Как понять что двухмассовый маховик умирает
Двухмассовый маховик: конструкция, ресурс, причины поломки
У большинства современных иномарок с «механикой» между мотором и сцеплением стоит двухмассовый маховик. Разберемся в особенностях этого недешевого узла, способного доставить немало проблем автовладельцу в случае поломки
Если к концу 20 столетия автопромышленность Западной Европы только начинала внедрять в конструкцию некоторых автомобилей двухмассовые маховики (ДММ), то сейчас уже более 70 % выпускаемых европейских автомобилей с механической коробкой передач оснащаются этим узлом. Смысл внедрения сложного и весьма дорогостоящего механизма, вопреки расхожему мнению, вполне обоснован. Главной целью при создании ДММ была защита трансмиссии от генерируемых маховой массой двигателя крутильных колебаний, противостоять которым демпфер крутильных колебаний, расположенный на ведомом диске сцепления, в полной мере уже не мог. Для этого было много причин: рост мощностей и крутящих моментов современных двигателей, повышение требования к комфорту при запуске мотора, переключении передач и ускорении, снижение износа синхронизаторов КП, снижение общей вибронагруженности в салоне и т. д. На все это, помимо конструкции прочих элементов автомобиля, влияли демпфер крутильных колебаний и максимальный угол, на который мог отклониться фрикционный диск от ступицы. И если демпфер диска сцепления позволял отклоняться лишь на 30 градусов относительно положения покоя, то ДММ расширил предел этого значения до 100 градусов в каждом направлении.
Первым производителем в Европе, которому удалось создать и начать крупносерийное производство двухмассовых маховиков, в которых был реализован этот физический принцип стала фирма LuK. Так, одна часть маховика по-прежнему была жестко связана с коленчатым валом двигателя, в то время как другая повышала момент инерции коробки передач. Обе массы при этом связаны демпфирующей системой пружин, которых в свою очередь лишился диск сцепления. Но помимо многочисленных достоинств данный узел до сих пор имеет ряд недостатков, главные из которых — повышенные требования к эксплуатации, дороговизна узла и высокие требования к сервису при его замене. Эта специфика вызывает немало вопросов у автовладельцев. Мы ответим на самые волнующие из них.
Каковы отличия в ресурсе маховика на разных автомобилях и в разных условиях эксплуатации? Есть ли примеры максимального срока службы узла?
В первую очередь, на ресурс влияет тип двигателя — дизельный или бензиновый, т.к. значения крутящего момента у них значительно расходятся. По опыту, на дизельных двигателях применяют более массивные конструкции, которые рассчитываются на повышенные нагрузки в режиме малых оборотов коленчатого вала. Второй фактор — это как раз эксплуатация. Так, например, в режиме маршрутного такси ресурс естественно снижается: здесь приходится говорить о необходимости менять двухмассовый маховик одновременно со сцеплением. С другой стороны, в режиме пригорода пробег до выхода из строя может достигать и 700 000 км, как это было с некоторыми VW Caddy 1.9 TDI.
Повысился ли ресурс маховиков за последние 10 лет?
К сожалению, в современных тенденциях снижения массы и габаритов силовых агрегатов и трансмиссии нет места для увеличения ресурса данных узлов, и мы вынуждены констатировать, что чем современнее и экологичнее автомобиль, тем меньше ресурс всех силовых агрегатов. Производители маховиков не в силах влиять на всю конструкцию автомобиля и техническое задание к нему как к конечному продукту — ресурс автокомпонентов задают сами автопроизводители, поэтому вопрос больше к ним.
Как диагностировать поломку, и чем чревато ее несвоевременное устранение?
Каковы основные рекомендации по продлению службы маховика?
Первая рекомендация для дизельного двигателя — удерживать во время езды рабочие обороты двигателя и не эксплуатировать автомобиль в зоне низких оборотов. Исключить буксирование транспортных средств совокупного веса на гибкой сцепке, равно как и запуск автомобиля «с веревки». Для любых автомобилей есть общая рекомендация: запуск двигателя производить только с выжатой педалью сцепления, глушение двигателя — аналогично. Также cледует во время ежегодного ТО контролировать стартовые характеристики АКБ, т.к. это напрямую влияет на вращение маховика во время запуска.
Из-за дороговизны узла многие предпочитают устанавливать комплект сцепления с одномассовым маховиком. Чем это чревато?
Отвечу на вопрос вопросом: что будет, если поставить вместо амортизатора подвески просто металлическую трубу-имитатор? Жестковато, но, как многие говорят, «ездить же можно…»
В последнее время стали появляться сервисы, занимающиеся ремонтом двухмассовых маховиков. Что вы об этом думаете?
Такие сервисы и к нам постоянно обращаются с просьбой продать им все необходимые детали в виде отдельных опорных подшипников и дуговых пружин… Главное, чего не понимают такие специалисты, что нельзя восстановить структуру материала после многочисленных охлаждений/нагревов во время эксплуатации и потерю толщины вторичной массы. Также открытым остается вопрос с дуговыми пружинами, которые в процессе восстановления изготавливаются в кустарных условиях и никакие испытания под конкретную модель автомобиля не проходят. Для этого нужна огромная научно-исследовательская база.
Будут ли глобальные перемены в конструкции двухмассового маховика в ближайшем будущем?
Такие перемены уже наступили: активно внедряются маятниковые гасители крутильных колебаний внутри классической конструкции маховика, происходит «модулизация» узлов сцепления. Но это отдельная тема для обсуждения.
Благодарим за помощь в подготовке материала руководителя технического отдела Schaeffler Automotive Aftermarket Юрия Александрова
1,7 млн. мест для хранения автомобилей намерены построить власти Москвы до 2010 года. Такие места будут расположены в многоэтажных парковках, возводимых взамен существующих открытых автостоянок. Ожидается, что стоимость машиноместа в новых паркингах не превысит 200 тыс. руб.
Устройство, принцип работы и ремонт двухмассового маховика
Основная функция маховика – передача через сцепление крутящего момента от коленчатого вала к трансмиссии. Также на его торцевую часть устанавливается зубчатый венец, за который стартер вращает КВ в момент запуска. Но не менее важен эффект сглаживания неравномерности вращения коленчатого вала, с которым лучше всего справляется двухмассовый маховик (Dual Mass Flywheel). Давайте рассмотрим его устройство, принцип работы, неисправности и методы их диагностирования.
Отличие одномассового маховика от двухмассового
Простейший маховик представляет собой чугунный диск с фрикционной площадкой для подвода ведомого диска сцепления, ступицей для крепления к фланцу коленвала и отверстиями для прикручивания корзины. На торец напрессовывается стальной зубчатый венец, с которым в момент пуска зацепляется шестерня бендикса стартера. Для лучшего сглаживания неравномерности вращения и снижения ударных нагрузок при подводе нажимного диска, в нем устанавливаются демпфирующие пружины.
Конструкция двухмассового маховика сложнее и включает в себя следующие элементы:
Природа пульсаций крутящего момента
Чем меньшее количество цилиндров, тем большей массы должен быть маховик. Связанно это с соотношением общего времени рабочего хода поршней к остальным тактам работы двигателя. Коленвал ускоряется только в момент рабочего хода поршня. Накопленная за это время кинетическая энергия маховика позволяет нивелировать замедление коленчатого вала при подходе поршня к Н.М.Т. после такта рабочего хода. Именно сглаживанием пульсаций крутящего момента достигается равномерная работа двигателя на низких оборотах. С увеличением количества цилиндров или повышением оборотов в единицу времени процентное соотношение эффективного ускорения коленвала к другим тактам увеличивается.
На низких и средних оборотах ДВС описанная неравномерность вращения коленчатого вала резонансными колебаниями отражается на узлах трансмиссии. На авто с МКПП крутильные колебания приводят к соударению контактных пар шестерен первичного, промежуточного и вторичного валов. Поэтому в движении на кузов передается низкочастотный звон, гул.
На втором графике видно, что коробка передач испытывает куда меньшие резонансные колебания. Помимо увеличения ресурса деталей трансмиссии, Dual Mass Flywheel повышает плавность хода и снижает шумовую нагрузку.
Как это работает?
Первичный и вторичный диски представляют собой две расцепленные массы. Они соединяются с помощью пружинно-демпфирующего механизма, закрепленного на подшипнике скольжения или шарикоподшипнике. Крутящий момент передается с помощью соединенного с ведомым диском фланца. Его выступы упираются в площадки торцов дуговых пружин.
Благодаря свободной посадке на подшипнике, диски могут вращаться относительно друг друга. Угол поворота ограничивается ходом пружины. Именно благодаря этому на ведомом диске гасятся крутильные колебания. При такой конструкции нажимной диск сцепления МКПП не требует установки демпфирующих пружин.
Усовершенствование конструкции
При возрастании крутящего момента двигателя для эффективного гашений крутильных колебаний необходимо утолщать либо увеличивать количество витков дуговых пружин. Но в случае неизменной величины установочного пространства ужесточение пружин снизит эффективность гашения колебаний на низких оборотах. Поэтому конструкторы прибегли к установке внутренних демпферов. Вмонтированные во фланце жесткие пружины работают только в зоне средних и высоких оборотах. В конструкции сохраняются мягкие дуговые пружины, которые сглаживают пульсации крутящего момента на холостом ходу и в зоне низких оборотов.
Последним усовершенствованием, получившим массовое распространение, стало включение в конструкцию маятникового гасителя колебаний. Как и в обычном Dual Mass Flywheel, в конструкции имеется первичная вращающаяся масса (связана с коленвалом) и вторичная (связана с трансмиссией). Но помимо витых дугообразных пружин, со стороны вторичной массы устанавливаются подвижные пластины – грузы центробежного маятника. Его принцип работы заключается в создании противофазных колебаний, которые на низких оборотах должны накладываться на инерционные колебания двигателя. Таким образом, происходит взаимное гашение колебаний и выравнивание скорости вращения коленчатого вала.
В режиме низких оборотов из-за естественных вращательных пульсаций грузы маятника раскачиваются. С повышением оборотов увеличивается центробежная сила, действующая на грузы. Под ее действием амплитуда раскачиваний уменьшается, а грузы замирают в наиболее отдаленной от оси вращения точке. В зависимости от производителя и модели маховика, в конструкцию включат 4-6 плавающих грузов.
Почему не стоит менять DMF на одномассовый?
Главный катализатор массового внедрения двухмассовых маховиков – современное стремление к даунсайзингу (та же мощность при меньшем объеме) и даунспидингу (больше крутящего момента на меньших оборотах двигателя). Справедливо заметить, что в прошлом было достаточно как дизельных ДВС с большим крутящим моментом, так и мощных бензиновых моторов; и все они прекрасно ездили с одномассовыми маховиками. Но те дизели проектировались с огромным запасом прочности, а атмосферные бензиновые ДВС оживали только на высоких оборотах.
Увеличение до 3 тыс. Атм. давления впрыска в системах Common Rail, внедрение непосредственного послойного впрыска на бензиновые моторы, впускные коллекторы переменной длины, турбины с изменяемой геометрией и прочие эффективные разработки повысили мощностные характеристики двигателей. Но возможность с самых низов получить от сгорания ТПВС большое количество энергии привела к колоссальным нагрузкам на КВ и трансмиссию.
Но чтобы двигатель мог потреблять меньше топлива, двигаясь на как можно более низких оборотах, необходимо эффективно гасить неравномерность вращения коленвала. Главная причина появления двухмассового маховика не комфорт водителя, а продление ресурса коленчатого вала и коробки передач в условиях жестких экологических норм.
Внимание! Не рекомендуем менять демпферный маховик на одномассовый, если производитель не регламентирует допустимость такой замены.
Возможные неприятные последствия:
Возможные неисправности и симптомы их проявления
Как правильно проверить?
Чтобы проделанная работа по снятию навесного оборудования и КПП не оказалась напрасной, в первую очередь проверьте систему питания, зажигания, навесное оборудование. Вполне вероятно, что причина неравномерной работы и посторонних шумов именно в них. Если основное подозрение упало на двухмассовый маховик, проверьте следующие характеристики:
Обязательно осмотрите корпус, уплотнительную мембрану и фрикционную поверхность на предмет описанных выше признаков перегрева и критичного износа.
Ремонт или реставрация?
Заводом-изготовителем не предполагается разборка и восстановление демпферных маховиков, поэтому части корпуса соединены заклепками. Соответственно, запчастей и деталей с ремонтными размерами для такого узла в общественном доступе нет. Но ввиду немалой стоимости оригинальных демпферов, услуга по восстановлению становится все популярней. Многие остаются довольны, но и тех, кто спустя пару десятков тысяч пробега повторно сталкивается с симптомами неисправности, также хватает.
Однозначный ответ на вопрос – реставрировать или менять, пока что дать сложно. Перед обращением в профильные мастерские, найдите реальных клиентов, которые после восстановления проехали как минимум 20-30 тыс. км. Если вы склоняетесь к замене, устанавливайте только узлы, которые поставляются производителем на конвейеры. Luk и Sachs – крупнейшие поставщики демпферных маховиков для Skoda, Volkswagen, Ford, BMW и многих других марок.
Внимание! При первых симптомах неисправного маховика его необходимо заменить. Если игнорировать признаки поломки, изношенный маховик быстро убьет сцепление, разобьет шлицы первичного вала и может стать причиной поломки коробки передач.
Что сокращает срок службы маховика?
Езда в натяг на низких оборотах – наиболее вредоносный для демпферного маховика режим работы. На авто с АКПП о балансе между сохранностью узлов и экономией топлива заботится ЭБУ коробки передач. На авто с МКПП вся ответственность лежит на водителе. Поэтому рекомендуем держать низкие обороты только для поддержания постоянной скорости. При обгоне либо подъемах обязательно переключайтесь на пониженную ступень. Из-за обилия крутящего момента, который доступен с самих низких оборотов, на современном авто вы можете даже не почувствовать возросшую нагрузку. Но детали КШМ и DMF при разгоне в натяг переживают сильнейшие нагрузки.
Не прибавят маховику ресурса и резкие старты с места, постоянное бросание педали сцепления и значительная форсировка двигателя. Износ подушек крепления КПП, двигателя, неисправность в системе зажигания или питания, при которой двигатель работает неровно, также значительно уменьшают срок службы демпферного маховика.
Неисправности двухмассового маховика
Каждый автовладелец знает, что для замены маховика должно быть достаточно причин, поскольку нередко неисправности двухмассового маховика путают по признакам с поломкой сцепления, смена которого может исправить ситуацию.
Диагностика двухдисковых маховиков
Полноценная диагностика двухмассового маховика, выполненная тем, кто знает, как понять, что двухдисковый маховик неисправен и различает типичные неисправности двухмассовых маховиков современных автомобилей с дизельными или бензиновыми двигателями.
В частности, на дизельных иномарках чаще ломаются пружины демпферного маховика, что может привести к мгновенной остановке автомобиля и более серьёзным последствиям, поскольку элементы попадают во вращающиеся части и могут разрушить даже корпус двухмассового маховика.
Признаки неисправности двухмассового маховика
Первые признаки неисправности двухмассового маховика проявляются в виде звуков. Это может быть скрип при запуске двигателя и его, соответственно, остановке, а также при запуске мотора такой звук, будто стартер продолжает крутиться, или же скрежет.
Автовладелец самостоятельно может заметить, что на небольших оборотах двигатель будто троит, а при их повышении вибрации пропадают.
Какие бывают дефекты у двухмассового маховика?
К дефектам двухмассового маховика можно отнести утечку смазки, появление царапин на поверхностях или даже трещин.
В таких случаях мастера точно знают, как проверить свободный ход двухмассового маховика, чтобы проверить, сломан ли демпфер, какие люфты могут быть, а также обращают внимание на целый ряд нюансов, чтобы проверить двухмассовый маховик без снятия.
Это позволяет уточнить, действительно ли нужно снимать двухдисковый маховик для более полной диагностики или нет.
Двухмассовый маховик можно проверить:
Стоит также отметить, что предварительная диагностика двухмассового маховика базируется, прежде всего, на описании поведения автомобиля владельцем. Кроме того, если Вы пользуетесь автомобилем именно с таким маховиком, то при замене сцепления в специализированном сервисе, таком как техцентры-партнёры нашего проекта, можете быть уверены, что мастер в обязательном порядке должен будет оценить состояние двухмассового маховика, прежде чем восстанавливать узел.
Как часто следует обращаться в сервис за диагностикой двухмассового маховика?
Нужно ли говорить о том, когда следует обращаться в сервис специально для проведения диагностики двухмассового маховика и напоминать, что проверять его целостность лучше регулярно, поскольку если он развалится, то автомобиль не просто заглохнет и не заведётся, но и получит серьёзные повреждения трансмиссии.
А если Вы заметили металлическое дребезжание при работе двигателя на холостых или же ощущаете сильные вибрации в рычаге КПП, то визит на сервис для диагностики откладывать не следует.
Чем грозит эксплуатация с неисправным маховиком?
И хотя двухмассовый маховик рассчитан на достаточно большой пробег, неправильная эксплуатация авто с таким элементом может значительно сократить его срок службы, для чего нужно будет подобрать и купить новый маховик.
Стоимость диагностики двухмассового маховика зависит от количества проводимых мероприятий, поэтому окончательная цена проверки данного узла согласовывается с автовладельцем индивидуально.
Двухмассовый маховик симптомы поломки DMF
Двухмассовый маховик неисправность
На двухмассовом маховике симптомы поломки нередко путают со сбоями сцепления. Полноценная диагностика маховика помогает окончательно убедиться в том, что элемент неисправен. Однако нельзя игнорировать основные симптомы поломки, которые, несмотря на некую прозрачность, имеют и свою конкретику.
Про 2-массовый маховик немного
В наше время практически 80 процентов всех новых автомашин оснащены 2-массовым видом маховика. Узел данный эксплуатируется большей частью в автомобилях с дизельными установками, однако – не редки они и в бензиновых агрегатах.
2-массовый маховик может обозначаться, как DMF. Инсталлируется в тандеме с КПП, одинарным или двойным сцеплением. Не редкость он и в вариаторных системах.
Как работает двухмассовый маховик
Полезно будет знать, что DMF начали использовать еще с середины 80-х гг. прошлого столетия, однако популярными они стали 10 годами позже. Однако в первое время 2-массовые балансиры практически не выходили из строя.
Впоследствии ситуация изменилась. 2-массовые маховики стали выходить из строя все чаще и чаще. Конструкторам удалось выявить определенную причину этой проблемы. Оказывается, двигатели старых машин имели невысокую мощность, что и становилось причиной долголетия DMF.
С течением времени моторы становились намного производительнее, по всему миру ужесточили допустимые нормы выбросов ЭКО.
Современные 2-массовые маховики выдерживают в таких условиях от силы 150-200 тыс. км пробега. Любая замена механизма трансмиссии вынуждает ремонтника провести работу и с DMF. Это дополнительные финансовые затраты.
При замене сцепления выявляется, что маховик так прохудился, что никакой объективной возможности продержаться такое же время, как новый механизм, нет. В тандеме они работать не могут, вот и приходиться владельцу решаться на установку нового 2-массового маховика.
В денежном эквиваленте замена DMF обходится россиянину в 20-50 тыс. рублей. Окончательная стоимость зависит от конкретной модели авто. Такие денежные затраты происходят в отместку за уют и агрессивную манеру вождения, ведь во многих случаях именно водитель бывает причастен к досрочной сработке элемента.
Симптомы и причины сбоя в работе
Люфт двухмассового маховика
Рассмотрим подробнее симптомы выхода из строя маховика этого типа, признаки неисправности:
Звуки при неисправном маховике всегда отличаются по своему характеру. Как и было написано выше, сбои в DMF являются источником и причиной сильнейших вибраций и дрожаний, ощутимых в салоне машины. Инородние звуки и колебания возникают при заводе ДВС, остановке автомобиля и, конечно же, при переходе коробки с низов на высокие обороты.
Выход из строя DMF обусловлен несколькими причинами: образованием царапин или трещин на поверхности, утечкой смазки или разрушением пружин.
Причиной номер 1 износа 2-массового маховика принято считать большой КМ современных моторов. Сравнительно высокое давление, царящее в топливной системе, вносит свои отрицательные моменты. Помимо этого, современные двигатели собираются из легких сплавов, хуже подавляющих вибрации.
Проверка и замена двухмассового маховика
Специалисты отлично знают, как проверяется 2-массовый маховик, сломана ли у него пружина, есть ли люфт или причина в другом. Мастера учитывают целый ряд мелочей, прежде чем снимать 2-массовый маховик, отлично понимая сложность и временные затраты мероприятия.
Собственно говоря, диагностика маховика осуществляться может в трех известных случаях: при демонтаже элемента, без демонтажа и во время проведения ремонтных работ с другими узлами (конкретно с трансмиссией).
Следует знать, что предварительное тестирование DMF базируется в первую очередь на описании поведения машины.
Состояние 2-массового маховика можно диагностировать путем измерения осевого люфта, путем визуального осмотра или с помощью измерения угла поворота.
Существует также один известный способ проверки:
В ходе этого теста диагностируется поведение машины. Если никакого постороннего шума не появляется, то в большинстве случаев, DMF в полном порядке.
Рекомендованные сроки проверки
Строение двухмассового маховика
Всем автовладельцам, машины которых оснащены DMF, рекомендуется проводить диагностику узла в сервисах периодически. Срок определяется самостоятельно, в зависимости от наличия времени (примерно 1-2 раза в год).
Если в ходе эксплуатации транспортного средства выявляются явно ощутимые дребезжания или сильные вибрации, особенно при функционировании мотора на холостую, визит к мастерам на СТО откладывать нельзя. Перед вами точно неисправный узел, имеющий два диска DMF.
Важно понимать, что эксплуатация автомашины с неисправным DMF грозит полным уничтожением маховика.
Нужен ли DMF машине?
2-массовый узел являет собой конгломерат пружин сокрушительной силы, гасящих крутильные колебания коленвала (ККК) легко и просто. Система полностью заменила архаичные амортизирующие пружины, бывшие в применении ранее (инсталлировались в диск КПП, функционирующего в тандеме с 1-массовым маховиком).
Нужен ли автомобилю 2-массовый маховик
В 1-массовом маховике просто нечему ломаться, не считая зубьев венца. Тем не менее после эскалации мощностных характеристик ДВС и их максимального КМ, с ужесточением норм ЭКО, автопроизводителям пришлось адаптироваться к новым условиям. Старые системы более не справлялись с такой задачей.
Новый 2-массовый маховик призван сглаживать работу сцепления даже в самых незадачливых ситуациях. К примеру, в автомобилях со стандартным маховиком форсирование с низов вызывает сильные дрожания мотора. В таких условиях просто не реально бывает ускориться, пока не переключишься на более низкую передачу. А вот современные DMF такими проблемами страдают редко, хотя мотор и в данном случае входит в «резонанс». Это обеспечивается благодаря мощны пружинам, демпферной системе DMF, поглощающей львиную долю шумовибраций.
Но, как говорится, а не пьян, так хмелен. Новый маховик стал чаще выходить из строя. Однако и это еще не все. Когда нет никаких сомнений в том, что 2-массовый маховик пришел в негодность, надо подготовиться к большим расходам.
Гашение колебаний маховиком
Наладка маховика 1-массового куда более проста и удобна, а вот производители 2-массовых DMF не предусмотрели варианта регенерации. В автомагазины запчасти от 2-массовых маховиков не поставляют, что исключает возможность их разобрать и реставрировать.
Не стоит забывать, что важное значение, от которого зависит срок эксплуатации 2-массового маховика, оказывает манера вождения самого владельца. Как известно, различают несколько стилей езды.
Не стоит относиться к 2-массовому маховику, как к злу. Не надо избавляться от него при первой возможности, ведь умалять достоинства DMF, реально повышающих комфорт при вождении, тоже не стоит.