механизму сцепления — и потом, к коробке передач и ведущим колесам;
  • передает крутящий момент от стартера на коленвал двигателя при запуске двигателя;
  • выводит поршни из ВМТ, НМТ при помощи возникающих сил инерции;
  • гасит (демпфирует) крутильные колебания, вибрации.

Маховик крепят к торцу коленвала. По отношению к двигателю маховик находится снаружи, между мотором и коробкой передач.


Виды маховиков и особенности конструкции

Есть два основных его вида — одномассовый и двухмассовый. Их главное отличие в том, из скольких компонентов состоит сам маховик. Одномассовый — это цельнолитая деталь (одна масса), которая выполняет свои функции. А в двухмассовом массы две - это два диска в корпусе, которые приходят в зацепление друг с другом с использованием сложной демпфирующей системы между ними.

Устройство двухмассового маховика: 1 — ступица; 2 — радиальный подшипник; 3 — первичный диск; 4 — дуговая пружина; 5 — фланец; 6 — зубчатый венец; 7 — вторичный диск; 8 — вентиляционное отверстие; 9 — уплотнительная мембрана; 10 — кольцевая камера, заполненная смазкой.

Одномассовый маховик

Он устроен проще всего, поэтому надежен и наиболее распространен. В центре диска из чугуна или стали, диаметр которого составляет 300-400 мм, находится посадочное место для установки на хвостовик коленвала. Оно представляет собой расширение (ступицу). В центре — большое отверстие, а 4-12 отверстий под болты помещены на окружности для фиксации.

Одномассовый маховик

Противоположной стороне отводится роль ведущего диска сцепления. Наружную поверхность оснастили местом под установку сцепления и кольцевой контактной площадкой — под ведомый диск сцепления. По окружности внешней стороны напрессовали зубчатый венец из стали.

Простота конструкции, относительная дешевизна производства обусловили массовое распространение такого вида маховиков Существенный недочет конструкции — она не способна в достаточной степени погасить крутильные колебания, возникающие в современных более мощных, но при этом менее объемных моторах. Поэтому на таких автомобилях зачастую устанавливают двухмассовые маховики.

Двухмассовый (демпферный) маховик

Между двумя дисками конструкции (ведущим и ведомым), которые соединены подшипником, расположена особая пружинно-демпферная система. Ее применение позволило отказаться от использования в ведомом диске сцепления демпфирующего устройства. Ведущий диск двухмассового маховика непосредственно соединен с фланцем коленвала. Крутящий момент передается на ведомый диск, но благодаря пружинно-демпферной системе внутри это происходит с задержкой и с гашением вибраций и крутильных колебаний.

Двухмассовые маховики имеют ряд преимуществ:

Двухмассовый маховик

  • лучше справляются с колебаниями, вибрациями, толчками;
  • способствуют тому, чтобы удобнее переключались передачи;
  • уменьшают износ синхронизаторов;
  • защищают трансмиссию;
  • помогают сэкономить топливо.

Но есть и недостатки:

  • они дороже в производстве, обслуживании и при замене;
  • более требовательны к условиям эксплуатации — не любят сильных вибраций, езды на низких оборотах, перегрева.

Двухмассовые маховики имеют ряд названий, которые по сути являются аббревиатурами: DMF (Dual-Mass Flywheel на английском) или ZMS (ZweiMassenSchwungrad на немецком).

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Двухмассовый маховик с маятниковым гасителем колебаний

Эта новая разновидность двухмассового маховика. Пружинно-демпферная система получила дополнение – центробежный маятник в виде грузов по окружности махового колеса. Низкие обороты двигателя вызывают раскачивание грузов ввиду незначительной центробежной силы. Вызванные колебания находятся в противофазе с теми, что частично сгладили пружины, что позволяет окончательно их погасить. При возросших оборотах амплитуда центробежного маятника уменьшается, как и значение в демпфировании.

Главное достоинство конструкции — помощь в устранении неравномерности вращения коленвала на низких оборотах. Его распространение связано с доминирующими в автомобилестроении тенденциями:

  • сделать мотор меньшим по объему и легче, сохранив мощность;
  • расширить диапазон крутящего момента, используя низкие обороты.

Неисправности и их признаки

Ввиду немалых нагрузок со временем маховик деформируется и разрушается.

В одномассовом маховике проблемным местом может быть зубчатый венец, который может разрушаться со временем. Его демонтируют механическим способом. При установке нового – приходится прибегать к нагреву и заменять болты. Также возможно появление трещин и поломок диска. Решается только заменой детали целиком.

Повреждение зубьев венца

Замена венца на одномассовом маховике

Чтобы своевременно выявить неисправности одномассового маховика, обращайте внимание на:

  • возросший уровень вибраций, шумов;
  • ухудшение работы сцепления;
  • проблемы при запуске двигателя.

Что касается двухмассового маховика, то его более сложная конструкция подразумевает возникновение неисправностей, которые устранить труднее. В нем могут:

  • поломаться, полностью разрушиться дуговые пружины;
  • износиться подшипники, детали, подвергающиеся трению.

Поломка пружин в двухмассовом маховике

Признаки проблем с двухмассовым маховиком следующие:

  1. Ощущение вибрации при пуске двигателя, возможно с толчками, которые чувствуются даже в рычаге КПП.
  2. Мягкий стук при работе двигателя на холостых оборотах.
  3. Вибрация во время разгона.
  4. Толчки при переключениях передач.
  5. Вибрация, возникающая даже после глушения двигателя.

В теории двухмассовый маховик можно перебрать, но на практике его только меняют.


Подбор и покупка деталей

Маховики подбирают по VIN-коду или модели/марке автомобиля или коду двигателя. Выбирая между оригинальными деталями и аналогами от ведущих мировых производителей, учитывайте тот факт, что такие производители как LUK и Sachs изобрели конструкцию двухмассового маховика и чаще всего с завода в машинах стоят именно их детали. Поэтому при разнице в стоимости между оригиналом и продукцией LUK/Sachs выбирайте то, что будет дешевле - в коробке будет одно и то же.

Одномассовый маховик меняется только на деталь такой же конструкции. Для тюнинга автомобилей применяют облегченные маховики, но его нельзя просто установить — нужно менять или компоненты двигателя, или хотя бы настройки его работы.

Двухмассовый маховик следует менять на аналогичную деталь. Но некоторыми производителями предлагается замена двухмассовых маховиков на более надежную конструкцию одномассового маховика с определенными доработками. Такие conversion kits (комплекты для переоборудования) предлагает компания Valeo - еще один крупнейший мировой производитель автозапчастей и двухмассовых маховиков. Такая замена до сих пор остается спорным вопросом - такие производители как LUK и Sachs утверждают, что так делать нельзя - никакой одномассовый маховик не справится с задачами двухмассового (в первую очередь вибрациями и крутильными колебаниями), поэтому вы снижаете ресурс коробки передач и других смежных деталей. Valeo, который и предлагает подобную замену, утверждает, что его инженеры все продумали и такая замена допускается только для определенных моделей двигателей (VAG 1,9, 1,8 турбо, Passat B5, Caddy, Audi A3, Audi TT, Golf5, Golf6, Skoda Octavia в первом кузове, практически все модели группы VAG с 2000-х по 2009 год с двигателями 1,8).

Связанные термины

Маховик и все,что нужно о нем знать.

Все автолюбители знают, что сцепление является одной из ключевых систем любого автомобиля. Основной задачей сцепления является передача крутящего момента на коробку передач. В системе сцепления одной из самых важных деталей является маховик, располагающийся между трансмиссией и двигателем. Какое устройство маховика, какие существуют разновидности данной системы и для чего необходим ведущий диск? Мы с Вами разберём все вопросы в этой статье.

Содержание статьи

Кто он и где находится маховик

Сам по себе классический маховик довольно прост – это массивный металлический диск, имеющий диаметр порядка 30-40 сантиметров. Изготавливают его, как правило, из чугуна.

По внешней окружности этого круга располагается стальной обод с зубцами, именуемый венцом маховика. Зубчатая передача в данном узле отыгрывают очень важную роль, но об этом мы поговорим немного позже.

Где находится маховик? Найти маховик под капотом автомобиля с первого взгляда не получится. Расположена эта деталь в глубине двигателя и закрыта от посторонних глаз кожухами.

Если точнее, то место этого металлического диска на одном из концов коленчатого вала, который, как вы уже знаете, раскручивается при помощи поршней двигателя.

Крепится маховик к коленвалу очень прочно, так как ему приходится выдерживать сильнейшие нагрузки и быть посредником между мотором и коробкой передач.

О том, как выглядит маховик и где его место в автомобиле мы уже поговорили, теперь необходимо выяснить самое главное — так ли он нужен. Несмотря на внешнюю простоту и отсутствие сложных форм, без этой детали машина не начнёт движение, да и вообще не заведётся. Маховик выполняет следующие функции:

  • гашение паразитных колебаний коленвала;
  • передачу крутящего момента двигателя на трансмиссию;
  • обеспечение связи стартера с коленвалом.

Рассмотрим детальнее вышеперечисленные пункты. Одна из ключевых ролей маховика заключается в гарантировании плавной работы двигателя и гашении разного рода механических колебаний и вибраций.

Именно для этого диск изготавливают из тяжёлого чугуна – главное здесь его масса, благодаря которой обеспечивается накапливание энергии и поддержание вращательного момента коленвала при помощи инерции.

Следующая роль не менее важная – маховик выступает как посредник между двигателем и коробкой передач, а также, по сути, является частью механизма сцепления. Вся мощность мотора и крутящий момент, коими так любят хвастаться автолюбители, проходят через этот скромный, но тяжёлый диск и устремляются далее, через трансмиссию к колёсам.

И, наконец, последняя функция маховика. Немного ранее, описывая строение этой детали, мы упомянули о зубцах, располагаемых по внешней окружности диска, так называемом венце.

При помощи них в момент, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, происходит зацеп шестерни стартера с вышеупомянутыми зубьями, благодаря чему создаётся первичное вращение коленвала и запускается процесс сгорания топлива в цилиндрах. Другими словами – двигатель начинает работу.

Виды

На сегодняшний день выделяются три вида маховиков:

 

  1. Сплошной. Представляет собой простой чугунный диск с зубьями на торце. Такие модели распространены как на отечественных автомобилях, так и на иномарках, особенно эконом-класса.
  2. Облегченный. Как правило, облегченная версия ведущего диска устанавливается или на авто с автоматической КПП, или на тюнингованные модели. Главная особенность такого диска — уменьшенная масса, вследствие которой достигается уменьшение инерции и увеличение КПД двигателя до 5%. Облегченный маховик является конструктивно упрощенной разновидностью сплошного типа. Основным его назначением является выполнение роли шестерни, которая вращается при запуске стартера.
  3. Двухмассовый или демпферный. В настоящее время приобрел широкую распространенность вследствие своих преимуществ — гашения вибрации, устранения крутильных колебаний коленвала, повышения износостойкости синхронизаторов, защиты трансмиссии от перегрузок и понижения шума. Конструктивно усложненная модель маховика по сравнению с предыдущими видами.

Особенности устройства двухмассового маховика

Конструктивные особенности детали заключаются в наличии двух корпусов, один из которых устанавливается на коленвал с последующим соединением с коленвалом, а второй соприкасается рабочей поверхностью с диском сцепления. Соединение между корпусами обеспечивается за счет двух подшипников (осевого и радиального), которые могут свободно скользить вне зависимости от работы друг друга. Также в середине детали установлена демпфирующая система, состоящая из пружин. Все механизмы обработаны специальной консистентной смазкой, она обеспечивает надежную работу пружин и сепараторов между ними

.В двухмассовом маховике располагается два пакета пружин. Мягкий пружинный пакет обеспечивает мягкость запуска и остановки, а с помощью жесткого пакета обеспечивается демпфирование колебаний в рабочих диапазонах оборотов двигателя.

Принцип работы

Принцип действия эффективный и простой одновременно. Из-за повышения инерционного момента масс на входном валу КПП резонансное количество оборотов становится меньше, чем диапазон оборотов ДВС. Благодаря этому обеспечивается гашение колебательных движений, генерируемых силовым агрегатом. Гашение колебаний достигается за счет демпферно-пружинной системы, которая не допускает соударений частей КПП. В результате достигается уменьшение нагрузки на рабочие элементы.

Ремонт маховика

Ремонт венца маховика Во время вращения шестерня бендикса зацепляется с зубьями венца маховика. Поэтому вся нагрузка во время работы накрадывается на шестерни. Со временем они стираются. В результате происходит поломка автомобиля, которая проявляется такими симптомами: автомобиль плохо заводится, стартер щелкает, но не крутится. Такие симптомы не постоянны. Автомобиль то заводится, то снова стартер щелкает или трещит. Это свидетельствует о плохом зацеплении шестерней бендикса и маховика. Если стерты зубья маховика в определенном месте, то стартер крутится и не запускает двигатель до тех пор, пока маховик не прокрутит дефектное место.

Через некоторое время шестерни попадают в зацеп, и двигатель запускается. Необходимо осмотреть венец маховика и шестерню бендикса, и в случае износа произвести замену. Ремонт можно сделать своими руками. Для этого необходимо достать маховик из автомобиля и с помощью молотка и зубила выбить венец. Если новый венец не надевается, его необходимо нагреть с помощью горелки или, даже лучше, электроплитки и, постукивая молотком, равномерно надеть на диск. Обратите внимание! Венец необходимо разогревать по всей поверхности и не очень сильно. Если разогреть докрасна, то это будет способствовать быстрому износу зубьев в местах разогрева. Иногда, если зубья не очень износились, венец с маховика снимают и одевают другой стороной. Для этого необходимо пометить несколькими метками диск и венец, чтобы, перевернув его, поставить на то же место. Это максимально сохранит балансировку маховика.

Ремонт двухмассового маховика

Симптомов поломки демпферного маховика может быть много, в зависимости от того, что повреждено. Если при запуске или остановке двигателя вы слышите посторонние звуки, это может быть поломкой демпферного маховика. Особенно это заметно на небольших оборотах двигателя, а при увеличении оборотов посторонние вибрации и звуки пропадают. Разбалансировка маховика сопровождается громким гудением, которое увеличивается с увеличением оборотов двигателя.

Если во время разгона автомобиля чувствуются вибрации, то это говорит об износе демпфера маховика. Аналогичные симптомы могут быть и при других поломках. Как же проверить демпферный маховик? Для этого необходимо провести несложный тест. На высокой передаче замедлиться до 1300-1500 оборотов в минуту, а затем педаль газа нажать максимально возможно в крайнее положение. Если вы не услышали странных звуков и вибраций, то ваш маховик работает, скорее всего, нормально. Данный тест очень перегружает маховик, поэтому не проводите его часто.

Но если вы уверены в поломке демпферного маховика, то приготовьтесь к большим расходам. Правда, некоторые сервисы предлагают разборку и восстановление двухмассового маховика. Но тут необходимо хорошо подумать. Заводы-производители не предусматривают ремонт демпферного маховика, поэтому не поставляют в продажу необходимые детали. Чтобы демпферный маховик служил долго, рекомендуется: • Не перегружать автомобиль; • Не бросать педаль сцепления; • Не начинать движение с повышенной передачи; • Не пробуксовывать; • Не водить автомобиль агрессивно.

Какие преимущества и недостатки?

На практике водителю важны не столько технические показатели и конструктивные особенности механизма, сколько удобство и комфорт вождения. Установка в автомобиль двухмассового маховика дает на практике следующие преимущества:

  • Переключение передач становится более удобным и мягким.
  • Инерционный момент при переключении уменьшается.
  • Увеличивается ресурс ДВС и КПП.
  • В картере сцепления достигается экономия пространства, что является важным преимуществом для компактных транспортных средств.

Несмотря на многочисленные преимущества, у него имеются и недостатки. Во-первых, стоимость достаточно высокая. Во-вторых, срок эксплуатации значительно ниже, чем у дисков сцепления других разновидностей. Такой недостаток обусловлен конструкцией и внутренней смазкой, которая в течение эксплуатации разрушается. Это единственные существенные недостатки, которые имеются у двухмассовых маховиков.

Несмотря на то, что ресурс эксплуатации детали не является неограниченным, при правильной езде ресурс оценивается в 350-400 тысяч километров.

Что такое маховик двигателя, для чего он используется в автомобиле?

Маховик представляет собой деталь двигателя, которая служит для регулировки поступления энергии. Он накапливает энергию, когда ее поступает больше, нежели используется машиной, и отдает, когда ее потребление превышает поступление.

Маховик двигателя в автомобиле – что это

Для чего в машине нужен маховик:

• Запускает двигатель;

• Соединяет двигатель с трансмиссией;

• Передает крутящий момент от двигателя к коробке передач;

• Стабилизирует вращение коленвала двигателя.

По внешним признакам маховик представляет собой большой металлический диск с зубчатым венцом по краю. После поворота ключа зажигания стартер входит в зацеп с венцом маховика, поворачивая его, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал, который приводит в движение сам автомобиль.

Виды маховиков, и где они используются

По своей конструкции маховики бывают трех видов: сплошные, двухмассовые и облегченные.

Сплошной или обычный

Сплошной маховик является самым простым в конструкции и состоит из чугунного диска, покрытого по краю стальным венцом. Его простота говорит о первоначальности использования в автомобилях. Преимущество данного вида маховика – в цене и количестве возможных поломок, что напрямую зависит от простоты конструкции.

Двухмассовый

Двухмассовый или демпферный маховик имеет более сложную конструкцию и используется в современных автомобилях. Он служит не только для борьбы с вибрацией, но и для гашения крутильных колебаний коленвала.

Облегченный

Облегченный маховик – диск с неоднородным распределением массы, что облегчает его на 1,5 кг. Масса маховика перераспределяется от центра к краям, что дает возможность уменьшить инерцию. Данный маховик используется на дорогих автомобилях с автоматической коробкой переключения передач. Его использование повышает отдачу двигателя примерно на 5%. Облегчение маховика компенсируется весом вращающихся деталей, которые прикреплены к нему.

Устройство и принцип работы маховиков

Устройство обычного маховика очень простое. Это диск диаметром приблизительно 30-40 см с зубчатым краем. С помощью зубьев он входит в зацепление с валом стартера и раскручивает коленвал двигателя при запуске автомобиля. Маховик находится между коленвалом двигателя и корзиной сцепления, к которой он прикреплен болтами.

Что такое маховик и как он работает, рассмотрим на принципе работы игрушечной юлы. Юлу раскручивают рукой, а маховик раскручивается коленчатым валом автомобиля. Раскрутив волчок, мы видим, что без дополнительного вмешательства он вращается еще длительное время – это и есть тот запас энергии. Но если у юлы она растрачивается впустую, то маховик отдает ее обратно и помогает раскручивать коленчатый вал.

Рассмотрим, что такое двухмассовый маховик и каково его назначение. Этот вид маховика состоит из двух дисков, которые соединены с помощью пружинно-демпферной системы. В основу его работы положен ступенчатый принцип. С помощью мягких пружин первой ступени осуществляется запуск и включение двигателя. Благодаря демпфированию крутильных колебаний обеспечивается движение автомобиля. Данный процесс осуществляется с помощью жёстких пружин второй ступени. Дополнительными функциями двухмассового маховика являются поглощение вибраций и шумов, плавное переключение передач, уменьшение износа синхронизаторов, уменьшение нагрузок на трансмиссию, экономия топлива.

Ремонт маховика
Ремонт венца маховика

Во время вращения шестерня бендикса зацепляется с зубьями венца маховика. Поэтому вся нагрузка во время работы накрадывается на шестерни. Со временем они стираются. В результате происходит поломка автомобиля, которая проявляется такими симптомами: автомобиль плохо заводится, стартер щелкает, но не крутится. Такие симптомы не постоянны. Автомобиль то заводится, то снова стартер щелкает или трещит. Это свидетельствует о плохом зацеплении шестерней бендикса и маховика. Если стерты зубья маховика в определенном месте, то стартер крутится и не запускает двигатель до тех пор, пока маховик не прокрутит дефектное место. Через некоторое время шестерни попадают в зацеп, и двигатель запускается.

Необходимо осмотреть венец маховика и шестерню бендикса, и в случае износа произвести замену. Ремонт можно сделать своими руками. Для этого необходимо достать маховик из автомобиля и с помощью молотка и зубила выбить венец. Если новый венец не надевается, его необходимо нагреть с помощью горелки или, даже лучше, электроплитки и, постукивая молотком, равномерно надеть на диск.

Обратите внимание! Венец необходимо разогревать по всей поверхности и не очень сильно. Если разогреть докрасна, то это будет способствовать быстрому износу зубьев в местах разогрева.

Иногда, если зубья не очень износились, венец с маховика снимают и одевают другой стороной. Для этого необходимо пометить несколькими метками диск и венец, чтобы, перевернув его, поставить на то же место. Это максимально сохранит балансировку маховика.

Ремонт двухмассового маховика

Симптомов поломки демпферного маховика может быть много, в зависимости от того, что повреждено. Если при запуске или остановке двигателя вы слышите посторонние звуки, это может быть поломкой демпферного маховика. Особенно это заметно на небольших оборотах двигателя, а при увеличении оборотов посторонние вибрации и звуки пропадают. Разбалансировка маховика сопровождается громким гудением, которое увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Если во время разгона автомобиля чувствуются вибрации, то это говорит об износе демпфера маховика. Аналогичные симптомы могут быть и при других поломках.

Как же проверить демпферный маховик? Для этого необходимо провести несложный тест. На высокой передаче замедлиться до 1300-1500 оборотов в минуту, а затем педаль газа нажать максимально возможно в крайнее положение. Если вы не услышали странных звуков и вибраций, то ваш маховик работает, скорее всего, нормально. Данный тест очень перегружает маховик, поэтому не проводите его часто.

Но если вы уверены в поломке демпферного маховика, то приготовьтесь к большим расходам. Правда, некоторые сервисы предлагают разборку и восстановление двухмассового маховика. Но тут необходимо хорошо подумать. Заводы-производители не предусматривают ремонт демпферного маховика, поэтому не поставляют в продажу необходимые детали. Чтобы демпферный маховик служил долго, рекомендуется:

Не перегружать автомобиль;

Не бросать педаль сцепления;

Не начинать движение с повышенной передачи;

Не пробуксовывать;

Не водить автомобиль агрессивно.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Маховик двигателя: его назначение и устройство

Маховик двигателя считается одним из важнейших элементов без которого невозможна полноценная работа силовой установки и транспортного средства в целом. Представляет собой маховик литой и хорошо сбалансированный чугунный диск с напрессованными стальными зубьями для зацепления со стартером мотора. Передает маховик крутящий момент от двигателя на коробку передач автомобиля. Если на авто механическая коробка передач, то на маховике крепится корзина сцепления, а при автоматике гидротрансформатор. Представляет собой маховик довольно массивную деталь. Его масса в основном зависит от мощности мотора и количества цилиндров в нем. Основное назначение маховика лежит в аккумулировании кинетической энергии от коленвала и в создании полезной инерции. Исходя из всего сказано можно обобщить, что основные функции маховика входит обеспечение плавной работы мотора, передача крутящего момента от двигателя на КПП и обеспечение работы сцепления, а также передачу крутящего момента от стартера на венец маховика для запуска мотора.

Какие бывают маховики?

Сегодня существует три вида таких устройств. Первый тип сплошной — считается наиболее простой и распространенной конструкцией. По виду представляет собой литой чугунный диск. Для АКПП гораздо легче обычного, потому как рассчитан на совместное использование с гидротрансформатором. Второй вид — это облегченный маховик. Устанавливают такой вариант преимущественно при тюнинге авто, трансмиссии или мотора. За счет своего небольшого веса такой маховик уменьшает инерцию и повышает производительность мотора на 5%. На педаль газа авто откликается быстрее и авто становится с ним более динамичным. при этом такой облегченный вариант можно делать только в комплексе с другими работами, направленными на улучшение характеристик трансмиссии и мотора. Третий вариат маховиков — это двухмассовые маховики. Они имеют более сложную конструкцию и устанавливаются в основном на современные автомобили. Применяется такое устройство и на АПКК и на МКПП без гидротрансформатора. Такие маховики  прекрасно подавляют вибрации, шум и защищают трансмиссию и синхронизаторы.

Как работает двухмассовый маховик и почему стоит выбрать его?

Принцип работы двухмассового маховика достаточно прост. От коленчатого вала передается крутящий момент первичному диску. Он отклоняет пружинную конструкцию внутри и достигнув определенного уровня сжатия, крутящий момент начинает передаваться на второй диск. Система гасит высокие колебания мотора и за счет значительно снижается нагрузка на КПП. среди наиболее очевидных плюсов двухмассового маховика моно выделить то, что он обеспечивает мягкую и плавную работу двигателя и коробки передач. Также он позволяет добиться низкого уровня шума и вибрации.

Подробнее о маховике силовой установки будет рассказано в этом интересном видеоматериале:

Опубликовано: 14 ноября 2019

Почему маховики важны и какие бывают типы?

Подобно большому тяжелому диску, установленному между коленчатым валом и системой сцепления, маховик играет жизненно важную роль в передаче мощности любому двигателю.

Простое, но эффективное устройство, маховик в вашем автомобиле - жизненно важная часть трансмиссии, которая творит чудеса с передачей мощности от двигателя.Он напоминает большой тяжелый диск, который соединен с концом коленчатого вала и взаимодействует с диском сцепления для включения привода колес.

Физика, лежащая в основе маховика, означает, что ему требуется большой крутящий момент, чтобы заставить его вращаться, но, в свою очередь, ему также нужен большой крутящий момент, чтобы замедлить его, а это означает, что он очень эффективно сохраняет угловой момент. Это делает маховик простым устройством накопления энергии, и когда он устанавливается на хвостовой части коленчатого вала, он использует эту сохраненную энергию вращения для сглаживания передачи мощности от двигателя.

По мере того как поршни совершают возвратно-поступательное движение, они проявляют разные силы и крутящие моменты на каждой стадии цикла двигателя. Наибольший крутящий момент возникает во время рабочего такта, когда поршень мощно опускается вниз, быстро вращая коленчатый вал.

Без маховика, прикрепленного к концу коленчатого вала, вращение было бы неравномерным, с быстрым вращением на рабочем такте, за которым следовало бы 540 градусов относительно невысокой скорости вращения каждого поршня. Таким образом, маховик использует свою высокую инерцию вращения (свою устойчивость к изменениям скорости вращения) для выравнивания крутящего момента, так что коленчатый вал вращается более равномерно и плавно.

Фантастический практический эксперимент, демонстрирующий работу двигателя с маховиком

и без него.

Поскольку вес маховика является ключевым фактором в его энергосбережении, огромная масса большого выступа на конце коленчатого вала оставляет возможности для некоторых изменений. Облегченные маховики стали основным продуктом в автоспорте и гусеничных дорожных автомобилях, мгновенно меняя динамику двигателя. Облегчение происходит путем удаления излишков материала с существующего маховика (в более старых вариантах, сделанных из чугуна) и его балансировки, или путем покупки вторичного маховика (обычно сделанного из стали), разработанного специально для данного автомобиля.

Пониженная масса означает, что маховик намного легче вращается под действием мощности двигателя.Это делает его идеальным для ускорения на более низких передачах, когда частота вращения двигателя должна быстро меняться, и является популярной модификацией для автомобилей, жаждущих более динамичной трансмиссии.

Облегченный маховик Mazda MX-5 с простыми вырезами для уменьшения массы

Отсутствие инерции в облегченном маховике также означает, что обороты двигателя очень быстро падают при переключении на более высокую передачу (вместо зависания) и увеличиваются при малейшем нажатии педали акселератора для плавного переключения на пониженную передачу за счет согласования оборотов.Хотя плавность оборотов двигателя может быть несколько нарушена в результате уменьшения массы, резкие характеристики оборотов делают это снижение веса обычной темой для автомобилей, модифицированных для автоспорта.

Быстрая демонстрация характеристик стандартного и облегченного маховика.Видео через Heywood Jablome

Другой тип - двухмассовый маховик , который работает противоположно облегченному варианту, принося вторичный кусок материала в бой. Так в чем же смысл его добавления?

Когда двигатель совершает возвратно-поступательное движение, циклы создают большое количество нежелательной вибрации, которая может нарушить работу других компонентов на линии.Эти колебания различаются по частоте в зависимости от количества цилиндров под рукой и их ориентации.

Например, балансировка двигателя, задействованная в рядной шестерке, создает очень небольшие неблагоприятные вибрации, поскольку первичные и вторичные силы, создаваемые внутри двигателя, компенсируют друг друга. С другой стороны, одно- и двухцилиндровые двигатели создают большое количество вибраций из-за присущего им дисбаланса. Возникающие в результате вибрации распространяются от коленчатого вала к трансмиссии и могут нарушить переключение передач и общую работу коробки передач.

Внутренности хорошо используемого двухмассового маховика

Двухмассовый маховик делает все возможное, чтобы бороться с этими вибрациями, демпфируя их воздействие за счет двух масс и комбинации пружин.Одна масса соединена с коленчатым валом, а другая - с трансмиссией.

Первичная масса образует большой диск, который вращается вместе с коленчатым валом, а вторичная масса представляет собой меньший диск, который находится внутри него. Пружины физически соединяют две массы, поэтому, когда первичная масса вращается, вторичная масса также находится под влиянием пружин. Пружины являются ключевым компонентом, поскольку они максимально уравновешивают любые неприятные вибрации, прежде чем они достигнут вторичной массы и трансмиссии.

Этот бесшумный, но обучающий ролик демонстрирует внутреннюю работу двухмассового маховика

.

Маховики должны были идти в ногу с тенденцией к уменьшению габаритов последних лет из-за отсутствия цилиндров, что приводит к нежелательным отклонениям частоты вращения коленчатого вала и большим уровням вибрации.Это способствовало развитию подобных двухмассовых маховиков со стандартными одномасовыми агрегатами, позволяющими по сравнению с ними иметь громкую и дребезжащую трансмиссию.

К сожалению, более сложная природа компонентов двухмассового маховика означает, что детали изнашиваются и их необходимо заменять, что увеличивает затраты на обслуживание того, что должно быть долговечным и простым компонентом.

Audi A3 TDI Ultra - один из многих продуктов VW, оснащенных двухмассовым маховиком.

У вашего автомобиля двухмассовый или облегченный маховик? Может быть, вы даже ежедневно ездите на машине с модифицированным маховиком? Прокомментируйте ниже свой опыт работы с этим жизненно важным компонентом!

.

Что такое маховик? (с изображением)

Маховик - это простое вращающееся колесо, используемое для хранения энергии или стабилизации чего-либо. Энергия, которую он хранит, равна его моменту инерции - физическому термину, который в основном означает массу объекта, умноженную на квадрат расстояния от оси вращения, умноженный на квадрат его угловой скорости, деленный на 2. Помощь маховиков стабилизируют приводные валы, подверженные переменному давлению, например, поршневые двигатели или поршневые насосы. Стабилизирующий эффект возникает из-за того, что маховик сопротивляется изменению скорости вращения.

Маховики помогают стабилизировать приводные валы двигателей, подверженных переменному давлению, например, поршневые двигатели или поршневые насосы.

Маховики используются в качестве накопителей энергии для научных экспериментов с большой мощностью, которые могут вызвать недопустимый всплеск мощности при отключении электроэнергии от электросети.Такие батареи с маховиком могут работать в вакууме, чтобы предотвратить потерю энергии из-за трения воздуха, и будут периодически снова увеличивать скорость, чтобы компенсировать потерю скорости вращения из-за рассеивания энергии из-за тепла и вибрации. Хорошая конструкция маховика будет рассеивать как можно меньше тепла и вибрации, сохраняя энергию для целевого применения.

Маховик накапливает разное количество энергии в зависимости от его массы и скорости вращения.Например, колесо велосипеда имеет массу около 1 кг (2,2 фунта), диаметр около 70 см (28 дюймов) и скорость вращения около 150 об / мин (оборотов в минуту). В сумме это составляет 15 Дж (джоулей) накопленной энергии. Затем рассмотрим колесо поезда, движущегося со скоростью 60 км / ч (37 миль / ч), с массой 942 кг (2076 фунтов), диаметром 1 м (3,3 фута) и скоростью вращения 318 об / мин. У этого маховика будет энергия вращения около 64 кДж (килоджоулей), что примерно в 43000 раз больше, чем у колеса велосипеда.

Батареи с маховиком, предназначенные для аккумулирования энергии, имеют намного большую энергию, чем оба этих предыдущих примера, в основном из-за экстремальных скоростей вращения.Один из примеров, сделанный компанией по производству маховиков в Оттаве, имеет массу 100 кг (220 фунтов), диаметр 60 см (27 дюймов) и скорость вращения 20 000 об / мин. Эта маховиковая батарея может хранить около 10 МДж (мегаджоулей), чего достаточно, чтобы зажечь 100 100-ваттных лампочек в течение 1000 секунд. Этот аккумулятор с маховиком не намного больше холодильника. Маховик еще большего размера, используемый в качестве резервного источника электроэнергии, может выдерживать мощность 100 МДж. Эти типы маховиков могут использоваться в казино, больницах, центрах обработки данных или в промышленности для поддержания питания в случае сбоя или колебаний на входе.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Маховик со спицами

Маховик - это тяжелый диск или колесо, прикрепленное к вращающемуся валу. Маховики используются для хранения кинетической энергии. Импульс маховика не позволяет ему легко изменять скорость вращения. Благодаря этому маховики помогают валу вращаться с одинаковой скоростью. Это помогает, когда крутящий момент, прилагаемый к валу, часто меняется. Неравномерный крутящий момент может изменить скорость вращения.Поскольку маховик сопротивляется изменениям скорости, он снижает влияние неравномерного крутящего момента. Двигатели, которые используют поршни для обеспечения мощности, обычно имеют неравномерный крутящий момент, и для решения этой проблемы используются маховики.

Чтобы заставить колесо (любое колесо) вращаться, требуется энергия. Если трение мало (хорошие подшипники), то он будет долго вращаться. Когда нужна энергия, ее снова можно взять из колеса. Итак, это простое механическое средство хранения энергии. Количество запасенной энергии зависит от веса и скорости вращения - чтобы более тяжелое колесо вращалось быстрее, требуется больше энергии.Другим фактором является радиус (размер), потому что чем дальше от оси находится часть колеса, тем больше энергии требуется для вращения. Эти три фактора могут быть представлены как M (масса), ω {\ displaystyle \ omega} (угловая скорость) и R (радиус). {2}}

, где I {\ displaystyle I} - момент инерции массы относительно центра вращения и ω {\ displaystyle \ omega} (омега) - угловая скорость в радианах.

Маховик использовался с древних времен, наиболее распространенным традиционным примером является гончарный круг. В период промышленной революции Джеймс Ватт внес свой вклад в разработку маховика в паровом двигателе, а его современник Джеймс Пикард использовал маховик.

В мире венчурного капитала термин «маховик» используется для обозначения повторяющегося, приносящего прибыль, центра бизнеса.

.Руководство по замене маховика

для Мустангов

AmericanMuscle с гордостью предлагает БЕСПЛАТНУЮ ДОСТАВКУ для любого заказа на сумму более 49 долларов США!

Предложения по бесплатной доставке относятся к стандартной наземной доставке и действительны только для адресов доставки в пределах 48 континентальных штатов США. Если не указано иное, грузовые перевозки и сборы за негабаритные перевозки по-прежнему применяются и могут быть отправлены только в нижние 48 штатов. Доставка в тот же день (для большинства деталей), если вы делаете заказ до 17:00 EST в рабочий день. Мы отправляем через UPS Ground и / или USPS во все регионы 48 континентальных штатов.

AmericanMuscle также предлагает Free Freight Handling в места с погрузочными доками в 48 континентальных штатах. При отправке грузов по адресу проживания потребуется плата за обработку в размере 75 долларов США.

Расчетное время доставки для стандартной доставки:

  • Восточное побережье, 1-3 рабочих дня
  • Средний Запад, 2-4 рабочих дня
  • Юго-запад, 3-5 рабочих дней
  • Западное побережье, 4-6 рабочих дней

Для получения полной информации о доставке, пожалуйста, ознакомьтесь с нашей Политикой доставки

.

МАХОВИК

Маховик обычно устанавливается рядом с задним коренным подшипником, который является самым длинным, а иногда и самым большим из всех основных подшипников, чтобы выдерживать вес маховика. Маховик позволяет двигателю плавно работать на холостом ходу, проводя поршни через те части рабочего цикла, когда мощность не вырабатывается.

Чем тяжелее маховик двигателя, тем более плавный двигатель будет работать на холостом ходу. Однако чрезмерно тяжелый маховик из-за его инерции заставляет двигатель медленно ускоряться и замедляться.

По этим причинам двигатели для тяжелых условий эксплуатации или грузовых автомобилей имеют большие и тяжелые маховики, а двигатели гоночных автомобилей или высокоскоростные двигатели имеют легкие маховики.

Из-за сил, действующих на маховик и коленчатые валы, а также из-за скорости, с которой они вращаются, балансировать их необходимо с большой осторожностью.

Сначала они балансируются статически, а затем динамически. Для получения статического баланса вес должен быть одинаковым во всех направлениях от центра, когда коленчатый вал находится в состоянии покоя.

Динамическая балансировка означает балансировку при вращении коленчатого вала. Динамический баланс достигается, когда центробежные силы вращения равны во всех направлениях в любой точке. Операция балансировки требует специального оборудования и включает удаление металла в тяжелых точках или добавление металла в легких.

Но как бы тщательно ни был сбалансирован коленчатый вал и прикрепленные к нему детали, будут определенные скорости, при которых будет возникать вибрация. Они известны как критические скорости, возникающие при скоростях, выходящих за пределы рабочих скоростей двигателя.

4. , Маховик .

1. Обычно устанавливается маховик ...

2. Маховик позволяет двигателю ...

3. Для получения статической балансировки вес должен ...

4. Средство динамической балансировки ...

5. Возникают критические скорости ...

5. .

Длинный, тяжелый, обычный, верховой, задний, основной, ускоренный, медленный, высокоскоростной, статический, равный, в состоянии покоя, часто, рядом, снаружи.

6. ,.

1. Где обычно устанавливается маховик?

2. Какова функция маховика в автомобиле?

3. Какие маховики есть у большегрузных автомобилей?

4. Почему необходимо тщательно балансировать маховик и коленчатый вал?

5.Что такое критические скорости?

7. . 204.

1. К какому механизму относится маховик?

2. Какие еще детали входят в этот механизм?

8. , 6.

:

текст о; текст посвящен проблеме; основная тема текста ...; Необходимо отметить, что....

.

Как маховики накапливают энергию?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 апреля 2021 г.

Стоп ... старт ... стоп ... старт - это не способ привод! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль или машину, вы впустую тратить накопленный заранее импульс, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Разве не было бы лучше, если бы вы могли как-то хранить эту энергию, когда вы остановился и вернуть его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать за вас.Впервые использован в гончарные круги, которые тогда пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики теперь возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и мощности растения. Давайте подробнее разберемся, как они работают!

Фото: Старый маховик парового двигателя в Think Tank, музее науки и промышленности в Бирмингеме, Англия. Маховик - это колесо со спицами сзади. Обратите внимание, что это в основном пустое пространство с длинными спицами и большим тяжелым ободом.

Зачем нужны маховики

Фото: Типичный маховик газоперекачивающего двигателя. Маховик - это большее из двух черных колес с тяжелым черным ободом в центре. Это один из многих увлекательных двигателей, которые вы можете увидеть в Think Tank, научном музее в Бирмингеме, Англия.

Двигатели самые счастливые и самые эффективные когда они производят мощность с постоянной относительно высокой скоростью. Единственная проблема в том, что транспортные средства и машины, которыми они управляют, должны работают на самых разных скоростях и иногда необходимо полностью остановиться.Отчасти эту проблему решают муфты и шестерни. (Клатч - это механический «выключатель», который может отключить двигатель от машины это вождение, в то время как шестерня - это пара заблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (усилие поворота) машины, поэтому он может ехать быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с одинаковой скоростью.) Но то, что не могут сделать сцепления и шестерни, - это сэкономить энергию, которую вы тратите когда вы тормозите и отдаете его позже. Это работа маховика!

Что такое маховик?

Маховик - это очень тяжелое колесо, которое требуется много силы, чтобы вращаться.Это может быть большой диаметр колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра из чего-то вроде углеродного волокна композитный. В любом случае, это колесо, которое нужно толкать действительно сложно настроить его вращение. Так же, как маховику нужно много силы, чтобы запустить его, поэтому для его остановки требуется много силы. В виде в результате, когда он вращается на высокой скорости, он имеет тенденцию продолжайте вращаться (мы говорим, что у него большой угловой момент), что означает, что он может хранить большое количество кинетической энергии.Вы можете думать об этом как о чем-то вроде "механический аккумулятор", но он накапливает энергию в виде движения (другими словами, кинетическая энергия), а не энергия, запасенная в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясненные в поле ниже, но вы можете пропустить их, если вам это не интересно или вы знаете про них уже) скажите что большого диаметра и тяжелых колес хранят больше энергии, чем колеса меньшего размера и лёгкости, а маховики которые вращаются быстрее, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широкого и тяжелого стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактные и изготовленные из углеродного волокна или композитных материалов, иногда со стальными ободами, которые работают, возможно, на четверть тяжелее.

Физика маховиков

Вещи, движущиеся по прямой линии, имеют импульс (своего рода «сила» движения) и кинетическая энергия (энергия движения) потому что у них есть масса (сколько "материала" они содержат) и скорость (насколько быстро они движутся).в таким же образом вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что у них есть то, что называется моментом инерции (сколько "хлама" они сделаны из и как они распределяются) и угловой скорости (как они быстро вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость аналогична обычной. скорость только ходит по кругу.

Так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется этим уравнением:

E = ½mv2

(где m - масса, а v - скорость), поэтому эквивалент кинетической энергия вращающегося объекта дается этим:

E = ½Iω2

(где I - момент инерции, а ω - угловая скорость).

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и сбивает с толку, но понять его намного проще, чем вы могли бы подумать. считать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и количества движения эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько у него фактической массы, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка вращается вокруг. Чем дальше от центра находится масса, тем большее влияние он оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта - и мы количественно оцениваем это, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Так что большой диаметр, легкий, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокий момент инерции, чем у прочного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса дальше от точки вращения.

Законы о сохранении

Законы сохранения энергии и закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам так же, как они применяется к объектам, движущимся по прямой линии. Так что то, что вращается с определенное количество энергии и углового момента (вращение эквивалент обычного прямолинейного количества движения) сохраняет свое угловой момент, если не сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет это.Этот закон называется сохранением угловой импульс.

Когда фигурист протягивает руки, некоторые из их масса дальше от центра их тела (точки вращения) значит, у них более высокий момент инерции. Если они быстро крутятся с вытянутыми руками, но затем внезапно подносят руки к центр они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит, что их полный угловой момент должны оставаться такими же, и это может случиться только в том случае, если они увеличат скорость вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить движение, когда они снова руки).

Artwork: Если вы медленно вращаетесь (стоя на вращающемся подносе без электропитания или сидите на офисном стуле) и быстро прижимаете руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставьте его неизменным).

Какая лучшая конструкция для маховика?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (больше массы или массы, расположенной дальше от ее центра), или если он вращается с большей скоростью.А поскольку кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы Вы можете видеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обод, который вдвое тяжелее (вдвое больше его момента инерции), он будет накапливает вдвое больше энергии, когда вращается с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (вдвое больше угловая скорость), вы в четыре раза увеличите запас энергии.Вот почему конструкторы маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, быстроходные маховики тоже более практично в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила на маховике увеличивается со скоростью, а энергия, которую колесо может накапливать, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: вращать маховик слишком быстро, и вы в конечном итоге достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки.Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут быстрее всего вращаться без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, композиты из углеродного волокна, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые из них специально разработаны, чтобы безопасно разбиться на крошечные фрагменты, если они будут вращаться слишком быстро.

Произведения: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, фиксированный момент инерции - или есть? Эта гениальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запасаемой энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в движение груз (оранжевый, слева) через ось (желтый) и систему шкивов (серый). При изменении скорости оси центробежный регулятор (темно-синий) и электрическая цепь (вверху справа) включают или выключают небольшой электродвигатель (розовый), перемещая рычажный механизм (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычажный механизм ( синий), поэтому маховик (красный) складывается или раскладывается по мере необходимости. Из патента США 2 914 962: Система маховика Бертрама Шмидта, опубликованного 1 декабря 1959 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как маховик может сохранять свою энергию?

Фото: Маховики в конечном итоге перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипники с очень низким коэффициентом трения, они сохранят свою энергию в течение нескольких дней. В этом экспериментальном маховике используется сверхпроводящий подшипник без трения, который вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США / Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет продолжать двигаться, если на него не действует сила.Вы могли подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема заключается в том, что маховики вращаются на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть еще одна проблема: поскольку маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы, устанавливая их на подшипниках с низким коэффициентом трения. подшипники и герметизированы внутри металлических цилиндров, поэтому они не теряют столько энергии на трение и сопротивление воздуха, как это делали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они почти полностью вращаются без трением) и герметизированы внутри вакуумных камер (поэтому нет потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже не похож на колесо! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков в случае поломки ротора. Такие маховики имеют присоединенный электродвигатель и / или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Считайте что-то вроде старомодного пара тяговый двигатель - по сути, тяжелый старый трактор с приводом от паровой двигатель, который движется по дороге, а не по рельсам. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателями производит мощность и колеса, которые принимают эту мощность и перемещение двигателя по дороге. Далее, допустим, маховик имеет муфты, поэтому его можно подключать или отключать от паровой двигатель, ведущие колеса или и то, и другое.Маховик может сделать три очень полезная работа для нас.

Во-первых, если паровой двигатель вырабатывает мощность с перерывами (возможно, потому, что у него только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, получаемую колесами. Так что пока цилиндр двигателя может добавлять мощность на маховик каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика на устойчивой, непрерывной скорость - и двигатель будет плавно катиться, а не дергаться в уходит и запускается (как если бы он приводился в действие непосредственно от поршня и цилиндр).

Во-вторых, маховик может использоваться для замедления автомобиль, как тормоз, но тормоз, поглощающий энергию автомобиля вместо того, чтобы тратить его как обычный тормоз. Предположим, вы ведете тяга двигателя по улице, и вы внезапно хотите остановиться. Ты может отключить паровой двигатель с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы замедляться. При этом будет передаваться энергия от транспортного средства к маховику, который будет набирать скорость и удерживать спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью прекратить.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы должны использовать сцепление, чтобы повторно подсоедините маховик к ведущим колесам, чтобы маховик отдайте двигателю большую часть поглощенной им во время торможения.

В-третьих, маховик может использоваться для временного дополнительная мощность, когда двигатель не может производить достаточно. Предположим, вы хотите догнать медленно движущуюся лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному из двигатель или колеса. Когда вы снова подключаете его к колесам, он как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это только работает однако временно, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна потеряться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Вы можете утверждать, что маховики - одно из старейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они обладали высоким моментом инерции, работали как маховики независимо от того, предназначались они для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая старая из существующих форм круга - даже старше, чем круги используется при транспортировке) полагается на то, что его поворотный стол будет прочным и тяжелым (или с тяжелым ободом), поэтому он имеет высокий момент инерции, который заставляет его вращаться сам по себе пока вы лепите сверху глину руками.Водяные колеса, которые производят энергию из рек и ручьев, также имеют форму маховиков, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и питание мельниц на постоянной скорости. Такие водяные колеса стали популярными со времен Римской империи.

Фото: Гидравлические колеса используют простой принцип маховика для поддержания постоянной скорости вращения. Это модель подводного водяного колеса (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики времен Промышленного Revolution и используются в таких вещах, как заводские паровые машины и тяговые двигатели. Присмотритесь практически к любой заводской машине из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и вращаются с большой скоростью скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть выполнены с высокой точностью, так как даже если они немного разбалансированы, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность чугуна и стали во время Промышленная революция сделала возможным создание качественных, высоких прецизионные маховики, которые сыграли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и качественно.

После работ таких пионеров электричества XIX века, как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре стала широко доступны для управления заводскими машинами, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, угольные паровые машины. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания с приводом от бензин, дизельное топливо и керосин.Маховики обычно были большими и тяжелыми и не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховика несколько упала на на обочине по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова поднялся, в основном потому, что людей стало больше обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию - и маховики очень хороши в этом.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как M.A.N. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как гиробусы. Основная идея - установить тяжелый стальной маховик (диаметром около 60 см или пару футов, вращающийся со скоростью около 10 000 об / мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощение кинетической энергии и замедление транспортного средства.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается передает энергию трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные тормоза с маховиком, что может дать общую экономию энергии примерно на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстрые вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо батарей. Одним из больших преимуществ этого является то, что маховики потенциально может прослужить в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые могут потребуется очень дорогая замена примерно через десять лет.

Фото: Современный маховик, разработанный НАСА для использования в космосе. Обратите внимание, как серебристый центр колеса в основном это пустое пространство и спицы, а масса колеса сосредоточена вокруг обода. Это дает колесо то, что известен как высокий момент инерции (более подробно поясняется ниже) и позволяет ему накапливать больше энергии. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

За последние несколько лет болиды Формулы-1 также использовали маховики, но больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Kinetic Energy Система восстановления) и состоит из очень компактного маховика с очень высокой скоростью вращения. (вращается со скоростью 64000 об / мин), которая поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла при торможении. Водитель может нажмите переключатель на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, обеспечивая кратковременный прирост скорости при для разгона требуется дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил драйвер, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, аналогично гибридным автомобилям.)

Фото: ультрасовременный маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и выделять кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Так же, как маховики - в виде водяные колеса - играли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один трудностей с силовыми установками (а тем более с формы возобновляемой энергии, такие как энергия ветра и солнца) заключается в том, что они не обязательно производить электричество постоянно или таким образом, чтобы точно соответствует росту и падению спроса в течение день. Связанная с этим проблема заключается в том, что производить электричество намного проще, чем стоит хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Иногда, когда предложения электроэнергии больше, чем спроса (например, ночью или в выходные) электростанции могут кормить их избыток энергии в огромные маховики, которые будут хранить ее в течение периоды от минут до часов и время от времени отпускайте его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании. Компания Beacon Power первой использовала маховики, чтобы обеспечить накопление энергии до 20 мегаватт, чтобы справиться с временными пиками энергопотребления. требовать. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, чтобы обеспечивать аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики - это относительно простая технология с множество плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторные батареи: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, они обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (Есть еще много работающих маховиков, начиная с Industrial Revolution), безвредны для окружающей среды (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химикатов, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают обороты. (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективен (может быть, 80 процентов или более) и занимает меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, накачанные водохранилища).

Фото: Маховики - отличная альтернатива батареям. Здесь маховик (справа) используется для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Электричество от панели приводит в действие электродвигатель / генератор, который раскручивает маховик до нужной скорости. Когда требуется электричество, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL

.

Самый большой минус маховиков (конечно что касается транспортных средств) - это вес, который они добавляют. Полная Формула 1 KERS система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к массе автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы 1) в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущегося автомобиля будет действовать как гироскоп, сопротивляться изменениям в своем направлении и потенциально влиять на управление транспортным средством (хотя есть разные решения, включая установку маховиков на подвесах, например, на корабельном компасе).А дальнейшая трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются с чрезвычайно высокой скоростью, что может вызвать их разрушить и взорвать на осколки. Это действует как ограничение на насколько быстро могут вращаться маховики и, следовательно, сколько энергии они можно хранить. В то время как традиционные колеса делались из стали и вращались на открытом воздухе современные чаще используют композиты или керамика с высокими эксплуатационными характеристиками и быть запечатанными внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергия без ущерба для безопасности.

Как маховики накапливают энергию?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 апреля 2021 г.

Стоп ... старт ... стоп ... старт - это не способ привод! Каждый раз, когда вы замедляете или останавливаете автомобиль или машину, вы впустую тратить накопленный заранее импульс, превращая его кинетическую энергию (энергия движения) в тепловую энергию в тормозах. Разве не было бы лучше, если бы вы могли как-то хранить эту энергию, когда вы остановился и вернуть его снова при следующем запуске? Это один работ, которые маховик может сделать за вас.Впервые использован в гончарные круги, которые тогда пользовались огромной популярностью в гигантских двигателях и машинах. во время промышленной революции маховики теперь возвращение во всем, от автобусов и поездов до гоночных автомобилей и мощности растения. Давайте подробнее разберемся, как они работают!

Фото: Старый маховик парового двигателя в Think Tank, музее науки и промышленности в Бирмингеме, Англия. Маховик - это колесо со спицами сзади. Обратите внимание, что это в основном пустое пространство с длинными спицами и большим тяжелым ободом.

Зачем нужны маховики

Фото: Типичный маховик газоперекачивающего двигателя. Маховик - это большее из двух черных колес с тяжелым черным ободом в центре. Это один из многих увлекательных двигателей, которые вы можете увидеть в Think Tank, научном музее в Бирмингеме, Англия.

Двигатели самые счастливые и самые эффективные когда они производят мощность с постоянной относительно высокой скоростью. Единственная проблема в том, что транспортные средства и машины, которыми они управляют, должны работают на самых разных скоростях и иногда необходимо полностью остановиться.Отчасти эту проблему решают муфты и шестерни. (Клатч - это механический «выключатель», который может отключить двигатель от машины это вождение, в то время как шестерня - это пара заблокированных колеса с зубьями который изменяет скорость и крутящий момент (усилие поворота) машины, поэтому он может ехать быстрее или медленнее, даже если двигатель работает с одинаковой скоростью.) Но то, что не могут сделать сцепления и шестерни, - это сэкономить энергию, которую вы тратите когда вы тормозите и отдаете его позже. Это работа маховика!

Что такое маховик?

Маховик - это очень тяжелое колесо, которое требуется много силы, чтобы вращаться.Это может быть большой диаметр колесо со спицами и очень тяжелым металлическим ободом, или это может быть цилиндр меньшего диаметра из чего-то вроде углеродного волокна композитный. В любом случае, это колесо, которое нужно толкать действительно сложно настроить его вращение. Так же, как маховику нужно много силы, чтобы запустить его, поэтому для его остановки требуется много силы. В виде в результате, когда он вращается на высокой скорости, он имеет тенденцию продолжайте вращаться (мы говорим, что у него большой угловой момент), что означает, что он может хранить большое количество кинетической энергии.Вы можете думать об этом как о чем-то вроде "механический аккумулятор", но он накапливает энергию в виде движения (другими словами, кинетическая энергия), а не энергия, запасенная в химическая форма внутри традиционной электрической батареи.

Маховики бывают всех форм и размеров. Законы физики (кратко объясненные в поле ниже, но вы можете пропустить их, если вам это не интересно или вы знаете про них уже) скажите что большого диаметра и тяжелых колес хранят больше энергии, чем колеса меньшего размера и лёгкости, а маховики которые вращаются быстрее, хранят гораздо больше энергии, чем те, которые вращаться медленнее.

Современные маховики немного отличаются от тех, что были популярны во время промышленной революции. Вместо широкого и тяжелого стальные колеса с еще более тяжелыми стальными ободами, маховики 21-го века, как правило, более компактные и изготовленные из углеродного волокна или композитных материалов, иногда со стальными ободами, которые работают, возможно, на четверть тяжелее.

Физика маховиков

Вещи, движущиеся по прямой линии, имеют импульс (своего рода «сила» движения) и кинетическая энергия (энергия движения) потому что у них есть масса (сколько "материала" они содержат) и скорость (насколько быстро они движутся).в таким же образом вращающиеся объекты обладают кинетической энергией, потому что у них есть то, что называется моментом инерции (сколько "хлама" они сделаны из и как они распределяются) и угловой скорости (как они быстро вращаются). Момент инерции эквивалентен массе вращающихся объектов, а угловая скорость аналогична обычной. скорость только ходит по кругу.

Так же, как кинетическая энергия объекта, движущегося по прямой линии, определяется этим уравнением:

E = ½mv2

(где m - масса, а v - скорость), поэтому эквивалент кинетической энергия вращающегося объекта дается этим:

E = ½Iω2

(где I - момент инерции, а ω - угловая скорость).

«Момент инерции» звучит ужасно абстрактно и сбивает с толку, но понять его намного проще, чем вы могли бы подумать. считать. На самом деле это означает, что с точки зрения кинетической энергии и количества движения эффективная масса вращающегося объекта зависит не только от того, сколько у него фактической массы, но и от того, где эта масса расположена по отношению к точка вращается вокруг. Чем дальше от центра находится масса, тем большее влияние он оказывает на импульс и кинетическую энергию объекта - и мы количественно оцениваем это, говоря, что масса имеет более высокий момент инерции.Так что большой диаметр, легкий, со спицами маховик с очень тяжелым стальным ободом может иметь более высокий момент инерции, чем у прочного маховика гораздо меньшего размера, потому что больше его масса дальше от точки вращения.

Законы о сохранении

Законы сохранения энергии и закон сохранения импульса применяется к вращающимся объектам так же, как они применяется к объектам, движущимся по прямой линии. Так что то, что вращается с определенное количество энергии и углового момента (вращение эквивалент обычного прямолинейного количества движения) сохраняет свое угловой момент, если не сила (например, трение или сопротивление воздуха) крадет это.Этот закон называется сохранением угловой импульс.

Когда фигурист протягивает руки, некоторые из их масса дальше от центра их тела (точки вращения) значит, у них более высокий момент инерции. Если они быстро крутятся с вытянутыми руками, но затем внезапно подносят руки к центр они мгновенно уменьшают свой момент инерции. Но закон сохранения углового момента говорит, что их полный угловой момент должны оставаться такими же, и это может случиться только в том случае, если они увеличат скорость вверх.Вот почему вращающийся фигурист будет вращаться быстрее, когда он прижать руки к телу (и замедлить движение, когда они снова руки).

Artwork: Если вы медленно вращаетесь (стоя на вращающемся подносе без электропитания или сидите на офисном стуле) и быстро прижимаете руки к телу, вы будете вращаться намного быстрее. Ваш момент инерции уменьшается, поэтому ваша скорость должна увеличиваться, чтобы «сохранить» ваш угловой момент (оставьте его неизменным).

Какая лучшая конструкция для маховика?

Из этих основных законов физики следует, что маховик будет накапливать больше энергии, если он имеет более высокий момент инерция (больше массы или массы, расположенной дальше от ее центра), или если он вращается с большей скоростью.А поскольку кинетическая энергия вращающийся объект (E в приведенном выше уравнении) связан с квадратом его угловой скорости (ω2), вы Вы можете видеть, что скорость имеет гораздо большее влияние, чем момент инерции. Если вы возьмете маховик с ободом из тяжелого металла и замените его на обод, который вдвое тяжелее (вдвое больше его момента инерции), он будет накапливает вдвое больше энергии, когда вращается с той же скоростью. Но если вы берете оригинальный маховик и вращаете его в два раза быстрее (вдвое больше угловая скорость), вы в четыре раза увеличите запас энергии.Вот почему конструкторы маховиков обычно стараются использовать высокоскоростные колеса. а не массивные. (Компактные, быстроходные маховики тоже более практично в таких вещах, как гоночные автомобили, не в последнюю очередь потому, что большие маховики имеют тенденцию добавить слишком много веса.)

Сила на маховике увеличивается со скоростью, а энергия, которую колесо может накапливать, равна ограничено прочностью материала, из которого он сделан: вращать маховик слишком быстро, и вы в конечном итоге достигнете точки, где сила настолько велика, что разбивает колесо на осколки.Прочные и легкие материалы оказываются лучшими для маховиков, поскольку они могут быстрее всего вращаться без разваливается. Современные маховики обычно изготавливаются из таких материалов, как сплавы, композиты из углеродного волокна, керамика и кристаллические материалы, такие как монокристаллы кремния. Некоторые из них специально разработаны, чтобы безопасно разбиться на крошечные фрагменты, если они будут вращаться слишком быстро.

Произведения: Маховики имеют фиксированный диаметр и массу, а значит, фиксированный момент инерции - или есть? Эта гениальная система маховика 1959 года, разработанная Бертрамом Шмидтом, может складываться и раскладываться для увеличения или уменьшения запасаемой энергии.Как это работает? Приводной двигатель (зеленый, справа) приводит в движение груз (оранжевый, слева) через ось (желтый) и систему шкивов (серый). При изменении скорости оси центробежный регулятор (темно-синий) и электрическая цепь (вверху справа) включают или выключают небольшой электродвигатель (розовый), перемещая рычажный механизм (коричневый) влево или вправо, перемещая другой рычажный механизм ( синий), поэтому маховик (красный) складывается или раскладывается по мере необходимости. Из патента США 2 914 962: Система маховика Бертрама Шмидта, опубликованного 1 декабря 1959 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как маховик может сохранять свою энергию?

Фото: Маховики в конечном итоге перестают вращаться из-за трения и сопротивления воздуха, но если мы установим их на подшипники с очень низким коэффициентом трения, они сохранят свою энергию в течение нескольких дней. В этом экспериментальном маховике используется сверхпроводящий подшипник без трения, который вращается внутри вакуумной камеры, чтобы сопротивление воздуха не замедляло его. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США / Аргоннской национальной лабораторией.

Законы физики (точнее, первый закон движения Ньютона) говорят нам, что движущийся объект будет продолжать двигаться, если на него не действует сила.Вы могли подумать, что маховик будет вращаться вечно. Единственная проблема заключается в том, что маховики вращаются на подшипниках, поэтому, даже когда они хорошо смазаны, сила трения замедляет их. Есть еще одна проблема: поскольку маховики вращаются в воздухе, сопротивление воздуха или сопротивление также замедляют их. Современные маховики решают эти проблемы, устанавливая их на подшипниках с низким коэффициентом трения. подшипники и герметизированы внутри металлических цилиндров, поэтому они не теряют столько энергии на трение и сопротивление воздуха, как это делали бы традиционные маховики.Самые сложные маховики плавают на сверхпроводящих магнитах (поэтому они почти полностью вращаются без трением) и герметизированы внутри вакуумных камер (поэтому нет потерь на сопротивление воздуха).

Что делает маховик?

Фото: Типичный современный маховик даже не похож на колесо! Он состоит из вращающегося цилиндра из углеродного волокна, установленного внутри очень прочного контейнера, который предназначен для остановки любых высокоскоростных осколков в случае поломки ротора. Такие маховики имеют присоединенный электродвигатель и / или генератор, который накапливает энергию в колесе и возвращает ее позже, когда это необходимо.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Считайте что-то вроде старомодного пара тяговый двигатель - по сути, тяжелый старый трактор с приводом от паровой двигатель, который движется по дороге, а не по рельсам. Допустим, у нас есть тяговый двигатель с большим маховиком, который находится между двигателями производит мощность и колеса, которые принимают эту мощность и перемещение двигателя по дороге. Далее, допустим, маховик имеет муфты, поэтому его можно подключать или отключать от паровой двигатель, ведущие колеса или и то, и другое.Маховик может сделать три очень полезная работа для нас.

Во-первых, если паровой двигатель вырабатывает мощность с перерывами (возможно, потому, что у него только один цилиндр), маховик помогает сгладить мощность, получаемую колесами. Так что пока цилиндр двигателя может добавлять мощность на маховик каждые тридцать секунд (каждый раз, когда поршень выталкивается из цилиндра), колеса могли получать мощность от маховика на устойчивой, непрерывной скорость - и двигатель будет плавно катиться, а не дергаться в уходит и запускается (как если бы он приводился в действие непосредственно от поршня и цилиндр).

Во-вторых, маховик может использоваться для замедления автомобиль, как тормоз, но тормоз, поглощающий энергию автомобиля вместо того, чтобы тратить его как обычный тормоз. Предположим, вы ведете тяга двигателя по улице, и вы внезапно хотите остановиться. Ты может отключить паровой двигатель с помощью сцепления, так что транспортное средство начал бы замедляться. При этом будет передаваться энергия от транспортного средства к маховику, который будет набирать скорость и удерживать спиннинг. Затем вы можете отключить маховик, чтобы автомобиль полностью прекратить.В следующий раз, когда вы снова отправитесь в путь, вы должны использовать сцепление, чтобы повторно подсоедините маховик к ведущим колесам, чтобы маховик отдайте двигателю большую часть поглощенной им во время торможения.

В-третьих, маховик может использоваться для временного дополнительная мощность, когда двигатель не может производить достаточно. Предположим, вы хотите догнать медленно движущуюся лошадь и телегу. Допустим, маховик вращается в течение некоторого времени, но в настоящее время не подключен ни к одному из двигатель или колеса. Когда вы снова подключаете его к колесам, он как второй двигатель, обеспечивающий дополнительную мощность.Это только работает однако временно, потому что энергия, которую вы подаете на колеса, должна потеряться от маховика, что приведет к его замедлению.

Краткая история маховиков

Древние маховики

Вы можете утверждать, что маховики - одно из старейших изобретений: самые ранние колеса были сделаны из тяжелого камня или цельного дерева и, поскольку они обладали высоким моментом инерции, работали как маховики независимо от того, предназначались они для этого или нет. Гончарный круг (возможно, самая старая из существующих форм круга - даже старше, чем круги используется при транспортировке) полагается на то, что его поворотный стол будет прочным и тяжелым (или с тяжелым ободом), поэтому он имеет высокий момент инерции, который заставляет его вращаться сам по себе пока вы лепите сверху глину руками.Водяные колеса, которые производят энергию из рек и ручьев, также имеют форму маховиков, с прочными, но легкими спицами и очень тяжелыми ободами, поэтому они продолжают вращаться с постоянной скоростью и питание мельниц на постоянной скорости. Такие водяные колеса стали популярными со времен Римской империи.

Фото: Гидравлические колеса используют простой принцип маховика для поддержания постоянной скорости вращения. Это модель подводного водяного колеса (приводимого в движение рекой, протекающей под ним).

Маховики промышленной революции

Самые известные маховики времен Промышленного Revolution и используются в таких вещах, как заводские паровые машины и тяговые двигатели. Присмотритесь практически к любой заводской машине из 18-го или 19-го века, и вы увидите огромный маховик где-то в механизм. Поскольку маховики часто бывают очень большими и вращаются с большой скоростью скорости, их тяжелые диски должны выдерживать экстремальные нагрузки. Они также должны быть выполнены с высокой точностью, так как даже если они немного разбалансированы, они будут слишком сильно раскачиваться и дестабилизировать все, что к ним прикреплено к.Широкая доступность чугуна и стали во время Промышленная революция сделала возможным создание качественных, высоких прецизионные маховики, которые сыграли жизненно важную роль в обеспечении работы двигателей и машин плавно и качественно.

После работ таких пионеров электричества XIX века, как Томас Эдисон, электроэнергия вскоре стала широко доступны для управления заводскими машинами, которым больше не нужны маховики для сглаживания неустойчивости, угольные паровые машины. Между тем, дорожные транспортные средства, корабли, поезда и самолеты использовали двигатели внутреннего сгорания с приводом от бензин, дизельное топливо и керосин.Маховики обычно были большими и тяжелыми и не было места внутри чего-то вроде автомобильного двигателя или корабля, не говоря уже о самолете. В результате технология маховика несколько упала на на обочине по мере развития 20-го века.

Современные маховики

С середины 20 века интерес к маховикам снова поднялся, в основном потому, что людей стало больше обеспокоены ценами на топливо и воздействием на окружающую среду используя их; имеет смысл экономить энергию - и маховики очень хороши в этом.Примерно с 1950-х годов европейские производители автобусов такие как M.A.N. и Mercedes-Benz экспериментировали с технология маховика в транспортных средствах, известных как гиробусы. Основная идея - установить тяжелый стальной маховик (диаметром около 60 см или пару футов, вращающийся со скоростью около 10 000 об / мин). между задним двигателем автобуса и задней осью, поэтому он действует как мост между двигателем и колеса. Когда автобус тормозит, маховик работает как рекуперативный тормоз, поглощение кинетической энергии и замедление транспортного средства.Когда автобус снова заводится, маховик возвращается передает энергию трансмиссии, экономя большую часть энергии торможения, которая в противном случае были потрачены впустую. Современная железная дорога и в поездах метро также широко используются рекуперативные тормоза с маховиком, что может дать общую экономию энергии примерно на треть или больше. Некоторые производители электромобилей предложили использовать сверхбыстрые вращающиеся маховики. в качестве накопителей энергии вместо батарей. Одним из больших преимуществ этого является то, что маховики потенциально может прослужить в течение всего срока службы автомобиля, в отличие от аккумуляторов, которые могут потребуется очень дорогая замена примерно через десять лет.

Фото: Современный маховик, разработанный НАСА для использования в космосе. Обратите внимание, как серебристый центр колеса в основном это пустое пространство и спицы, а масса колеса сосредоточена вокруг обода. Это дает колесо то, что известен как высокий момент инерции (более подробно поясняется ниже) и позволяет ему накапливать больше энергии. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

За последние несколько лет болиды Формулы-1 также использовали маховики, но больше для увеличения мощности, чем для экономии энергии.Технология называется KERS (Kinetic Energy Система восстановления) и состоит из очень компактного маховика с очень высокой скоростью вращения. (вращается со скоростью 64000 об / мин), которая поглощает энергию, которая обычно теряется в виде тепла при торможении. Водитель может нажмите переключатель на рулевом колесе, чтобы маховик временно взаимодействует с трансмиссией автомобиля, обеспечивая кратковременный прирост скорости при для разгона требуется дополнительная мощность. С таким скоростным маховиком, соображения безопасности становятся чрезвычайно важными; маховик установлен внутри сверхпрочного контейнера из углеродного волокна, чтобы он не повредил драйвер, если он взорвется.(В некоторых формах KERS используются электродвигатели, генераторы, и аккумуляторы для хранения энергии вместо маховиков, аналогично гибридным автомобилям.)

Фото: ультрасовременный маховик G6, разработанный НАСА, может накапливать и выделять кинетическую энергию в течение трехчасовой период. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Так же, как маховики - в виде водяные колеса - играли важную роль в попытках человека использовать энергии, поэтому они возвращаются в современное производство электроэнергии.Один трудностей с силовыми установками (а тем более с формы возобновляемой энергии, такие как энергия ветра и солнца) заключается в том, что они не обязательно производить электричество постоянно или таким образом, чтобы точно соответствует росту и падению спроса в течение день. Связанная с этим проблема заключается в том, что производить электричество намного проще, чем стоит хранить его в больших количествах. Маховики предлагают решение это. Иногда, когда предложения электроэнергии больше, чем спроса (например, ночью или в выходные) электростанции могут кормить их избыток энергии в огромные маховики, которые будут хранить ее в течение периоды от минут до часов и время от времени отпускайте его снова пиковой потребности.На трех заводах в Нью-Йорке, Массачусетсе и Пенсильвании. Компания Beacon Power первой использовала маховики, чтобы обеспечить накопление энергии до 20 мегаватт, чтобы справиться с временными пиками энергопотребления. требовать. Они также используются в таких местах, как компьютерные центры обработки данных, чтобы обеспечивать аварийное, резервное питание на случай отключения электроэнергии.

Преимущества и недостатки маховиков

Маховики - это относительно простая технология с множество плюсов по сравнению с конкурентами, такими как аккумуляторные батареи: с точки зрения начальной стоимости и текущих обслуживание, они обходятся дешевле, служат примерно в 10 раз дольше (Есть еще много работающих маховиков, начиная с Industrial Revolution), безвредны для окружающей среды (не производят выбросов углекислого газа и не содержат опасных химикатов, вызывающих загрязнение), работают практически в любом климате и очень быстро набирают обороты. (в отличие, например, от батарей, для зарядки которых может потребоваться много часов).Они также чрезвычайно эффективен (может быть, 80 процентов или более) и занимает меньше пространство, чем батареи или другие формы хранения энергии (например, накачанные водохранилища).

Фото: Маховики - отличная альтернатива батареям. Здесь маховик (справа) используется для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Электричество от панели приводит в действие электродвигатель / генератор, который раскручивает маховик до нужной скорости. Когда требуется электричество, маховик приводит в действие генератор и снова производит электричество.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL

.

Самый большой минус маховиков (конечно что касается транспортных средств) - это вес, который они добавляют. Полная Формула 1 KERS система маховика (включая необходимый контейнер, гидравлику и электронные системы управления) около 25 кг к массе автомобиля, что является значительной дополнительной нагрузкой. Другая проблема (особенно для гонщиков Формулы 1) в том, что большое тяжелое колесо вращение внутри движущегося автомобиля будет действовать как гироскоп, сопротивляться изменениям в своем направлении и потенциально влиять на управление транспортным средством (хотя есть разные решения, включая установку маховиков на подвесах, например, на корабельном компасе).А дальнейшая трудность заключается в огромных напряжениях и деформациях, которые маховики опыт, когда они вращаются с чрезвычайно высокой скоростью, что может вызвать их разрушить и взорвать на осколки. Это действует как ограничение на насколько быстро могут вращаться маховики и, следовательно, сколько энергии они можно хранить. В то время как традиционные колеса делались из стали и вращались на открытом воздухе современные чаще используют композиты или керамика с высокими эксплуатационными характеристиками и быть запечатанными внутри контейнеров, что делает возможны более высокие скорости и энергия без ущерба для безопасности.

Маховик - обзор | Темы ScienceDirect

1.11.6.3 Маховики

Энергия в маховике хранится в форме вращающейся механической энергии, в отличие от батарей и SMES, где энергия хранится в химической и электрической форме, соответственно. Пиковая мощность маховиков зависит от области применения и варьируется от шкалы в кВт (спутник, гибридный автобус, качество электроэнергии от электросети) до шкалы МВт (гибридная боевая машина, поезд) и даже до шкалы ГВт (электромагнитная пусковая установка) [19].

Одним из основных преимуществ маховиков является долгий срок службы, более 20 лет и независимо от глубины разряда; то есть, в отличие от электрохимических батарей, маховики работают одинаково хорошо, независимо от того, являются ли разряды небольшими и глубокими или частыми и неглубокими. Кроме того, состояние заряда маховика (SOC) можно напрямую определить по его скорости вращения, тогда как SOC батареи измерить труднее [20].

Наиболее зрелым коммерческим применением маховиков является обеспечение источников бесперебойного питания с использованием преимуществ высокой плотности мощности маховиков и короткого времени перезарядки [20].При возникновении сбоев в электросети подаются короткие всплески мощности, 80% которых длятся менее секунды [21]. Для некоторых приложений маховик может работать по инерции более часа до нулевого заряда. Полевые испытания в Техасском университете в Остине показали, что батареи в гибридных электрических автобусах можно заменить на более мелкие, легкие и долговечные маховики с массой 60 кг, мощностью 7,2 МДж, пиковой мощностью 150 кВт и способностью разогнать полностью загруженный автобус до 100 км ч −1 [19, 22].

Еще одно развивающееся применение маховикового накопителя энергии - в изолированных сетях с возобновляемыми источниками энергии. Высокая степень проникновения возобновляемых и распределенных источников энергии в изолированную сеть ограничивается требованиями вращающегося резерва, минимальной нагрузкой обычного генератора, стандартной ступенчатой ​​нагрузкой генератора, стабильностью системы и мощностью реактора, а также требованиями к управлению напряжением. Эти ограничения могут быть преодолены с помощью системы хранения энергии с маховиком, что продемонстрировано в ветро / дизельной / гидроэнергетической системе на острове Флорес, Азорские острова, где такая система, как ожидается, увеличит проникновение энергии ветра на 33% при одновременном сокращении использования дизельного топлива на 150 000 л в год [23].

В другом исследовании изучается ветро-дизельный генератор в изолированной сети, где регулярные колебания ветра компенсируются непрерывно работающим дизельным двигателем. Добавление маховикового накопителя энергии, рассчитанного на выдачу до 1,8 мин номинальной мощности, обеспечило достаточную активную и реактивную мощность, чтобы противодействовать неравномерности ветра, позволяя дизель-генератору работать реже и приводя к снижению расхода топлива [24, 25].

В качестве демонстрации возможности использования встроенных в здания фотоэлектрических элементов (BIPV) в современных городах для повышения производительности системы BIPV в Гонконге был использован высокоскоростной маховик, встроенный в постоянный магнит с двойным выступом (DSPM).Первоначальная система BIPV была разработана для обеспечения постоянной световой нагрузки мощностью 4 кВт с 9:00 до 15:00; однако дополнительная энергия не накапливалась. С добавлением маховика DSPM эта избыточная энергия накапливалась и использовалась для питания фонарей до 18:00. и далее, увеличивая период времени более чем на 70% [26].

Маховик - это старая технология хранения, созданная за счет новых усовершенствований материалов, управления магнитными подшипниками и силовой электроники. Не имея возможности обеспечить непрерывное снабжение энергией, возобновляемые источники, такие как ветер и солнечная энергия, долгое время полагались на свинцово-кислотные батареи для хранения, но развитие технологий и снижение затрат делают маховики все более жизнеспособной заменой обычным батареям [19].В дополнение к своим техническим преимуществам в некоторых приложениях по сравнению с обычными батареями, маховики также оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, особенно на стадии утилизации [19, 26, 27]. Поскольку как проникновение возобновляемых источников энергии, так и поиск альтернативных аккумуляторов продолжают расти, следующее поколение маховиков может обеспечить растущую долю хранения энергии для коммунальных предприятий, изолированных сетей и городских центров.

Система рекуперации кинетической энергии в велосипеде с использованием маховика

Содержание

1 Введение

2 Конструкция компонентов

3 Изготовление компонентов

4 Монтаж и работа

5 Оценка затрат

6 Заключение

7 Библиография

ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ

В этой главе представлены принципы, проблемы и идеи, которые возникли в процессе изготовления.Он также включал предлагаемые действия, ожидаемые результаты

1.1. ОБЗОР И ПРЕДЫСТОРИЯ

Маховик - это вращающееся механическое устройство, используемое для хранения кинетической энергии вращения. Маховики обладают значительным моментом инерции и, таким образом, сопротивляются изменениям скорости вращения. Количество энергии внутри маховика зависит от скорости вращения, массы и геометрии. Маховики используются для хранения и высвобождения энергии в виде кинетической энергии. Поскольку при хранении и высвобождении энергии не происходит преобразование энергии (например, из механической в ​​электрическую), эффективность высока.Маховики могут действовать как механические батареи в качестве альтернативы химическим батареям.

Тормоза - это устройства, регулирующие движение вращающегося тела или вала. Большинство тормозов представляют собой фрикционные устройства. Эти устройства преобразуют кинетическую энергию в тепловую за счет трения. Это, однако, высвобождает энергию в окружающую среду, что можно рассматривать как трату энергии. Использование и восстановление этой энергии для полезной работы возможно с помощью рекуперативного торможения.

Автомобильная промышленность, в которой используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в качестве побочных продуктов образуются вредные загрязняющие газы.Были предприняты усилия по повышению эффективности автомобилей и снижению вредных выбросов. Альтернативной заменой автомобилям с ДВС являются электромобили, работающие от химических батарей. Электромобиль не выделяет вредных веществ и не выделяет столько тепла в атмосферу. Однако зарядка химической батареи для электромобилей может занять несколько часов по сравнению с заполнением топливного бака автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Маховики могут накапливать энергию, и если они используются в качестве механической батареи, их можно зарядить до максимальной емкости за минуты или даже секунды.Маховик можно заряжать, увеличивая его скорость вращения. Он высвобождает энергию по мере замедления. При использовании на транспортном средстве внешний источник энергии будет вращать маховик до определенного числа оборотов в минуту (оборотов в минуту). Тогда маховик будет сцеплен с колесами, таким образом приводя в движение транспортное средство. По мере движения автомобиля маховик замедляется, высвобождая накопленную энергию.

Рекуперативное торможение - это процесс торможения с восстановлением кинетической энергии и сохранением ее для использования. Восстановленная энергия может храниться в химической батарее с помощью генератора, а затем извлекаться с помощью электродвигателя для ускорения.Другой способ - использовать сильный момент инерции маховика для торможения, а при ускорении снова использовать его для вращения колес.

Маховик ускоряется при торможении велосипеда и сразу же замедляется при ускорении. Эта работа демонстрирует FKES, но не как хранилище энергии от внешнего источника, а только как временное хранилище восстановленной кинетической энергии. Велосипед - альтернатива транспортному средству, которому требуется источник энергии. Он не имеет выбросов и не загрязняет окружающую среду.Однако у него очень ограниченная мощность. Возможности водителя определяют производительность транспортного средства. На ровной поверхности человеческой силы достаточно, чтобы продвинуть автомобиль вперед. Однако подъем по склону обычно требует другого соотношения скоростей между колесами и водителем. Дополнительный крутящий момент передается на колесо, жертвуя скоростью. Спуск по склону генерирует большое количество кинетической энергии для велосипеда, но водители, как правило, используют тормоза и регулируют скорость в целях безопасности. Регенеративное торможение позволит водителю накапливать генерируемую кинетическую энергию при спуске, а затем использовать ее для дополнительной мощности при подъеме или ускорении.

Механическая аккумуляторная батарея маховика может использоваться в качестве накопителя как для питания транспортного средства, так и для рекуперативного торможения. Эта система на транспортном средстве позволит ему накапливать энергию с помощью зарядной станции, которая будет вращать маховик до максимальной скорости. Маховик будет замедляться и ускоряться по мере замедления и ускорения автомобиля с использованием системы рекуперативного торможения. Теоретически кинетическая энергия транспортного средства от маховика не теряется при замедлении. Он будет восстановлен и использован снова.На практике возникают механические потери и потери на трение, поэтому не вся энергия будет восстановлена. По закону сохранения энергии транспортное средство никогда не должно терять кинетическую энергию, но в реальной ситуации компоненты машины, как правило, имеют потери.

1.2. ХРАНЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МАХОВИКА

Транспортному средству требуется источник энергии, обладающий достаточной мощностью для ускорения транспортного средства и пассажиров. Он также должен иметь достаточную плотность энергии для непрерывной подачи энергии. Накопитель кинетической энергии маховика (FKES) должен иметь достаточную плотность энергии, чтобы приводить в движение его собственную массу, а также весь автомобиль и пассажиров.Он также должен иметь средства передачи необходимой мощности на колеса с различными скоростями, поскольку маховик будет замедляться, поскольку он отдает энергию. Это исследование продемонстрировало все эти требования на велосипеде.

Регенеративное торможение позволяет восстанавливать и повторно использовать энергию при замедлении и ускорении. Тормоза должны позволять снижать скорость транспортного средства или останавливать его. Момента инерции маховика должно быть достаточно, чтобы влиять на скорость автомобиля и управлять ею.Накопитель кинетической энергии маховика служит накопителем для рекуперативного торможения. Обе системы объединены в единый механизм.

Велосипед - это платформа для демонстрации как FKES, так и рекуперативного торможения. Механизм будет соединять ведущее колесо с маховиком, установленным на велосипеде. Маховик заряжается с помощью внешнего источника энергии, который вращает его до определенной скорости. Скорость маховика указывает на содержащуюся в нем энергию, поскольку его масса и геометрия постоянны.Велосипед не полностью приводится в движение маховиком. В этой настройке маховик обеспечивает необходимое ускорение в ситуациях, когда поднимается по склону. Эта установка позволяет транспортному средству потреблять и накапливать энергию от внешнего источника, а также восстанавливать энергию при торможении и снова использовать ее для ускорения.

1,3. ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

После решения и определения проблем были достигнуты следующие общие и конкретные цели.

1.3.1. Общая цель

Этот проект направлен на разработку, изготовление и демонстрацию FKES и рекуперативного торможения на велосипеде.Конструкция была предназначена, прежде всего, для того, чтобы велосипед мог накапливать кинетическую энергию и использовать ее для привода ведущего колеса. Во-вторых, он позволяет маховику восстанавливать кинетическую энергию при включении. Обе системы устанавливаются на обычный велосипед. Прототип демонстрирует как накопление кинетической энергии маховиком, так и рекуперативное торможение.

1.3.2. Конкретные цели

Конкретными целями исследования были следующие:

1. Спроектируйте, выберите и установите на велосипед маховик, обладающий достаточной плотностью энергии и прочностью для хранения энергии для ускорения и питания велосипеда и водителя.Маховик также должен иметь достаточный момент инерции, чтобы влиять на скорость велосипеда.
2. Разработайте и изготовьте механизм, который позволяет педали или задним колесам вращать маховик.
3. Разработайте и изготовьте механизм, который будет передавать мощность между ведущими колесами и маховиком во время зарядки и наддува.

1,4. ЗНАЧЕНИЕ ФКЭС

Достоинства и недостатки ФКЭС продемонстрированы на велосипеде в качестве платформы. Основные механизмы системы FKES проверяются на предмет улучшения системы.

Конструкция и выбор маховика привели к возникновению факторов, которые необходимо учитывать в первую очередь для создания надлежащего FKES для транспортных средств. Конструкция механизма передачи энергии от внешнего источника может быть положена в основу проектирования зарядных станций в случае использования системы ФКЭС в серийных автомобилях. В конструкции механизма передачи мощности между маховиком и колесами исследуются основные методы, которые следует учитывать при разработке аналогичного механизма для других транспортных средств.Использование рекуперативного торможения расширяет диапазон системы FKES. Все полученные знания можно использовать для разработки той же системы для других транспортных средств или приложений, отличных от транспорта.

1,5. ОБЪЕМ И ОГРАНИЧЕНИЯ

Этот проект включал выбор и тестирование маховика, который может накапливать энергию для питания велосипеда. Возможны также дизайн и изготовление. Однако цель этого исследования не заключалась в изобретении нового маховика. Вся информация и знания, которые использовались в настоящее время, существуют, и никаких новых знаний не было получено при проектировании маховика.

Механизм вращения маховика с использованием внешнего источника питания не включает конструкцию для этого внешнего источника. Внешним источником питания служили педали, которые можно было провернуть для предварительной зарядки. Механизм просто позволял заряжать маховик другими способами, помимо рекуперативного торможения.

Этот проект не преследовал цель изобретать велосипед или создавать что-то для массового производства. Велосипед по-прежнему функционировал как транспортное средство, приводимое в движение водителем. FKES просто помог велосипеду достичь большей мощности и скорости и уменьшить вмешательство водителя.Одного FKES было недостаточно для езды на велосипеде на большие расстояния. Оптимизация общей производительности конструкции не была включена. Дизайн трансмиссии не входил в диссертацию.

Использование рекуперативного торможения расширило диапазон ФКЭС. Маховик имел очень ограниченную плотность энергии. Вместо того, чтобы выделять энергию в окружающую среду в виде тепла во время торможения, она возвращалась к маховику. Обычные фрикционные тормоза по-прежнему требовались для безопасности.Он не собирался заменять обычную тормозную систему. Когда маховик достиг максимальной скорости вращения, использовались фрикционные тормоза.

1,6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Маховик накопителя кинетической энергии и система рекуперативного торможения велосипеда состоят из трех основных частей: маховика, механизма зарядки и механизма передачи мощности. В этой главе обсуждаются важные факторы, учитываемые при проектировании.

1.6.1. Накопитель кинетической энергии с маховиком

Кинетическая энергия вращающегося маховика зависит от трех факторов: массы, геометрии и скорости вращения.Момент инерции массы относится к сопротивлению объекта изменению углового момента. Момент инерции маховика зависит от его массы и геометрии. Масса и скорость вращения прямо пропорциональны энергосодержанию. Связь между кинетической энергией, моментом инерции и угловой скоростью показана в уравнении (1.1).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Где:

Ek = кинетическая энергия, в джоулях

I = момент инерции, кг-м2

ω = угловая скорость, рад / с

Отношение момента инерции к массе и геометрии твердого диска или цилиндра с осью, перпендикулярной круговой грани, показано в уравнении (1.2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Связь момента инерции с массой и геометрией тонкостенного цилиндра с осью, параллельной поверхности, показана в уравнении (1.3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Где:

I = момент инерции, кг-м2

m = масса, кг

r = радиус вращения, в метрах

Плотность энергии относится к содержанию кинетической энергии на массу маховика определенной плотности массы и геометрии.На практике маховики имеют максимальную скорость вращения в зависимости от материала, прежде чем они начнут деформироваться или расколоться. Центробежные силы могут разорвать маховик. Прочность материала на растяжение ограничивает массу, геометрию и скорость вращения при разработке маховика. Геометрия маховика соответствует геометрическому коэффициенту формы. Плотность энергии определяется уравнением (1.4).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Где:

Ek = кинетическая энергия, в джоулях

м = момент инерции, кг

K = угловая скорость, безразмерная

σ = предел прочности, Па

ρ = массовая плотность, кг / м2

При разработке FKES на транспортном средстве маховики со слишком большой массой не идеальны.Дополнительная масса автомобиля снижает эффективную движущую силу. Увеличение скорости генерирует большую кинетическую энергию, но может вызвать большую нагрузку на маховик, и его передаточное отношение к колесам будет слишком высоким. Еще одно соображение - это геометрия маховика, а именно его момент инерции. Тонкостенный цилиндр (как показано в уравнении 1.3) имеет наибольший момент инерции при данной массе. Это означает, что вся масса маховика должна быть сосредоточена на ободе или в точке, наиболее удаленной от центра вращения.

1.6.2. Передача мощности

В любой ситуации всегда должен быть хороший баланс между крутящим моментом и скоростью. Крутящий момент относится к моменту силы или способности силы создавать вращательное движение тела на оси. По мере увеличения скорости маховика требуется меньший крутящий момент, чтобы поддерживать его вращение при определенной мощности. Связь между крутящим моментом, силой и радиусом вращения показана в уравнении (1.5).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Где:

τ = крутящий момент, Н · м

F = сила, в Ньютонах

r = плечо рычага или радиус вращения, в метрах

Взаимосвязь между крутящим моментом, угловой скоростью и мощностью показана в уравнении (1.6)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Где

P = сила, в ваттах

τ = крутящий момент, Н · м

ω = угловая скорость, рад / с

Механизм передачи мощности между маховиком и ведущим колесом может использовать цепную или ременную передачу. Цепной привод обеспечивает равномерное передаточное число, в то время как ременной привод может проскальзывать. Цепной привод является предпочтительным, поскольку стандартные велосипеды используют цепные приводы, а общность деталей уменьшит сложность конструкции.Трансмиссия также необходима для поддержания равномерного крутящего момента на маховике и колесах при разных скоростях вращения. Передаточное число между маховиком и ведущим колесом должно быть минимизировано при торможении, чтобы свести к минимуму момент силы на маховике при установке его на более высокую скорость. Это создает более сильное тормозное усилие. Передаточное число при ускорении или ускорении будет зависеть от текущей скорости велосипеда и от того, стоит ли велосипед на ровной поверхности или идет в гору, где требуется больший крутящий момент.При движении в гору, ускорении с очень низкой скорости или в состоянии покоя требуется очень большой крутящий момент. Этого можно достичь, используя высокое передаточное число. При движении по ровной местности с относительно высокой скоростью необходимо меньшее передаточное число.

Коробка передач имеет ограниченное передаточное число, поэтому маховик также имеет максимальную скорость. На максимальной скорости его нельзя больше использовать для торможения, так как на колеса недостаточно крутящего момента. Когда маховик находится на минимальной скорости или в состоянии покоя, его нельзя использовать для разгона.Вместо того, чтобы вести автомобиль вперед, он будет препятствовать его движению. Трансмиссия должна быть максимально простой и компактной, чтобы уменьшить общий вес. Бесступенчатая трансмиссия (CVT) идеально подходит для облегчения плавного торможения и ускорения. CVT допускает бесконечное количество передаточных чисел между двумя пределами, поэтому всегда можно достичь оптимального передаточного числа. Коробку передач с переключателем также можно использовать для простоты и меньшего веса за счет меньшего контроля над торможением и интенсивностью ускорения.

[...]

Маховик: единообразие и надежность двигателя

Двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день остается наиболее эффективным силовым агрегатом в автомобилях. С этим агрегатом вы сможете преодолеть любые расстояния и насладиться путешествием, не тратя много времени на заправку топливного бака.

Однако для запуска двигателя и обеспечения плавного разгона в нем должна быть специальная деталь. Это маховик. Рассмотрим, зачем он нужен в двигателе, какие бывают маховики, а также как правильно его эксплуатировать, чтобы он не вышел из строя преждевременно.

Что такое маховик двигателя автомобиля?

Если просто, то маховик двигателя - шестеренчатый. Он закреплен на одном конце коленчатого вала. Эта часть соединяет двигатель и трансмиссию автомобиля. Чтобы крутящий момент плавно передавался на соответствующую скорость коробки передач, между механизмами установлена ​​корзина сцепления. Он прижимает диск сцепления к элементам маховика, что позволяет передавать крутящий момент от мотора на ведущий вал коробки передач.

Принцип работы маховика двигателя

Маховик закреплен на коленчатом валу в непосредственной близости от коренного подшипника.В зависимости от конструкции диска он компенсирует вибрацию при вращении кривошипно-шатунного механизма. Многие современные маховики оснащены пружинным механизмом, который действует как демпфер при рывках двигателя.

Когда двигатель не работает, маховик используется для проворачивания коленчатого вала. В данном случае он работает по принципу ручного стартера старых автомобилей (ручной рычаг вставлялся в специальное отверстие в моторе, что позволяло водителю провернуть коленвал и запустить двигатель).

Конструкция маховика

Большинство маховиков не являются сложной конструкцией. Во многих автомобилях это массивный увесистый диск с зубьями на конце. Крепится к фланцу хвостовика коленчатого вала при помощи болтов.

С увеличением мощности силовых агрегатов и увеличением их максимальных оборотов возникла необходимость создания модернизированных деталей, уже имеющих сложную конструкцию. Их смело можно назвать демпферным механизмом, а не обыкновенной деталью.

Роль и место маховика в двигателе

В зависимости от конструкции, помимо функции привода трансмиссии, маховик играет и другие роли:

  • Смягчение колебаний при неравномерном вращении.Производители стремятся так распределить время цикла в цилиндрах ДВС, чтобы коленчатый вал вращался с минимальными рывками. Несмотря на это, крутильные колебания все же присутствуют (чем меньше в моторе поршней, тем резче вибрация). Современный маховик должен максимально гасить такие колебания, чтобы предотвратить быстрый износ коробки передач. Для этого в его конструкции есть несколько пружин разной жесткости. Они обеспечивают плавное увеличение усилия даже при резком срабатывании агрегата.
  • Передача крутящего момента от двигателя на приводной вал коробки передач.Этот процесс обеспечивает корзина сцепления. В нем ведомый диск с прижимным механизмом плотно закреплен на поверхности трения маховика.
  • Обеспечивает передачу крутящего момента от стартера на коленчатый вал при запуске двигателя. Для этого венец маховика снабжен зубьями, которые входят в зацепление шестерни стартера.
  • Модификации демпфера обеспечивают инерционную силу для разъединения кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет плавно вывести поршни из мертвых точек (верхних или нижних).

Часто маховики делают достаточно увесистыми, поэтому они способны накапливать небольшое количество кинетической энергии при выполнении такта расширения в цилиндре. Этот элемент возвращает эту энергию обратно к коленчатому валу, что облегчает работу остальных трех мер (всасывания, сжатия и выпуска).

Разновидности маховика

Как уже было сказано, на старых автомобилях маховик был выполнен из чугунного диска, на конце которого был запрессован зубчатый венец. С развитием автомобилестроения и повышением силовых характеристик силовых агрегатов были разработаны новые маховики, отличающиеся друг от друга КПД.

Из всех видов выделяют три:

  • Одномассовые;
  • Двухмассовый;
  • Легкий.

Одномассовые маховики

Большинство двигателей внутреннего сгорания оснащено именно такой модификацией маховиков. В основном такие детали изготавливают из чугуна или стали. В месте крепления к хвостовику коленчатого вала имеется большое отверстие, а вокруг корпуса вокруг него проделаны отверстия для крепежных болтов. С их помощью деталь надежно фиксируется на фланце возле коренного подшипника.

Снаружи сделана площадка для контакта ведомого диска сцепления (поверхность трения). Заводная головка на конце детали используется только при запуске двигателя.

В процессе производства на заводе такие диски балансируются для устранения дополнительных вибраций во время работы механизма. Уравновешенность достигается удалением части металла с поверхности детали (чаще всего в ней просверливается соответствующее отверстие).

Двухмассовый маховик

Двухмассовый или демпферный маховик более сложен.Каждый производитель старается повысить эффективность таких модификаций, из-за чего дизайн разных моделей может отличаться. Основными элементами в таких механизмах являются:

  • Диск приводной. На нем закреплено зубчатое кольцо.
  • Главный привод. Он установлен на фланце коленчатого вала.
  • Гасители крутильных колебаний. Они расположены между двумя дисками и выполнены в виде стальных пружин разной жесткости.
  • Шестерни. Эти элементы устанавливаются в более сложные маховики.Они выполняют функцию планетарных шестерен.

Такие модификации намного дороже классических цельнометаллических маховиков. Тем не менее они облегчают работу трансмиссии (обеспечивают максимальную плавность хода) и предотвращают ее износ из-за ударов и колебаний во время движения автомобиля.

Облегченные маховики

Облегченные маховики представляют собой одномассовые аналоги. Единственное различие между этими деталями - их форма. Для снижения веса на заводе снимается часть металла с основной поверхности диска.

Такие маховики используются для тюнинга автомобилей. Благодаря меньшему весу диска двигателю легче достичь максимальной скорости. Однако такая модернизация всегда проводится вместе с другими манипуляциями с двигателем и трансмиссией.

В нормальных условиях такие элементы не устанавливаются, так как они немного дестабилизируют двигатель. На более высоких скоростях это не так заметно, но на малых могут возникнуть серьезные проблемы и неудобства.

Работа маховика и возможные неисправности

По большому счету, маховик - один из самых надежных компонентов двигателя.Чаще всего его рабочий ресурс идентичен ресурсу силового агрегата. В зависимости от материала и производителя эти детали обслуживаются 350 тысяч километров и более.

Самая проблемная часть маховика - это зубья на венце. Ресурс этого элемента зависит от исправности стартера. Зуб от частого использования стартера может сломаться или просто износиться. Если такая поломка произойдет, то можно купить новую коронку и установить вместо старой. В этом случае весь диск необходимо снять с двигателя, а после ремонта установить обратно, только с использованием новых болтов.

Другой частый отказ маховика - перегрев фрикционной поверхности. Обычно это происходит при неправильной эксплуатации автомобиля, связанной с нарушением правил переключения передач (например, не полностью выжимается педаль сцепления).

Из-за перегрева диск может деформироваться или на нем могут появиться трещины. Одним из симптомов такой неисправности является постоянное биение сцепления в определенном диапазоне скоростей. Также это сопровождается сильной вибрацией. Если водитель сгорел сцепление и его сразу заменили на новое, маховик менять не нужно.

Двухмассовые модели несколько чаще выходят из строя, так как в их конструкции больше дополнительных деталей. Пружина может сломаться, смазка может вытечь, или подшипник может выйти из строя (это случается крайне редко, но встречается в этом списке).

Еще одна причина износа маховика - несвоевременная замена диска фрикциона. В этом случае заклепки поцарапают поверхность детали, последствия чего ничем не устраняются, только заменой детали.

Поведение при вождении также может влиять на ресурс маховика.Например, если водитель на большом расстоянии ведет машину с пониженной скоростью, вибрация от агрегата усиливается, что может привести к повреждению крепежа маховика. Некоторые автомобилисты заводят и останавливают двигатель, не выжимая педаль сцепления.

Маховик отдельно не обслуживается. В основном эта процедура выполняется при замене сцепления. В этом случае проводится визуальный осмотр детали. При отсутствии дефектов ничего не делается. Если слышен скрежет, обязательно отбуксируйте машину на СТО, чтобы изношенный фрикционный диск не поцарапал поверхность маховика.

Можно ли отремонтировать и восстановить маховик?

Этот вопрос чаще всего касается двухмассовых маховиков. Если непрерывная модификация не удалась, она меняется только на новую. Стандартная запчасть не очень дорого стоит, чтобы задать такой вопрос.

Однако такие рассуждения часто вызывают дорогие модификации демпфера. Некоторые специалисты шлифуют фрикционную поверхность, чтобы удалить царапины из-за изношенного диска сцепления. В большинстве случаев такой ремонт не приносит желаемого результата. Тонкая поверхность трения от высоких нагрузок может лопнуть, что повлечет за собой не только замену маховика, но и ремонт сцепления.

Некоторые кооперативные СТО предлагают отремонтировать дорогой маховик за умеренную плату. Однако это тоже сомнительная процедура. Дело в том, что, кроме короны, отдельно ни одна деталь маховика не продается. По этой причине подобная «реставрационная» работа носит сомнительный характер.

В заключение стоит обратить внимание, что при аккуратном использовании сцепления и размеренной манере езды проблем с маховиком не возникнет. Если машина используется редко, то можно подумать об установке демпферного маховика.В остальных случаях надежнее будут солидные аналоги.

ПОДОБНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Накопитель энергии с маховиком

Накопитель энергии с маховиком

Бенджамин Уиллер


24 октября 2010 г.

Представлено как курсовая работа по физике 240, Стэнфордский университет, осень 2010 г.

В настоящее время используется много возобновляемых источников энергии и в разработке по всему миру. Некоторые из этих методов включают использование солнечной, ветровой, гидро- и тепловой энергии.Единственная проблема нет эффективных способов хранения. Чтобы иметь возможность конвертировать и использовать возобновляемая энергия, поскольку электроэнергия должна быть Это. Основное внимание в этом отчете уделяется возможности использования маховиков для хранить энергию вращения и преобразовывать ее в электрическую энергию, когда нужно. Я решил подойти к этому с небольшого транспортного средства перспективу, а не определять, могут ли маховики накапливать энергию необходимо для снабжения города или страны. Если маховики способны плотность энергии для эффективного питания транспортного средства для среднего гражданина тогда потребуется огромная часть спроса на нефть и загрязнение окружающая среда может быть поднята.

Для упрощения расчетов возможности и выводы Tesla Roadster будут использоваться, чтобы судить, что такое маховик должен уметь. Большинство водителей здесь, в США, будут больше чем доволен 200-мильным диапазоном 450 кг Roadster, 53 кВтч Литий-ионный аккумулятор. [1] Таким образом, мы определим, есть ли у маховика аналогичного масса может хранить энергию, эквивалентную этой батарее. Следующие уравнения можно найти в большинстве учебников физики и книг о маховиках.

Сначала определите выражение для энергии ротационная система.Наш маховик будет полым цилиндром, что дает us Mr 2 для момента инерции. Электронная энергия. I-инерция. М-масса. r-радиус. w-угловая скорость.

Во-вторых, определите пределы угловой скорости из-за к используемому материалу: ρ = плотность, r = радиус, ω = угловой скорость, σ = растягивающее напряжение (максимальное до разрушения).

В-третьих, подставьте максимальную угловую скорость в уравнение энергии.

Материал M (кг) σ (паскали) ρ (кг / м 3 E макс (джоули) E макс (кВтч) E макс / M (Дж / кг)
Титан 450 8.8 х 10 8 4506 4,4 x 10 7 12 9,8 x 10 4
Углеродное волокно 450 4,0 x 10 9 1799 5,0 x 10 8 139 1,1 x 10 6
Сталь 450 6.9 х 10 8 8050 1,9 x 10 7 5 4,3 x 10 4
Алюминий 450 5,0 x 10 8 2700 4,2 х 10 7 12 9,2 x 10 4
Таблица 1: Максимальный запас энергии маховика различные материалы.(Свойства материала, полученные из поставщики коммерческих материалов. [3-5])

Эти расчеты не учитывают трение потери или эффективность преобразования электрической энергии в кинетическую и назад. Даже если маховик из углеродного волокна эффективен только на 50%, он имеет способность хранить и обеспечивать больше энергии, чем литий-ионный аккумулятор Tesla с сопоставимой массой. Также потребуется дополнительная масса для маховик и механизмы, но они должны быть небольшими по сравнению с максимальный предел хранения энергии.В то время как металлические маховики не соответствовать стандартам, маховик из углеродного волокна является жизнеспособным вариантом для хранение электроэнергии для транспортных средств и многих других приложений, таких как резервное питание от сети.

© Бенджамин Уиллер. Автор дает разрешение копировать, распространять и отображать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] Г.Бердичевский и др. , г. "The Система аккумуляторов Tesla Roadster, Tesla Motors, август 2006 г.

[2] Books LLC, Tesla Motors Транспортные средства: Tesla Roadster (Книги LLC, 2010), стр. 1-40.

[3] Джеймс Зербе, Практическая механика для мальчиков (M.A. Donohue & Company, 1914), гл. 17.

[4] J. M. Corum et al. , «Основные свойства Ссылка на композит из перекрестно-углеродного волокна "Oak Ridge National" Лаборатория, ОРНЛ / ТМ-2000/29, Февраль 2000 г.

[4] C. Chung, Композиты из углеродного волокна (Баттерворт-Хайнеманн, 1994), стр. 65-66, 102, 164.

Спортивная наука о тренировках с сопротивлением маховику

За последние 20 лет достаточно исследований подтвердили, что изоинерционное сопротивление от тренировки с маховиком - это не уловка, а, возможно, один из самых эффективных способов тренировки и реабилитации спортсменов. Сначала я был настроен скептически и осторожно оптимистично, но после многих лет экспериментов я пришел к выводу, что этот метод не только работает, но и работает лучше, чем я предполагал.В этой статье я погружаюсь в основную науку о том, как тело реконструируется в результате специальной тренировки с маховиком, и объясняю, как лучше использовать вашу систему маховика.

Физика повторения маховика

Если вы перейдете к тренировочным приемам или ко всем адаптациям, которые возможны с маховиками, вы должны во всех деталях понять, как они работают. Руководство SimpliFaster для покупателя по оборудованию для обучения маховику затрагивает различные варианты, представленные на рынке, но не разбивает механику на достаточно детали, чтобы полностью объяснить, что происходит с точки зрения физики.Слишком многие тренеры пропускают детали и в конечном итоге сдерживают своих спортсменов, потому что детали важнее, чем вы думаете.

Маховики предназначены для обмена или передачи силы, а не для изолированного выполнения упражнения. Лучший способ понять повторение тренировки с маховиком, помимо реальной попытки, - это сравнить его с тренировкой со штангой, что нам всем комфортно с точки зрения опыта.

# Маховики используют обмен или передачу силы; они не выполняют упражнения изолированно, - говорит @spikesonly.Нажмите, чтобы твитнуть

Вообще говоря, тренировка с маховиком - это постоянная работа без отдыха между повторениями. По большей части, каждое повторение перетекает в следующее, поэтому отдых возникает только тогда, когда спортсмен перестает работать, что для начинающего спортсмена очень чуждо.

Таблица 1. Темп повторения требует постоянной концентрации и усилий, поскольку маховик заставляет тело работать постоянно на протяжении всего рабочего набора. Обратите внимание, как силы ритмично передаются через ступни при приседании.

Самое жестокое или грубое осознание уникальной ценности маховиков - это резкая разница между приседанием со штангой и приседанием с маховиком. Хотя есть возможность отдохнуть сверху или завершить повторение приседаний со штангой, приседания с маховиком не имеют доступного периода отдыха. Обычно есть немного места для передышки в верхнем периоде приседаний со штангой, но верхняя часть повторения с маховиком похожа на пиковую точку американских горок - то есть краткий момент перед мучительным падением вниз.

Примечание. Быстрый спуск маховика может показаться резким, но не обманывайтесь. Причина, по которой вы чувствуете, что вас дергают, неудобно, заключается в том, что быстрая скорость спуска не координируется для многих спортсменов, которые не могут создавать высокие темпы эксцентрической силы для управления высокоскоростной силой.

В то время как гравитация взаимодействует с повторением, основная сила - это импульс, создаваемый ногами, движущимися через платформу и создающими сильное вращение диска или маховика.Таким образом, сопротивление спине быстрее и сложнее, чем со штангой. Маховики были созданы, чтобы обеспечивать форму сопротивления, которая не требовала гравитации, а силы, которые спортсмены могут создавать изнутри, огромны. Основное отличие, которое ощущают спортсмены, заключается не в концентрическом толчке, который похож на приседание со штангой; он эксцентрично получает импульс, главный стимулятор адаптации, который желает тренер.

Вкратце, вот чем маховики отличаются от штанг:

Постоянное напряжение: Как правило, повторения выполняются без пауз или отдыха в любой части движения, что означает, что мышца постоянно работает.

Импульс относительно силы тяжести: Хотя сила тяжести является частью уравнения, скорость эксцентрического действия определяется концентрическим усилием перед изменением направления кулачка, а не весом штанги.

Концентрическая и эксцентрическая скорость: Прыжки и взрывной подъем невозможны с маховиками, но эксцентрический спуск обычно намного быстрее и агрессивнее, чем со штангой.

Эксцентрический упор: Эксцентрическая сила применяется к телу уникальным образом, в отличие от штанги, что дает преимущество перед обычными свободными весами.

Требования к навыкам: В среднем выполнение обычных упражнений с маховиком, выполняемых с гантелями и штангами, требует большего мастерства. Неуместны прыжки или поднятие тяжестей олимпийского стиля на маховике.

Свободные веса и тренировка с маховиком имеют сходства и различия. Важно осознавать тонкие и большие различия, потому что, как тренеру, вам нужно в конечном итоге научить чему-то, что поначалу не является естественным для тела.Спортсмены должны испытать маховики, потому что их нельзя объяснить словами и видео, но приведенная выше информация должна помочь тренерам лучше сформулировать ощущения и понять, как работают маховики.

Есть ли у маховиков преимущества перед свободным весом?

Недавно исследователи из Испании и Швеции завершили исчерпывающий мета-анализ маховиков, и результаты оказались чрезвычайно убедительными для всех, кому небезразличны результаты спортсменов. Я настоятельно рекомендую вам не только прочитать резюме исследований, но и прочитать каждое упомянутое исследование, чтобы по-настоящему понять влияние метода тренировки.Тренерам легко усвоить выводы исследования, особенно метаанализа, который имеет больший вес, чем отдельное исследование.

«Если вы сейчас не используете #flywheels, вы упускаете преимущество», - говорит @spikesonly. Нажмите, чтобы твитнуть

Проблема в том, что в исследованиях используются всего несколько недель вмешательств, а не вся спортивная карьера. Контроли или сравнения были обычными программами, а не надежными, жесткими программами тренировок, так что это не было настоящим соревнованием между лучшими программами со свободным весом и маховиками.Я считаю, что было бы чрезмерным упрощением предполагать, что просто замена обычных свободных весов на маховики будет лучшим вариантом для спортсменов, но не будет преувеличением сказать, что если вы сейчас не используете маховики, вы упускаете преимущество.

Большинство преимуществ, которые я увидел в исследовании, помогают удовлетворить две ключевые потребности: способность увеличивать выработку силы и способность повышать устойчивость к травмам.

Изменения в силе: Наибольшее количество исследований, подтверждающих превосходство стойки на маховике над обычными тренировками, связано с силой.Сила - одна из самых пластичных адаптаций мышц, и маховики, кажется, работают лучше, чем другие варианты для раннего набора силы или способности максимально выражать силу.

Развитие мощности: Мощность требует адекватных уровней силы, поэтому неудивительно, что мощность от тренировки с маховиком оказывается выше, чем от контрольной. Власть расцветает на почве силы, но из-за быстрых эксцентрических сокращений использование маховиков для развития мощности здесь имеет смысл.

Гипертрофия мышц: Нет ничего удивительного в том, что из-за постоянного напряжения тела быстрое увеличение мышечной массы является обычным явлением при тренировках с маховиком. По моему личному опыту, я увидел кардинальные различия: я просто добавлял спортсменам два финишных упражнения два раза в неделю; Я стал свидетелем значительного скачка в мышечном развитии намного быстрее, чем когда-либо прежде.

Прыжки: Хотя в исследованиях доступны улучшения в прыжковых характеристиках, абсолютные изменения, такие как рекордные высоты или дистанции, в настоящее время неизвестны.Подобно тому, как ранние уровни силы меняются от маховика, прыжки благоприятно реагируют на ранние периоды тренировок. Не проводилось исследований с участием продвинутых прыгунов или спортсменов, которые могут прыгать с впечатляющими способностями, поэтому результаты тренировки с маховиком на более поздних этапах развития еще не известны.

Повышение скорости: Наименее проверенными преимуществами маховиков являются скорость и способность изменять направление движения, но результаты многообещающие. До сих пор я не видел ничего более конкретного, например, где в континууме скорости маховики проявляют свои эффекты - e.g., пиковая скорость или раннее ускорение. Кроме того, во многих исследованиях используются разные машины, поэтому трудно понять, как они помогают.

В каждой области передачи маховики имеют преимущество перед контролем. Проблема в том, что контроль не является справедливым сравнением, потому что большинство исследований проводились с элементарными программами, а не с продвинутыми стажерами. Таким образом, хотя исследования показывают большие надежды, все же преждевременно иметь окончательную уверенность в превосходстве маховиков.

Какие эксцентриковые приспособления возможны с маховиками?

На сегодняшний день обзор ремоделирования скелета при эксцентрической тренировке, сделанный Мартино Франки, возможно, является наиболее показательным документом о том, как ткань адаптируется до молекулярного уровня. Вместе со своими коллегами доктор Франки действительно рисует четкую картину морфологической, метаболической и молекулярной адаптации эксцентрических тренировок по сравнению с концентрическими изменениями. Хотя маховики действительно вызывают уникальный эксцентрический отклик, многие из адаптаций не так очевидны, как обычные силовые тренировки.

Теоретический список здесь - это просто набросок, и со временем мы узнаем из исследований, соответствует ли тренировка с помощью маховика адаптациям, отстает от них или превосходит их. Возможно, существуют и другие неизвестные адаптации, уникальные для изоинерциальной тренировки, которые нам еще предстоит наблюдать в ходе исследования. Тренеры могут еще не знать точных причин или биологии того, что происходит в результате эксцентрических тренировок, но преимущества проявляются в показателях травм и тестах производительности, достаточных, чтобы с уверенностью сказать, что происходит что-то хорошее.

Рисунок 1. Адаптация мышц в результате эксцентрической тренировки обширна, и спортсмены могут со временем развить силу и устойчивость к травмам, добавив в свою программу тренировку с маховиком.

Ниже приведены три основных ответа на эксцентрическую тренировку, которые, согласно имеющимся данным, являются аргументом в пользу маховиков. Базовый обзор, сделанный Франки, охватывает науку в гораздо более широком свете, но вот лучшие из исследований.

Нервно-мышечные паттерны: Различия между эксцентрическими и концентрическими тренировками действительно указывают на то, что эксцентрические тренировки имеют особые изменения в нервной системе, но ставить эксцентрические тренировки на пьедестал опасно.Концентрическая тренировка имеет адаптации, которые вы не должны упускать из виду, такие как кодирование скорости и другие преимущества для спортсменов.

Архитектура мышц: Эксцентрическое удлинение мышц, обычно подколенных сухожилий и, возможно, других групп мышц, является целевой целью. Практически любой достойный тренер хочет, чтобы мышцы были «длинными и сильными». Я видел ультразвуковое исследование подколенных сухожилий во время тренировки с маховиком, и результаты были столь же впечатляющими, как и скандинавские исследования подколенных сухожилий. К сожалению, упражнения, выполняемые с помощью тренировки с маховиком, требуют большей подготовки и наставничества, но со временем это не должно стать проблемой.

По словам @spikesonly, результаты тренировки #flywheel на подколенных сухожилиях так же впечатляют, как и результаты исследований #NordicHamstring. Нажмите, чтобы твитнуть

Набор типов волокон: Судя по небольшому набору исследований, взрывные типы волокон обычно набираются больше при эксцентрической тренировке, чем при концентрической. Основная ответственность - это практическое применение эксцентриков в программе, когда большая часть тренировок в спорте включает концентрические действия. Дело в том, что концентрические и эксцентрические тренировки большую часть времени являются естественной последовательностью, и изолированные сокращения не являются основным способом тренировки и подготовки к выполнению.Реабилитация может быть временем, когда изолированная эксцентрическая тренировка является потенциальным методом, но на данный момент необходимо проводить много эксцентрических тренировок, чтобы повлиять на состав типов волокон. Возможно, элитные спортсмены смогут добиться благоприятных сдвигов в составе волокон в результате интенсивных блоков эксцентрических тренировок, но на данный момент ни у кого нет биопсии для долгосрочных тренировок, кроме нескольких элитных тренеров, таких как Хенк Краайенхоф.

Мир коучинга менее знаком с механизмами и клеточными реакциями, но основные моменты того, что происходит на микроскопическом уровне, имеют первостепенное значение.

Satellite Cell Activity: Эксцентрическая тренировка показывает большую активность сателлитов, чем концентрическую тренировку, даже когда нагрузка выравнивается. Основываясь на текущих данных, кажется, что сателлитные клетки являются одним из возможных механизмов для некоторых программ обучения, вызывающих больший рост, чем другие, но на данный момент точный путь неизвестен. В исследовании, проведенном на ледяных ваннах, активность спутниковых клеток снижалась, когда спортсмены использовали криотерапию. Способ, которым эксцентрики могут модулировать сателлитные клетки, в настоящее время не изучен, потому что частота тренировок ниже для более максимальной тренировки.

Ремоделирование внеклеточного матрикса: Соединительная ткань и ее сборка с ремоделированием - это наблюдение в исследовании, а также мой личный опыт работы со спортсменами. Имея дело с патологиями сухожилий, я наблюдал оживление спортсменов за чрезвычайно короткие периоды времени. Многие исследования, проведенные с помощью тренировки с маховиком, касаются производительности, но я думаю, что нам следует продолжить изучение области реабилитации, особенно в короткие межсезонье.

Ответы генов и клеточные сигнальные пути: Растущая область науки о спорте - это реакция генов на упражнения и питание.Основываясь на доступных исследованиях, кажется, что гены одинаково реагируют как на концентрическую, так и на эксцентрическую тренировку, за исключением временного графика таких действий, как синтез белка. Из-за отсутствия исследований, посвященных маховикам, а также эксцентрической тренировки в целом, не существует четких путей для объяснения того, что происходит с изоинерциальной тренировкой, которая могла бы быть уникальной.

Изображение 2. Погружаясь глубже, почти на молекулярный уровень, тренировка с маховиком имеет большие перспективы, помимо неврологических преимуществ.Будущие исследования сухожилий и других тканей имеют первостепенное значение для понимания того, как происходят определенные адаптации.

Очевидно, эксцентричные исследования действительно проливают свет на то, что возможно с тренировкой на маховике, но пройдет около 10 лет, прежде чем мы узнаем, случится ли с телом что-нибудь особенное, помимо того, что мы видим сейчас. Я готов поспорить, что адаптация маховика аналогична общим эксцентрическим изменениям, но основные отличия - нервно-мышечные улучшения. Возможно, при изоинерциальной тренировке происходит более интенсивная или быстрая адаптация, но здесь только время покажет.

Кто может извлечь наибольшую пользу из тренировки с маховиком?

Тренировка с маховиком может принести пользу всем, от молодых спортсменов до пожилых пациентов. Хотя это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, использование маховика - это то, что каждый может сделать, выполнив всего несколько практических занятий. Тем не менее, элитные спортсмены - это население, которое больше всего выигрывает от тренировки с маховиком. Причина? По мере того, как спортсмен становится более взрывным или дольше соревнуется, его доступное время должно быть более продуктивным. Эксцентрическая тренировка не только очень эффективна, но и очень экономна по времени.

Чтобы сузить конкретные подгруппы, я думаю, что высокие спортсмены, а также спортсмены с плохим опытом силовых тренировок, похоже, выиграют от тренировки с маховиком. Использование поясного ремня позволяет людям с недостаточной силой поясницы тренироваться агрессивно, и это причина, по которой многие футболисты получают огромную выгоду от маховиков. Более высокие спортсмены, которым не хватает максимальной силы, как правило, преуспевают, потому что они также могут использовать поясные ремни для перегрузки тела.

График 2.Все, от элитных спортсменов до пожилых людей, получают выгоду от маховиков, но при этом требуется некоторая корректировка программирования. При внедрении обучения маховику сначала сосредоточьтесь на дополнении обучающей системы, а затем на замене других элементов.

Если говорить более конкретно, то области у спортсменов, которые, как мне кажется, лучше всего адаптируются после тренировки с маховиком, - это ноги и группы мышц туловища. Конические или ротационные системы, как правило, нацелены на перегруженные участки бедра и паха, а варианты платформы тщательно подготавливают колено и подколенные сухожилия.В некоторых программах используются маховики для верхней части тела, но я не знаю таких подходов. Мы должны использовать маховики для определенных целей, а не в качестве панацеи или панацеи.

Наконец, вы можете без проблем выполнять тренировку на маховике круглый год при условии, что вы правильно выполняете как интенсивность, так и выбор упражнений. Моя программа сейчас составляет примерно 5-10% тренировок на маховике, и у меня еще не было ни одного спортсмена с бесконтактной травмой, который религиозно использовал бы изоинерциальную тренировку.

Каковы ограничения по тренировке маховиков?

Маховики - отличный инструмент, но он не лишен некоторых ограничений и проблем.Поскольку это машины, они нуждаются в обслуживании и подходят не всем. Некоторые упражнения неудобны и плохо переносятся в простых версиях с гантелями или штангой, например, подъем на носки. Кроме того, спортсмены не могут выполнять некоторые движения, которые им нравятся, например рывок, толчок и толчок, с помощью маховиков. Хотя сокращения эксцентрической части движений маховика происходят быстрее, чем обычно, они не являются плиометрическими или реактивными по своей природе, и поэтому не являются идеальными кандидатами для продвинутых прыжков или чего-то подобного.

Маховики предназначены не только для приседаний, но и для тяги под разными углами и способами. Однако они все еще ограничены. С маховиками вы также должны учитывать крутящий момент и силу во время таких движений, как приседание и становая тяга. Вы не сбрасываете вес, как штангу, поэтому с точки зрения безопасности они несут те же риски и опасности, что и традиционные веса.

За последние 20 лет было зарегистрировано очень мало случаев травм, поэтому частота и тяжесть несчастных случаев неизвестны.Тем не менее, все, что создает перегрузку, представляет собой риск. Требование маховиков не является глупым, потому что силы - это то, что создает спортсмен, а не то, что оценивает тренер или спортсмен. По большей части, поскольку маховики полезны для предотвращения травм, проблем с изоинерционной тренировкой не было заметно.

У маховиков

также есть ограничения, потому что у нас просто недостаточно знаний о том, как лучше всего запрограммировать их для обучения. В то время как множество исследований показывает, как они работают с адаптациями и результатами, существует не так много исчерпывающей информации о том, как правильно использовать их для обучения.Отсутствие информации о маховиках не будет проблемой навсегда, но по состоянию на 2017 год существует очень мало образования, поддерживаемого сверстниками, за исключением горстки экспертов в этой области.

Дайте волю чудовищу внутри ваших спортсменов

Тренировка маховика - это не то, к чему вы прыгаете, не сделав уроки, но и этого не стоит бояться. Здоровая точка зрения на обучение маховику - это уважать модальность и изучать, что она может дать и как внедрить ее в комплексную программу.Некоторые тренеры являются большими поклонниками тренировки с маховиком и посвящают все свое время силовой тренировке изоинерционным тренировкам, но не каждое повторение нужно делать таким образом.

Тренировка с маховиком никуда не денется, и это отличный способ узнать и о других методах тренировки, таких как изокинетика и приспособление к сопротивлению. Тренировка с маховиком работает с научной точки зрения, и вы можете практически включить ее в программу. Даже если вы добавите одно упражнение несколько раз в неделю, польза будет сильной и быстрой.

Раз уж вы здесь…
… у нас есть небольшая просьба. Все больше людей читают SimpliFaster, чем когда-либо, и каждую неделю мы представляем вам интересный контент от тренеров, ученых в области спорта и физиотерапевтов, которые стремятся улучшить спортсменов. Пожалуйста, найдите время, чтобы поделиться статьями в социальных сетях, привлечь авторов с вопросами и комментариями ниже и, при необходимости, дать ссылки на статьи, если у вас есть блог или вы участвуете на форумах по связанным темам. - SF

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *