Венец маховика: конструктивные особенности и методика замены (видео)

Подавляющее большинство современных двигателей внутреннего сгорания оснащаются так называемым маховиком. Грубо говоря, это металлическое колесо, имеющее зубчатый обод. Само колесо обладает большой массой, а значит, может накапливать значительную энергию, которая затем передается коленчатому валу двигателя. Маховик имеет связь с одним из концов коленчатого вала и вращается вместе с ним, накапливая энергию примерно так же, как это делает всем известная детская игрушка — юла. За счет высокой инерционности этой детали она может стабилизировать вращение коленчатого вала, предотвращая сильные вибрации и детонации смеси (в далеком прошлом от этого страдали все ДВС). Венцом маховика является уже упомянутый обод со множеством зубьев. Именно он сцеплен с шестерней стартера и передает крутящий момент на маховик, а затем на коленчатый вал и другие системы автомобильного двигателя.

Эксперты Avto.pro предлагают вам ознакомиться с конструкцией маховика двигателя, его особенностями, неисправностями и методикой поиска новой детали в случае, если старая вышла из строя и нуждается в скорейшей замене.

Неисправности маховиков, возможности ремонта и замены

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

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

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

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

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

Выбор нового венца маховика

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

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

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

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

Вывод

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

С полной версией статьи можете ознакомиться здесь .

Как заменить венец маховика самостоятельно

Основному износу подвергается венец маховика, поэтому конструкторы предусмотрели возможность демонтажа для замены зубчатого обода. Демонтаж производится сбиванием венца, перед установкой обод нагревается до 200 градусов.

Конструкция и назначение маховика

Поскольку маховик является элементом редуктора зубчатой передачи, он представляет собой крупногабаритную ведомую шестерню. Поскольку маховик используется в нескольких системах автомобиля, в его конструкцию входят элементы:

• зубья венца маховика – необходимы для передачи вращения;
• внутренняя посадочная поверхность – деталь крепится на валу ДВС;
• боковая поверхность – за счет плотного прилегания к ней ведущего диска сцепления вращение с двигателя передается в коробку передач.

С одной стороны интенсивный износ двигателя требует использования деталей из углеродистых и легированных сталей. С другой – наружный диаметр на венце превышает 25 см, что резко повышает себестоимость детали. Для увеличения ремонтопригодности и снижения цены маховика используется сборочная единица:

• чугунный диск, обладающий большой массой;
• закрепленный на его наружную часть с натягом зубчатый обод из легированной или углеродистой стали.

Подобная конструкция позволяет сделать ремонт двигателя намного дешевле. Например, маховик для ВАЗ 2108 стоит в среднем 2 000 рублей, а венец обходится в 300 рублей. Кроме того, при равномерной односторонней выработке зубьев от зацепления с бендиксом зубчатый обод можно просто перевернуть, не покупая новый расходник.

Основными нюансами эксплуатации маховика являются:

• передача используется кратковременно в момент старта ДВС;
• после чего, деталь передает вращение с коленвала на КПП;
• вытаскивает за счет инерционности поршня их мертвых точек;
• сглаживает неравномерные угловые скорости коленвала, предотвращая износ двигателя.

При заводском изготовлении сборного маховика соблюдаются технологии, используется высокотехнологичное оборудование. После выработки рабочих поверхностей зубчатый венец маховика обычно заменяют в гараже, поэтому заявленный производителем ресурс обеспечить очень сложно.

Симптомы и причины неисправности

Из-за сложного доступа к маховику визуальный контроль этой шестерни редуктора зубчатой передачи затруднен, поэтому вспоминают про него владельцы авто при следующих симптомах:

• проблемы с запуском двигателя;
• рывки, скрежет и сторонние звуки в момент зацепления бендикса с маховиком.

Причинами, по которым происходит износ зубьев, являются:

• дефекты изготовления маховика – перегрев зубчатого обода при посадке приводит к отпуску стали, снижению прочности, увеличению пластичности конструкционного материала;
• непараллельность осей – передаточное число редуктора очень высокое, любое отклонение оси вала стартера от оси коленчатого вала приведет к выработке эвольвенты зуба с одной стороны;
• нарушение профиля зуба – со временем элементы передачи изнашиваются, в момент зацепления/расцепления шестеренок профиль срезается полностью;
• отсутствие смазки – в силу конструкционных особенностей передачи смазку нанести на бендикс и венец маховика невозможно физически.

В любом из указанных случаев рекомендуется замена венца маховика. В некоторых случаях бедикс может сточить лишь часть зуба с внешней стороны, поэтому достаточно поменять стороны венца.

Внимание: Маховик в сборе является не симметричной деталью, перевернуть его не получится из-за смещения одного посадочного отверстия болтового соединения, поэтому придется снимать венец, переворачивать его пригодной для дальнейшей эксплуатации редуктора стороной.

Замена венца

Поскольку зубчатый обод насаживается на диск маховика с натягом, его невозможно снять/надеть без нагрева. Основными проблемами самостоятельного ремонта в данном случае становятся:

• у владельца авто отсутствует специальное оборудование – используются горелки, паяльные лампы и, даже нагрев в духовке газовой плиты;
• температуру венца сложно определить – нагрев производится «на глаз»;
• технологические требования – зубчатый обод следует разогревать до 200 градусов, однако без специальных приборов температуру выдержать очень сложно.

Для повышения прочности стали зубчатый обод закаливают на заводе. Закаленные детали не рекомендуется нагревать, так как в этом случае венец автоматически подвергается другой термической обработке – отпуску. Получившиеся при закалке эксплуатационные характеристики – твердость, износостойкость конструкционного материала при этом изменяются в прямо противоположные свойства металла – вязкость и пластичность.

Другими словами, если перегреть обод, после надевания на диск и остывания на воздухе зубья станут мягче, сточатся гораздо быстрее. Существует три типа отпуска:

• высокий – нагрев до 450 – 600 градусов для получения структуры стали сорбит;
• средний – нагрев до 300 – 450 градусов для получения структуры стали троостит;
• низкий – нагрев до 150 – 300 градусов для получения структуры мартенсит.

Самостоятельная замена венца маховика должна производиться при нагреве обода в пределах 200 градусов, поскольку низкий отпуск не опасен для детали, практически не снижает твердость и прочность стали, заодно ликвидирует внутренние напряжения.

Демонтаж

Никаких дополнительных способов фиксации кроме посадки с натягом венец на маховик не имеет, поэтому снимается достаточно легко, даже без нагрева:

• деталь укладывается на подставки, чтобы зубчатый обод свисал;
• молотком по окружности венца наносятся равномерные удары.

Если зубчатый обод однозначно выбраковывается под замену, можно стучать прямо по зубьям. При повороте венца на 180 градусов для дальнейшей эксплуатации удары наносятся через прокладку – второй молоток, зубило, кусок арматуры.

Выбор зубчатого венца

Прежде, чем заменить венец маховика новой расходной деталью, необходимо подобрать полноценную замену:

• центробежные силы стремятся разорвать диск во время эксплуатации;
• происходит искажение плоской поверхности, к которой прижимается сцепление;
• трение накладок о маховик вызывает нагрев, еще больше увеличивает коробление плоскости.

После посадки с натягом зубчатый обод стягивает диск маховика, избавляя от вышеуказанных дефектов. Кроме увеличения эксплуатационного ресурса маховика, повышается срок службы сцепления авто.

Для удобства надевания обода на диск внутренний диаметр оснащен с одной стороны фаской. Продукция ведущих производителей имеет дополнительную фаску на наружном диаметре венца, то есть на самих зубьях. При включении стартера в этом случае не происходит жесткого упирания шестерни бендикса в зубья маховика.

Все указанные конструкционные особенности присутствуют в венцах производителя Tanaki. Количество зубьев должно совпадать изначально. В ДВС некоторых производителей маховик используется в качестве элемента датчика положения коленвала ДПКВ. В этом случае два зуба на венце пропущены, перед демонтажом необходимо создать отметку взаимного расположения участка с пропущенным зубом относительно диска.

Установка

Смонтировать венец автомобильного маховика без нагрева можно только при повороте. Однако даже в этом случае остается риск прокручивания обода относительно диска в процессе эксплуатации, поэтому после монтажа эту деталь прихватывают сваркой в 4 точках.

Способы нагрева венца

Основными методами нагрев при установке венца на маховик являются:

• духовой шкаф или конфорки газовой, электрической плиты – перегреть деталь очень сложно, на конфорках ее придется периодически проворачивать;
• паяльная лампа или газовая горелка – необходимо контролировать перегрев визуально, не допуская изменения цвета зубчатого обода.

В любом из указанных вариантов диск маховика должен находиться в непосредственной близости от места нагрева обода, чтобы как можно быстрее установить его пассатижами, клещами или руками в специальных термостойких перчатках на посадочную поверхность.

Внимание: Венцы с пропущенным зубом для ДПКВ монтируются по меткам. В остальных случаях достаточно просто уложить обод, не предпринимая больше никаких действий.

После остывания деталь сожмется самостоятельно, в случае необходимости применяются прихватки в нескольких точках.

Переворот старого обода

Чтобы перевернуть эксплуатируемый венец маховика, необходимо сбить его с посадочного места, перевернуть диск, надеть нагретый обод на свое место. Если на заводе или во время последующей замены этот элемент надевают фаской внутрь, то при повороте фаска автоматически остается снаружи.

Основные ошибки самостоятельной замены

Несмотря на предельно простую технологию, автолюбители часто допускают при замене венца следующие ошибки:

• перед тем, как снять зубчатый обод, следует произвести ревизию боковой плоскости маховика под сцепление, и отверстий для крепежных болтов;
• установка с перегревом отдельных участков венца приведет к быстрому износу зубьев именно на этих местах, так как происходит отпуск стали;
• наружный диаметр зубьев должен иметь фаску для плавного зацепления с бендиксом стартера без ударов.

Для того, чтобы уменьшить износ двигателя и увеличить приемистость машины на высоких оборотах, маховик часто облегчают. Из-за наличия дополнительных отверстий на наружном диаметре диска в зоне, примыкающей к зубчатому ободу, венец часто приваривается к диску.

В этом случае заменить изношенный элемент гораздо труднее, а перевернуть его вряд ли получится.

Таким образом, венец можно заменить собственными силами при значительной выработке профиля зуба на отдельных участках. Снять обод можно на холодную, а при установке потребуется нагрев до 200 градусов максимум.