Двухмассовый маховик Технологические решения Диагностика неисправностей

 

1. История

Конфигурации пружин первого поколения ZMS были с уменьшенным количеством витков, как и в общепринятых гасителях крутильных колебаний, с расположенными радиально и близко к центру нажимными пружинами, что ограничивало их характеристики. Эта конструкция была бы достаточна для изоляции вибраций в 6-ти цилиндровых двигателях, вызываемой низкой резонансной частотой.

 

На против 4-х цилиндровые двигатели создают большую неравномерность в работе, а следовательно и резонансную частоту вращения. Благодаря перестановке нажимных пружин к наружному краю и их большему диаметру, способность к гашению колебаний увеличилась пятикратно при тех же габаритах ZMS.

 

1. Двухмассовый маховик –ZMS

 

 2.1 Почему именно ZMS?

 

Периодические процессы воспламенения в 4-хтактном двигателе внутреннего сгорания вызывают неравномерность крутящего момента, которая передается в трансмиссию в виде крутильных колебаний. В результате шум и вибрации, такие как стуки в КПП, вибрации кузова и вибрации при смене нагрузки ведет к ухудшению шумового фона и снижению комфорта вождения.

 

Таким образом, целью разработок двухмассового маховика стала как можно лучшая изоляция крутильных колебаний, передающихся от вращающихся масс двигателя далее к трансмиссии. Благодаря встроенной пружинно-демпферной системе двухмассовый маховик практическим полностью поглощает эти крутильные колебания. Результатом чего является превосходное гашение крутильных колебаний. 

     

1. 2.2.Конструкция

Стандартный ZMS состоит из первичной (1) и вторичной (6) массы маховика.

 

Обе раздельные массы маховика соединяются друг с другом посредством пружинно-Демпферной системы, опираются и вращаются относительно друг друга на шариковом подшипнике или на подшипнике скольжения (2).

 

Вращаемая двигателем первичная масса маховика с зубчатым ободом стартера плотно соединена с коленчатым валом двигателя и в сочетании с крышкой первичной массы (5) образует полость, в котором проходит пружинный канал.

 

Основным элементом пружинно-демпферной системы являются нажимные дуговые пружины (3). Они лежат в направляющих пружинного канала и выгодно соответствуют требованиям “идеального” гасителя крутильных колебаний. Желоба, обработанные смазкой, снижающей трение и износ между нажимной дуговой пружиной и самим желобом, задают правильное положение пружин во время работы.

 

Крутящий момент двигателя передается с помощью фланца (4), с выступами, расположенными между нажимных дуговых пружин и скрепленного с вторичной массой маховика.

 

Вторичная масса маховика помогает повысить момент инерции масс со стороны КПП. Для лучшего отвода тепла она оснащена вентиляционными отверстиями. Так как пружинно-демпферная система уже встроена в ZMS, то в качестве ведомого диска, ка правило, используется жесткая конструкция без гасителя крутильных колебаний.

 

1. 2.3.Функции 

 

Основным принципом ZMSявляется его простота и эффективность. Благодаря дополнительной массе, расположенной на первичном валу КПП, момент возникновения резонанса, обычно приходящийся между 1.200 об/мин. и 2.400 об/мин при традиционном гасителе крутильных колебаний, сдвигается на более низкую резонансную частоту. Этим обеспечивается отличная изоляция вибраций двигателя даже на оборотах холостого хода.

 

1. Составные части ZMS

 

3.1 Первичная масса маховика 

Первичная масса маховика объединена с коленчатым валом двигателя в один узел, что создает общий момент инерции. По сравнению с традиционным маховиком первичная масса ZMS гораздо эластичнее, что помогает снизить нагрузку на коленчатый вал. К тому же, совместно с крышкой первичной массы она образует канал для дуговых пружин, обыкновенно разделенный на две секции с помощью упорных выступов дуговых пружин. Для запуска двигателя на первичной массе расположен зубчатый обод стартера, скрепленный с ней в зависимости от типа ZMS посредством сварки или запрессовки.

 

1. 2.3.Вторичная масса маховика

 

ZMS образует соединение с КПП через вторичную массу, которая при взаимодействии со сцеплением передает от двухмассового маховика скорректированный крутящий момент. К внешней стороне вторичной массы прикручивается корзина сцепления.

После того как сцепление включается, расположенный на внутренней стороне сцепления пружинный механизм прижимает ведомый диск к фрикционной поверхности вторичной массы и фланца. Крутящий момент передается посредством выступов фланца, расположенных между нажимных пружин.

 

3.3 Подшипник

 

Положение подшипника 

 

Подшипник находится на первичной массе маховика. Первичная и вторичная массы маховика соединяются с помощью поворотного подшипника, который держит нагрузку от вторичной массы и нажимного диска сцепления, кроме того, он воспринимает выжимную нагрузку, действующую на ZMS при выключении сцепления. Поворотный подшипник обеспечивает не только вращение обеих масс маховика, но и легкое раскачивание в осевом направлении по отношению друг к другу.

В двухмассовом маховике могут применяться два типа подшипников вначале использовался шариковый подшипник и его последующее усовершенствование позволило добиться отличной износостойкости дальнейшие разработки привели к внедрению маленького шарикового подшипника, а затем и подшипника скольжения, который является сегодня стандартом в конструкции ZMS.

 

Вставьте в угломерный круг и стойку циферблатного индикатора блокировочный стержень угломерного круга. Затяните винт с накатанной головкой. 

 

Малый шариковый подшипник

 

На первичной массе маховика, сделанной из листовой стали расположен ступичный фланец с посадочным местом подшипника. Посадочной место может быть приспособлено как для малого шарикового подшипника (как изображено на рисунке), так и для подшипника скольжения. 

 

Подшипник скольжения

 

Дальнейшее разработки по применению шариковых подшипников в ZMS привели к появлению в конструкции подшипника скольжения.

 

1. 2.4.Фланец

 

Фланец служит для передачи крутящего момента от двигателя к сцеплению, посредством передачи крутящего момента от первичной массы к вторичной массе маховика через дуговые пружины. Он прочно скреплен с вторичной массой маховика, а его упорные выступы располагаются между каналами дуговых пружин первичной массы. Зазор между упорными выступами в каналах достаточен для того, чтобы гарантировать вращение фланца.

 

Конструкция Фланцев 

 

Жесткий фланец

 

При данной конструкции жесткий фланец скреплен с вторичной массой маховика. Для лучшей изоляции от вибрации выступы фланца сконструированы с различной симметрией. Наипростейшем видом является симметричный фланец, где исполнение обеих сторон одинаково, с целью распределения нагрузки по нажимным дуговым пружинам как через внешнюю, так и через внутреннюю зоны навивки.

 

Фланец со встроенным демпфером

 

Главной задачей ZMS является как можно лучшая изоляция КПП от вибраций двигателя. Для того чтобы компенсировать постоянно растущий крутящий момент двигателя при сохранении прежнего монтажного пространства, кривые характеристик скручивания нажимных дуговых пружин на графике должны нарастать сильнее. Но при этом ухудшается их способность к гашению вибраций. С помощью свободных от трения внутренних демпферов можно улучшить изоляцию вибраций во время разгона. Как фланец, так и боковые панели оснащены пружинными гнездами, внутри которых расположены прямые нажимные пружины, благодаря чему ZMS с внутренним демпфером сохраняет столь превосходные характеристики гашения вибраций даже при максимальном крутящем моменте.

При высоких двигателя возникающие центробежные силы отжимают дуговые нажимные пружины нагружу из направляющих, что мешает полноценной работе витков пружин. В результате дуговые пружины “твердеют”, и их работоспособность частично нарушается. Для того чтобы обеспечить достаточную работоспособность пружин, во фланец встроены прямые нажимные пружины. Благодаря их малой массе и расположению на меньшем радиусе эти пружины подвергаются незначительной центробежной силе. К тому же дугообразная внешняя кромка гнезда пружин помогает снизить трение. Все эта гарантирует что ни трение, ни фактическая жесткость пружин не изменятся с ростом числа оборотов двигателя.

 

Фланец с фрикционной муфтой

 

Третий тип фланца, в отличие от жесткого фланца, не соединен жестко со вторичной массой и предстает в виде диафрагменной пружины, закрепленной по края двумя стопорными шайбами. В поперечном разрезе видно, что крепление имеет форму вилки, трение которого с диафрагменной пружиной обеспечивает надежную передачу крутящего момента двигателя. В то же время фрикционная муфта защищает ZMS от перегрева.