Двухмассовый маховик¶

Двухмассовый маховик (ДММ, DMF — от англ. dual mass flywheel) — разновидность маховика двигателя внутреннего сгорания, представляющая собой две массивные части, соединённые между собой демпфирующим механизмом (обычно набором пружин). Предназначен для снижения крутильных колебаний и вибраций, передаваемых от коленчатого вала на трансмиссию.

¶Устройство и принцип работы

Классический одномассовый маховик — это цельная металлическая деталь, жёстко закреплённая на фланце коленчатого вала. Она выполняет две функции: запасает кинетическую энергию для сглаживания неравномерности вращения и служит площадкой для крепления корзины сцепления. Однако жёсткая связь с коленчатым валом означает, что все крутильные колебания, возникающие в процессе сгорания топлива (вспышки в цилиндрах происходят дискретно, а не непрерывно), почти без изменений передаются дальше — на первичный вал коробки передач, выжимной подшипник, шестерни и синхронизаторы.

Двухмассовый маховик состоит из двух частей:

• Первичная масса — жёстко крепится к коленчатому валу (как обычный маховик) и имеет зубчатый венец для стартера.
• Вторичная масса — соединена с первичной через демпфирующий узел и служит площадкой для корзины сцепления.

Между массами размещается набор цилиндрических пружин, расположенных по окружности, а также фрикционные кольца и вязкостные демпферы (камеры с силиконовой жидкостью в некоторых конструкциях). Пружины работают в масляной ванне, что снижает износ и обеспечивает плавность демпфирования.

Принцип работы основан на том, что первичная масса воспринимает неравномерный крутящий момент от коленчатого вала, а пружины сглаживают пульсации, передавая на вторичную массу уже выровненный момент. Частотные характеристики подобраны так, чтобы резонансные колебания трансмиссии (так называемый «гул» или «вой» коробки передач на определённых оборотах) выпадали из рабочего диапазона оборотов двигателя.

¶История

Разработкой двухмассовых маховиков активно занимались немецкие инженеры. Первые патенты на подобные конструкции появились в 1980-х годах. Серийное производство наладила компания LuK (Lamellen- und Kupplungsbau), входящая сегодня в состав Schaeffler Group. К началу 2000-х годов ДММ стали массово применяться на автомобилях с дизельными двигателями, где крутильные колебания особенно сильны из-за высокой степени сжатия. Позднее технология распространилась и на бензиновые моторы, особенно при переходе на downsizing (уменьшение объёма при сохранении мощности).

¶Классификация

По типу демпфирования различают:

• Пружинные ДММ — классическая конструкция с набором цилиндрических пружин.
• ДММ с вязкостным демпфером — дополнительно оснащены камерами с силиконовой жидкостью, обеспечивающими более плавное гашение колебаний.
• ДММ с электронным управлением — активная разработка, позволяющая программно изменять характеристики демпфирования в зависимости от режима работы двигателя.

По способу установки:

• С интегрированным демпфером коленчатого вала — заменяют шкив-демпфер на переднем конце коленвала.
• С интегрированным наклонным демпфером — совмещают функции ДММ и демпфера привода навесного оборудования.

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам двухмассовых маховиков относят:

• Существенное снижение шума и вибраций в трансмиссии (до 50 % по некоторым оценкам).
• Увеличение ресурса синхронизаторов и шестерён коробки передач.
• Возможность применения более лёгких конструкций КПП.
• Сглаживание нагрузок при работе двигателя на холостом ходу и при резком изменении нагрузки.

Недостатки:

• Высокая стоимость — замена ДММ на иномарках может стоить от 30 до 100 тысяч рублей и более.
• Ограниченный ресурс — при агрессивной езде с резкими стартами и переключениями передач пружины изнашиваются быстрее.
• Требовательность к технике вождения — не рекомендуется «трогаться» с высоких оборотов, переключать передачи с пробуксовкой сцепления.
• Невозможность частичного ремонта — при выходе из строя меняется вся сборка.

¶Применение

Двухмассовые маховики устанавливаются на большинстве современных легковых автомобилей с дизельными двигателями, а также на ряде бензиновых моделей. Широко применяются в коммерческом транспорте. Производители ДММ: LuK (Schaeffler), Valeo, Sachs (ZF), AISIN.

В России ремонт и замена ДММ выполняются в большинстве авторемонтных мастерских, однако из-за стоимости детали многие владельцы автомобилей предпочитают устанавливать классические одномассовые маховики с дополнительным демпфером — это дешевле, но несколько увеличивает вибрации.

¶Интересные факты

• При работающем двигателе и выжатом сцеплении пружины ДММ продолжают вращаться — это можно заметить по характерному лёгкому шуму.
• Некоторые производители автомобилей (например, Volkswagen) в определённые периоды устанавливали ДММ даже на бензиновые моторы малого объёма, что вызывало волны критики из-за стоимости замены.
• Ресурс ДММ при бережной эксплуатации может достигать 200–300 тысяч километров, при агрессивной — 80–100 тысяч.

Источники: руководства по ремонту LuK, Schaeffler Group, ZF Sachs, статьи журнала «За рулём», материалы сайта automotolab.com.