Вопрос

Для чего нужен маховик и с чем он связан?

Я примерно понимаю как работает двигатель и знаю, что есть коленчатый вал, который может вращать маховик за счёт внутреннего сгорания.



Я только что понял, что совершенно не представляю, как кинетическая (двигательная) энергия коленчатого вала заставляет колёса вращаться, а также как она влияет на скорость вращения колёс в зависимости от действий водителя. Я знаю, что где-то там есть сцепление, коробка передач и «дифференциал», которые позволяют колёсам вращаться с разной скоростью (например, при прохождении поворота).




  • Все эти устройства работают от маховика?


  • Для чего именно нужен маховик и с чем он соединён, кроме коленчатого вала?


  • Как это связано с другими вещами?




Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/24566/what-does-a-flywheel-do-and-what-is-it-connected-to

13 Комментариев

  1. Маховик — это вращающееся механическое устройство, которое используется для накопления энергии вращения. ... - Обеспечивает непрерывную подачу энергии при прерывистом источнике энергии. Например, маховики используются в поршневых двигателях, поскольку источник энергии — крутящий момент двигателя — работает с перебоями.


  1. Это дополнение к ответу Полстера.
    Вот анимация

    введите описание изображения здесь

    Диск серого цвета — это маховик



    В Википедии есть хорошая общая схема —




    Маховик — это вращающееся механическое устройство, которое используется для накопления энергии вращения. ...

    — Обеспечение непрерывной подачи энергии при прерывистом источнике энергии. Например, маховики используются в поршневых двигателях, поскольку источник энергии — крутящий момент двигателя — работает с перебоями.

    — Передача энергии со скоростью, превышающей возможности непрерывного источника энергии. Это достигается за счет накопления энергии в маховике с течением времени и последующего быстрого высвобождения энергии со скоростью, превышающей возможности источника энергии.
    — Управление ориентацией механической системы. В таких случаях угловой момент маховика намеренно передается в виде крутящего момента на прикрепленную механическую систему при передаче энергии на маховик или от него, что приводит к вращению прикрепленной системы в нужном направлении.




    В нашем случае пункт 1 служит для обеспечения плавной работы двигателя за счёт минимизации ускорений/замедлений коленчатого вала между тактами работы цилиндров в нейтральном положении.

    Пункт 2. используется в системах рекуперации механической кинетической энергии



    Последствия высокого ИМ




    1. Снижение скорости отклика двигателя при отключении от трансмиссии. (снижение скорости переключения передач в профессиональных случаях)

    2. Это дополнительная вращающаяся масса, которая ускоряется при подключении к трансмиссии.
      Характеристики маховика зависят от множества факторов, таких как конструкция двигателя, количество цилиндров (чем их больше, тем равномернее распределяется мощность), частота вращения и т. д.

      Это также зависит от сценария использования. Например, в гонках от этого можно практически отказаться, так как автомобиль проводит минимальное количество времени в неподвижном состоянии и в режиме переключения передач.


  1. Маховик выполняет четыре основные функции (в большинстве транспортных средств):




    • Он обеспечивает инерцию вращения, необходимую для поддержания работы двигателя

    • Он специально утяжелён, чтобы обеспечить баланс коленчатого вала

    • Он обеспечивает запуск двигателя (стартерное кольцо)

    • Он обеспечивает соединение для передачи мощности между двигателем и трансмиссией (а также, вместе со сцеплением, позволяет прерывать поток мощности)



    Ещё один такой элемент, похожий на маховик, — это гибкая пластина. Это тонкая пластина, которая соединяет двигатель с гидротрансформатором в автоматических коробках передач. Хотя она обеспечивает запуск, соединение и балансировку маховика, её массы недостаточно для обеспечения инерции вращения. В этом случае за двигатель отвечает гидротрансформатор.


  1. @bob — Да, это помогает. Без этого двигатель слишком быстро замедлялся бы и мог заглохнуть.
  1. Я действительно запутался. Значит, маховик используется для поддержания вращения при переключении передач, верно?
  1. @chilljeet — у меня работает :D
  1. @Paulster2 — ха-ха, да . Мой комментарий был призван показать разницу между тем, что такое маховик, и тем, для каких дополнительных целей он может использоваться.
  1. @chilljeet — говорить, что маховик не соединяет двигатель с трансмиссией, — это всё равно что говорить, что карданный шарнир не соединяет картер коробки передач с трансмиссионным валом. Маховик — это «следующий элемент» в цепи передачи мощности после коленчатого вала. Без него мощность не поступает в трансмиссию. Однако я немного дополню ответ, чтобы прояснить вопрос о передаче мощности.
  1. @BobCross — изменено, за исключением слова «взвешенный» в пункте № 2. Спасибо за предложения, вы, как всегда, попали в точку. Я хотел использовать другой термин, кроме «кинетическая энергия» ... но ничего не приходило в голову :D
  1. фото или этого не произошло
  1. Замените все "веса" на "массу". "Кинетическая энергия" -> "инерция вращения".
  1. @MaxGoodridge Последний пункт не относится к назначению маховика. Он относится к назначению сцепления. Просто имеет смысл объединить эти два элемента в один для инженерной оптимизации
  1. Я до сих пор не совсем понимаю последний пункт. Не могли бы вы объяснить, как двигатель соединяется с коробкой передач и/или сцеплением (схемы всегда полезны)?
Вы уже ответили на этот вопрос