どのピストン内燃エンジンでも、クランク機構とその他の関連システムの大部分を占めるフライホイールが使用されています。この記事では、フライホイール、その既存のタイプ、設計、動作原理、およびこれらの部品の選択、修理、交換について詳しく説明します。
エンジンにおけるフライホイールの役割と位置
フライホイール (フライホイール) - クランク機構 (KShM)、クラッチおよびピストンの内燃エンジン発射システムのアセンブリ。クランクシャフトのシャンクには、リングギアを備えた質量の大きな金属ディスクが配置されており、運動エネルギーの蓄積とその後の復帰により、モーターの安定した動作が保証されます。
ピストン内燃エンジンの動作は不均一です。各シリンダーでは、シャフトの 2 回転で 4 つのストロークが行われ、各ストロークでのピストンの速度が異なります。クランクシャフトの不均一な回転を排除するために、異なるシリンダーの同じストロークが時間的に間隔をあけられ、追加のユニットがKShMに導入されます。KShMは、クランクシャフトの後部に固定された巨大な金属ホイールの形で作られたフライホイールです。
フライホイールは、いくつかの重要なタスクを解決します。
● クランクシャフトの角速度の均一性を確保します。
● 死点からのピストンの確実な取り外し。
● クランクシャフトからクラッチ機構、そしてギアボックスへのトルクの伝達。
●パワーユニット始動時のスターターギヤからクランクシャフトへのトルク伝達。
● いくつかの種類の部品は、ねじれ振動や振動の減衰、KShM と車両のトランスミッションのデカップリングです。
この部品は、そのかなりの質量により、作業ストローク中に得られた運動エネルギーを蓄積し、残りの 3 つのストロークでクランクシャフトに与えます。これにより、クランクシャフトの角速度の位置合わせと安定性、およびピストンの引き抜きの両方が保証されます。 TDC および TDC から (発生する慣性力による)。また、エンジンが車のトランスミッションと通信し、エンジン始動時に電動スターターのギアからクランクシャフトにトルクが伝達されるのもフライホイールを介してです。フライホイールは車両の正常な動作に不可欠であるため、故障した場合はできるだけ早く修理または完全な交換を行う必要があります。ただし、修理作業を開始する前に、最新の内燃エンジンのフライホイールの既存のタイプ、設計、および機能を理解する必要があります。
フライホイール アセンブリとエンジン クランクシャフト
フライホイールの種類と構造
最新のモーターでは、さまざまな設計のフライホイールが使用されていますが、これらの部品のうち最も普及しているのは次の 3 種類です。
● しっかりとした作り。
●軽量。
●ダンパー（またはデュアルマス）。
最も単純な装置には固体フライホイールがあり、小型車から最も強力な産業用エンジン、ディーゼルエンジン、船舶用エンジンに至るまで、ほとんどのピストン内燃エンジンで使用されています。設計の基礎は、直径30〜40cm以上の鋳鉄または鋼製ディスクであり、その中央にはクランクシャフトシャンクに取り付けるためのシートがあり、クラウンが周囲にプレスされています。クランクシャフトのシートは通常、延長部（ハブ）の形で作られ、その中心には大径の穴があり、周囲には4〜12個以上のボルト用の穴があり、フライホイールがそこを通って取り付けられます。シャフトシャンクのフランジに固定されています。フライホイールの外周面にはクラッチを取り付ける箇所があり、クラッチドリブンディスクの環状接触パッドが形成されている。フライホイールの外周にはスチール製のリングギヤが圧入されており、始動時にはこのリングギヤを介してスタータギヤからクランクシャフトにトルクが伝達されます。
通常、製造時には、エンジン動作中の振れを防ぐためにフライホイールのバランスがとられます。フライホイールの各所のバランスをとる場合、余分な金属を取り除き（穴あけ）、一定の位置にバランスをとるために、クラッチやその他の部品（付属している場合）を取り付けます。将来的には、フライホイールとクラッチの方向を変更しないでください。変更しないと、クランクシャフトとエンジン全体にとって危険なアンバランスが発生します。
軽量フライホイールも同様の設計ですが、重量を軽減するためにさまざまな形状やサイズのウィンドウが作られています。フライホイールの軽量化のための金属の採取は、通常、エンジンのチューニングやブーストを目的として行われます。このようなフライホイールを取り付けると、過渡モードでのパワーユニットの安定性が多少低下しますが、最高速度の素早い設定が提供され、一般に出力特性にプラスの効果があります。ただし、軽量フライホイールの取り付けは、エンジンのチューニング/ブーストに関する他の作業の実行と並行してのみ実行できます。
デュアルマス フライホイールは、より複雑な設計になっており、ねじり振動ダンパーと、設計と動作原理が異なるダンパーが含まれています。最も単純なケースでは、このユニットは 2 つのディスク (スレーブとマスター) で構成され、その間にねじり振動ダンパー、つまり 1 つ以上の円弧 (リング状に巻かれた、または円弧で湾曲した) ねじりスプリングが配置されています。より複雑な設計では、ディスク間には遊星伝動装置として機能する多数のギアがあり、スプリングの数は 12 以上に達する場合があります。従来のものと同様に、デュアルマスフライホイールがクランクシャフトシャンクに取り付けられ、クラッチを保持します。
軽量フライホイールft
デュアルマスフライホイール設計
ダンパーフライホイールは非常に簡単に動作します。ドライブディスクはクランクシャフトフランジに直接接続されており、そこからトルクを受けるだけでなく、過渡状態で発生するすべての振動、振動、衝撃を受けます。ドライブディスクからスレーブへのトルクはスプリングを介して伝達されますが、その弾性により、振動、衝撃、振動のかなりの部分を吸収します、つまりダンパーの機能を実行します。この分離の結果、被駆動ディスク、およびそれに接続されているクラッチとトランスミッションは、振動や振動を発生させることなく、より均一に回転します。
現在、デュアルマス フライホイールは、その複雑な設計と比較的高コストにもかかわらず、乗用車やトラックのエンジンに搭載されることが増えています。これらの部品の人気が高まっているのは、作業品質の向上とパワーユニットからの悪影響からトランスミッションを保護するためです。しかし、頑丈な構造のフライホイールは、その価格、信頼性、シンプルさにより、低価格車、ほとんどのトラクター、トラック、その他の機器で非常に広く使用されています。
フライホイールの選択、交換、メンテナンスの問題
エンジンの動作中、フライホイールは大きな機械的負荷を受けるため、時間の経過とともに亀裂、クラッチ駆動ディスクとの接触面の摩耗、クラウン歯の摩耗と破損、変形など、あらゆる種類の故障が発生します。さらには完全な破壊に至る可能性もあります (鋳鉄部品はこれにさらされます)。フライホイールの不具合は、エンジン運転中の振動や騒音の増大、クラッチの劣化、スターターによるエンジンの始動不能（リングギヤの磨耗）などの症状として現れます。
ソリッド構造のフライホイールでは、ディスク自体の亀裂や故障だけでなく、リングギアも問題の原因となることがほとんどです。フライホイールの正常な状態では、リューズを交換できます。交換には、以前に立っていた同じタイプおよびモデルの部品を使用する必要があります。必要に応じて、異なる歯数のクラウンを使用することもできますが、そのような交換が常に可能であるとは限りません。クラウンの厳密な分解は、通常、ノミやその他の工具をハンマーで叩いて機械的に行われます。新しいクラウンの取り付けは加熱して行われます。熱膨張により、部品は簡単に所定の位置に落ち、冷却後はフライホイールにしっかりと固定されます。
ダンパー フライホイールでは、アーク スプリングの破損または完全な破壊、ベアリングの摩耗、ディスクの摩擦部分の摩耗など、より複雑な故障が頻繁に発生します。ほとんどの場合、デュアルマス フライホイールは修理できず、アセンブリで交換されます。 。場合によってはクラウンやベアリングの交換も可能ですが、専門業者に依頼した方が良いでしょう。ダンパー フライホイールの診断は、エンジンと取り外した部品の両方で実行されます。まず、駆動フライホイールのたわみ角度とバックラッシュを確認します。角度が大きすぎる場合、または逆にフライホイールが詰まっている場合は、部品を交換する必要があります。
すべての診断作業とフライホイールの交換は、車両の修理とメンテナンスの指示に従って実行する必要があります。部品にアクセスするには、ほとんどの場合、ギアボックスとクラッチを分解する必要があり、追加の時間と労力がかかります。新しいフライホイールを取り付けるときは、クラッチの方向を観察するだけでなく、特定の種類の留め具と、必要に応じて種類の潤滑剤を使用する必要があります。フライホイールが正しく選択され、交換されていれば、エンジンとトランスミッションは確実に動作し、自信を持ってその機能を実行できます。
投稿日時: 2023 年 7 月 13 日