Koło zamachowe to maszyna, która rezerwuje energię obrotową, stawiając opór zmianom prędkości obrotowej. Zmagazynowana energia jest proporcjonalna do kwadratu prędkości obrotowej. Można zmienić zachowaną moc maszyny poprzez zastosowanie momentu obrotowego w celu zwiększenia lub zmniejszenia jej prędkości obrotowej. Maszyna lub pojazd traci pęd za każdym razem, gdy zwalnia lub zatrzymuje się. Koło zamachowe uzupełnia ten utracony pęd poprzez zasilanie z jego zarezerwowanej mocy. W tym krótkim przewodniku, omówimy jak działa koło zamachowe i co robi.
Co to jest koło zamachowe w samochodzie?
Koło zamachowe to ważkie koło, które wymaga dużej siły, aby obracać się wokół własnej osi. Gdy koło jest w ruchu z dużą prędkością, będzie się kręcić, chyba że zatrzymasz je, przykładając dużą siłę. Kiedy się obraca, zachowuje dużą ilość energii kinetycznej, którą później wykorzystuje do zasilania pojazdu lub maszyny w czasie uruchamiania silnika lub zwiększania prędkości.
Co to jest koło zamachowe w samochodzie? Technicznie rzecz biorąc, koło zamachowe (w przypadku ręcznej skrzyni biegów) lub płyta elastyczna (w przypadku automatycznej skrzyni biegów) jest zdefiniowane jako tarcza, która jest przykręcona do wału korbowego z tyłu silnika. Służy ono do wielu celów:
- W samochodzie z manualną skrzynią biegów, daje jedną z powierzchni ciernych dla sprzęgła. Płyta dociskowa sprzęgła jest do niej przykręcona, a tarcza sprzęgła jest umieszczona pomiędzy nimi.
- W samochodach z automatyczną skrzynią biegów, jest ona właściwie znana jako płyta elastyczna, a przemiennik momentu obrotowego skrzyni biegów jest do niej przykręcony.
Na jej zewnętrznej krawędzi znajduje się pierścień zębaty, który rozrusznik obraca, aby uruchomić silnik. Ze względu na dużą tarczę (w stosunku do wału korbowego) pozwala to rozrusznikowi mieć większą siłę nacisku na silnik.
Służy on również do wykonywania niektórych celów pracy silnika. Chociaż masywniejsze koła zamachowe wymagają więcej energii, aby się obracać, po obróceniu się uzyskują większy pęd i pomagają silnikowi pracować płynniej i zmieniać biegi płynniej przy wyższych obrotach.
Jak działa koło zamachowe?
Jak działa koło zamachowe do przechowywania energii? Cóż, można je porównać do mechanizmu działania akumulatora mechanicznego. Podczas gdy bateria przechowuje energię w formie chemicznej, koło zamachowe zachowuje energię w formie ruchu lub energii kinetycznej, aby być precyzyjnym.
Koło zamachowe będzie w stanie przechowywać więcej energii, jeśli obraca się z większą prędkością lub ma większy moment bezwładności, co oznacza, że jest większe. Jednak zawsze działa najlepiej, gdy kręci się szybciej, zamiast zwiększać jego masę. Na przykład, koło wyprodukuje dwa razy więcej energii niż to, które waży o połowę mniej, jeśli oba będą się kręcić z tą samą prędkością. Z drugiej strony, obracanie lżejszego koła dwa razy szybciej spowoduje czterokrotne zwiększenie ilości zmagazynowanej energii.
ZOBACZ WIĘCEJ
- Większe koła w samochodzie: Pros and Cons
- Buying a Used Car in Kenya? Follow These Steps!
Z tego powodu, zawsze lepiej jest używać lżejszych, szybkich kół niż jednostek o dużej masie. Również kompaktowe koła zamachowe mają sens praktyczny w samochodach wyścigowych, ponieważ muszą być tak lekkie, jak to tylko możliwe, aby pracować z dużymi prędkościami.
Jak działa koło zamachowe, gdy stale zwiększasz prędkość? Nie jest to możliwe, ponieważ istnieje punkt, w którym materiał koła nie będzie w stanie poradzić sobie z siłą i roztrzaska się na kawałki.
Jakie są funkcje koła zamachowego?
Przed zagłębieniem się w zasadę działania kół zamachowych do samochodów, ważne jest, aby znać ich funkcje. Jest on stosowany w prawie wszystkich rodzajów pojazdów, w tym samochodów wyścigowych, pociągów i autobusów. W przeszłości, były one używane do dużej średnicy z szprychami i nieporęczne metalowej obręczy. Jednak nowoczesne jednostki są bardziej kompaktowe, ponieważ są wykonane z materiałów kompozytowych lub włókna węglowego. Aby wprawić koło w ruch, trzeba je mocno nacisnąć. Spełnia ono głównie następujące funkcje w większości pojazdów:
Rozruch silnika
Zęby kół zębatych wycięte na obwodzie koła zamachowego wspomagają rozruch silnika. W silniku rozruchowym silnika, małe koło zębate (zwane przekładnią Bendixa) łączy się z kołem zamachowym po przekręceniu kluczyka. Połączenie przekładni Bendix i rozrusznika obraca koło zamachowe, obracając wał korbowy i rozpoczynając cykl sprężania niezbędny do uruchomienia silnika. Po uruchomieniu silnika, przekładnia Bendix wycofuje się, pozwalając na swobodne obracanie się koła zamachowego.
Wygładzanie prędkości obrotowej silnika
Po uruchomieniu silnika, wał korbowy przekształca ruch tłoków w górę i w dół w ruch obrotowy. Ruch ten jest jednak szarpany, ponieważ podczas jednego obrotu silnika moc jest wytwarzana tylko dwukrotnie (w przypadku silnika czterocylindrowego) lub czterokrotnie (w przypadku silnika ośmiocylindrowego). Masa koła zamachowego wykorzystuje bezwładność, aby utrzymać obrót wału korbowego silnika pomiędzy każdym z tych zapłonów tłoków, więc prędkość obrotowa wału korbowego jest utrzymywana na stałym poziomie, a silnik pracuje płynnie.
Wyważanie silnika
Ponieważ tłoki są odsunięte od środka wału korbowego, silnik w konsekwencji drga i chwieje się, ponieważ każdy tłok wystrzeliwuje pod innym kątem. Ciężki ciężar koła zamachowego tłumi ten ruch na boki, pomagając ustabilizować i zrównoważyć silnik na jego mocowaniach i zmniejszyć wibracje w całym pojeździe.
Zmniejszenie naprężeń w układzie napędowym
Stabilizowanie ruchu silnika i wyrównanie jego prędkości obrotowej sprawia, że koło zamachowe ogranicza zużycie innych elementów układu napędowego. Mimo, że wał silnika i wał skrzyni biegów są równoległe do siebie, połączenia między osią a skrzynią biegów nie są; wał napędowy wykorzystuje przeguby uniwersalne, które stale zmieniają kąty podczas obrotu. Koła zamachowe pomagają zredukować zużycie takich przegubów.
Manipulacja ciężarem
Waga koła zamachowego jest jedną z regulacji, którą niestandardowi konstruktorzy silników wykorzystują do dostosowania ich osiągów do konkretnych celów.
- Większe koła zamachowe pozwalają silnikom pracować pod obciążeniem, które może powodować zakleszczanie się silnika; dlatego samochody stale ciągnące ciężkie przyczepy powinny korzystać z większego koła zamachowego.
- Silniki, które działają przy wysokich prędkościach-jak silniki samochodów wyścigowych-korzystają z lżejszego koła zamachowego dla lepszego przyspieszenia przy prędkości; co może uczynić go trudniejszym do utrzymania silnika na biegu jałowym gładko i trudniej przyspieszyć od martwego zatrzymania. Z tego powodu kierowcy potrzebują, aby ich ekipy w pit stopie popychały ich, aby pomóc w uruchomieniu ich samochodów.
Top 5 Bad Flywheel Symptoms
Burning Smell
Ten zapach jest generowany, gdy sprzęgło jest używane nieprawidłowo, czy to z powodu złego koła zamachowego, czy niedoświadczonego kierowcy. Okładziny sprzęgła są wykonane z materiałów mających na celu zmniejszenie hałasu wytwarzanego przez sprzęgło podczas pracy. Okładziny sprzęgła wytwarzają dużo ciepła z powodu tarcia spowodowanego niewłaściwym użytkowaniem, co w zasadzie powoduje, że powierzchnia staje się szklista od ciepła. Konsekwencją tego jest silny, ostry zapach, który może stać się bardzo wyczuwalny.
Szarpanie sprzęgła
Sprzęgło zamiast płynnie załączać się, „przeskakuje” po kole zamachowym. Sprzęgło wielokrotnie łapie i puszcza, co jest odczuwalne jako zacinanie się lub wibracje po zwolnieniu sprzęgła. Może się to zdarzyć na każdym biegu, ale najbardziej popularne jest to podczas ruszania z miejsca. Podczas gdy wypaczone koło zamachowe jest czasami przyczyną, drgania sprzęgła mogą być trudne do zdiagnozowania, ponieważ tarcza dociskowa, tarcza sprzęgła lub łożysko zwalniające są często winne, niezależnie od tego, czy części są zużyte, uszkodzone, wypaczone, czy zanieczyszczone olejem z powodu wycieku z silnika lub skrzyni biegów.
Poślizg sprzęgła
Często, gdy próbujesz zmieniać biegi podczas jazdy, biegi mogą się ślizgać. Dzieje się tak zazwyczaj, gdy można stwierdzić, że moc nie jest przenoszona na koła. Jest to często bezpośredni wynik zużytego sprzęgła. Ślizgające się sprzęgło spowoduje w końcu zużycie koła zamachowego. Możesz zacząć słyszeć odgłosy szlifowania tarczy dociskowej, a w końcu koło zamachowe i inne części w zespole sprzęgła będą się przegrzewać, co spowoduje ich wypaczenie lub nawet pęknięcie.
Przeciąganie sprzęgła
Jest to zjawisko przeciwne do poślizgu sprzęgła. Zamiast rozłączania sprzęgła, sprzęgło po prostu nie będzie całkowicie zwolnione. Doświadczysz różnych poziomów tarcia przy zmianie biegów, a nawet całkowitego braku możliwości wrzucenia pierwszego biegu przy ruszaniu z miejsca.
Przeciąganie sprzęgła nie jest awarią samego koła zamachowego. Jest to łożysko lub tuleja w kole zamachowym lub zespole wału korbowego.
Wibracje pedału sprzęgła
W tym samym czasie mogą występować wibracje pochodzące z pedału sprzęgła lub podłogi pojazdu za każdym razem, gdy używasz sprzęgła. Wibracje te wskazują, że sprężyny mocujące koło zamachowe uległy uszkodzeniu. Jak być może wiesz, mechanizm sprężynowy normalnie redukuje wibracje, które są generowane przez używane sprzęgło.