¿Por qué el motor necesita un volante? ¿Qué hace? ¿Qué pasa con el volante bimasa?
Déjame hacerte una pregunta, ¿por qué los motores de los coches pueden funcionar de forma suave y continua? Creo que todos dirán con seguridad que el motor está bien afinado, que el cigüeñal está equilibrado dinámicamente, que el sistema de combustible y el sistema de encendido funcionan correctamente, que el trabajo de los motores multicilíndricos se superpone, etc. Pero mucha gente ignora un factor muy importante, que es el papel del volante del motor.
Puede que mucha gente no sepa qué es un volante de motor y dónde se encuentra. Si te dijera que está montado en el extremo del cigüeñal, quizás no te resulte fácil de entender. Pero déjame decirte una cosa, debes saber dónde está el volante. Cuando nuestro automóvil arranca, necesita un motor de arranque para hacer funcionar el motor antes de que pueda arrancar. Lo que este motor de arranque impulsa directamente es el volante. Siempre que encuentres el motor de arranque, habrás encontrado el volante. Cuando se arranca el automóvil, se enciende el motor de arranque y el engranaje impulsor engrana con la corona dentada del volante. Luego, el motor de arranque gira, lo que hace girar el volante, y el volante hace girar el cigüeñal y el motor comienza a funcionar. . Por lo tanto, el volante es uno de los componentes del motor. Está ensamblado con el cigüeñal y es el componente de producción de potencia del motor.
La estructura del volante es muy sencilla. Se trata de un disco de fundición con un gran momento de inercia. Para aumentar el momento de inercia bajo la misma masa, el borde del volante generalmente se hace más grueso. Por lo general, hay una corona dentada en el borde del volante, que engrana con el engranaje de arranque para hacer girar el cigüeñal cuando se arranca el motor. Hay varios orificios para tornillos en el centro del volante, que están integrados con los pernos pasantes del cigüeñal. Un lado del volante es una superficie plana que hace contacto con el disco del embrague y el otro lado tiene una forma especial que está conectada al cigüeñal.
¿Cuál es entonces la función del volante? Como se mencionó anteriormente, el volante es necesario cuando se arranca el motor, pero el arranque es solo una de las funciones del volante. Hoy en día, algunos motores equipados con sistemas híbridos suaves de 48 V accionan directamente el extremo delantero del cigüeñal al arrancar y no es necesario accionar el volante. De hecho, el volante tiene una función más importante, que es mejorar la uniformidad del funcionamiento del motor y mejorar la capacidad del motor para superar sobrecargas a corto plazo almacenando y liberando energía. Al mismo tiempo, el volante es también el componente de producción de potencia. del motor, a través del cual se transmite la potencia al embrague o convertidor de par. Además, hay una marca de punto muerto superior grabada en el volante, que se utiliza para calibrar el tiempo de encendido o de inyección y ajustar la holgura de las válvulas.
Entonces, ¿por qué el motor tiene volante? Esto comienza con el principio de funcionamiento del motor. Hoy en día, los motores de cuatro tiempos con pistones alternativos se utilizan comúnmente en los automóviles. Este motor genera potencia una vez cada cuatro carreras del pistón. Sin embargo, en todo el ciclo de trabajo, solo la carrera de potencia genera potencia, y las otras carreras de admisión, compresión y escape. consume energía. Si no hay volante, toda la potencia generada por la carrera de potencia del motor se envía al mundo exterior. No habrá exceso de potencia para superar el trabajo consumido por las carreras de admisión, compresión y escape, y el motor no podrá hacerlo. seguir corriendo. Incluso si un motor multicilíndrico realiza trabajos a intervalos, el funcionamiento del cigüeñal será extremadamente desigual, con la velocidad aumentando y disminuyendo. Si hay una ligera resistencia, el motor se detendrá y será difícil seguir funcionando.
El volante es una pieza en forma de disco con un gran momento de inercia, que actúa como un almacenamiento de energía. Además de salir al exterior, parte de la energía emitida por el motor durante la carrera de potencia es absorbida por el volante y luego liberada durante las carreras de admisión, compresión y escape para compensar el trabajo consumido en estos tres tiempos, permitiendo cigüeñal para superar la resistencia, siga funcionando. De esta forma, el motor puede seguir funcionando sin calarse por consumo de energía en los otros tres tiempos. Otro punto es que cuando el pistón está en el punto muerto superior o en el punto muerto inferior, la biela está completamente perpendicular al cigüeñal. En este momento, la potencia de la biela no se puede transmitir al cigüeñal, lo que significa que está "atascada". ". El enorme momento de inercia del volante puede ayudar al pistón a cruzar suavemente los puntos muertos superior e inferior, volver a formar el ángulo entre la biela y el cigüeñal, continuar transmitiendo potencia y evitar que el motor "se atasque".
Además, dado que el motor de cuatro tiempos realiza trabajo a intervalos, el cigüeñal estará sujeto a cambios periódicos de par. El cigüeñal también funcionará más rápido y más lento, y la velocidad será mayor y menor. Cuanto menos cilindros tenga un coche, cuanto más evidente sea este fenómeno, más difícil será conducir el coche. Dado que el volante tiene un gran momento de inercia, puede absorber parte de la energía cuando el cigüeñal acelera para dificultar el aumento de su velocidad. También puede liberar energía cuando el cigüeñal desacelera para aumentar la potencia del cigüeñal y dificultar su desaceleración. , mejorando así la eficiencia del funcionamiento del cigüeñal.
Incluso si el motor encuentra una condición de sobrecarga temporal, el volante puede liberar potencia para evitar que el motor se cale y mejorar la capacidad del motor para superar la sobrecarga temporal.
Por lo tanto, un volante es necesario para un motor, pero los tamaños y formas de los volantes son diferentes para los diferentes tipos de motores. En términos generales, cuanto menor sea el número de cilindros del motor, mayor será el tamaño y la masa del volante. Cuanto mayor sea el número de cilindros del motor, menor será el tamaño y la masa del volante. Además, el tipo de caja de cambios también afectará el tamaño y la calidad del volante. Por ejemplo, en los modelos de transmisión manual, dado que el volante debe combinarse y frotarse con el disco del embrague, el tamaño y la masa del volante son mayores. y también debe tener la capacidad de superar la degradación térmica; mientras que en los modelos automáticos el tamaño y masa del volante son mayores. Debido a la presencia de un convertidor de par hidráulico, en los modelos de alta velocidad puede absorber las vibraciones del motor. y equilibra en gran medida la velocidad de rotación del cigüeñal, por lo que el tamaño y la masa del volante son menores. Algunos modelos incluso utilizan volantes flexibles muy pequeños.
Entonces, ¿el peso del volante está relacionado con la potencia del motor? El peso del volante no aumentará ni disminuirá la potencia de salida del motor, pero puede cambiar las características de potencia de salida del motor. Si la masa del volante es demasiado grande, la velocidad del motor será más lenta, pero la capacidad de superar la sobrecarga será mayor, y el efecto de viscosidad dinámica será más fuerte si la masa del volante es más pequeña, la velocidad del motor será más rápida, pero la velocidad del motor será más rápida. La capacidad de sobrecarga será ligeramente peor y el automóvil reducirá la velocidad. De hecho, la calidad y el tamaño de los volantes de todos los motores se obtienen después de una consideración exhaustiva de varios factores, cálculos precisos y pruebas estrictas de equilibrio dinámico. El rendimiento general es muy equilibrado.
El volante tradicional es una parte integral que puede ayudar a que el motor funcione sin problemas, pero no tiene una función de reducción de vibraciones. La vibración del motor se transmitirá directamente al sistema de transmisión y la vibración del motor. el sistema de transmisión también será realimentado al motor, lo que afecta el buen funcionamiento del motor y del sistema de transmisión. Por lo tanto, los ingenieros automotrices inventaron el volante bimasa. El llamado volante bimasa se refiere a dividir el volante original en dos partes. Una parte se retiene en un lado del motor original y desempeña el papel del volante original, que se utiliza para arrancar y transmitir el par de rotación del motor; la otra parte se coloca en el lado de transmisión del tren de transmisión y se utiliza para aumentar el momento de inercia de la transmisión. Hay una cámara de aceite anular entre las dos partes del volante y un amortiguador de resorte está instalado en la cavidad. El amortiguador de resorte conecta las dos partes del volante en un todo.
La mayor ventaja del volante bimasa es que puede reducir eficazmente la vibración torsional del sistema de transmisión causada por el desequilibrio de la rotación del motor. En la estructura de embrague tradicional, hay un amortiguador de vibraciones de torsión en el disco del embrague para reducir la vibración de torsión cuando se combina el embrague y los cambios de velocidad, pero no puede equilibrar perfectamente las vibraciones del motor y la caja de cambios. El volante bimasa se divide en dos partes, una para reducir el impacto del embrague cuando se acopla o desacopla y la otra para reducir la vibración del motor. Además, el propio volante bimasa tiene una función de amortiguación de vibraciones, por lo que el disco de embrague combinado con él no necesita estar equipado con un amortiguador de torsión, lo que reduce la masa y el tamaño del disco de embrague.
Por ello, cada vez se utilizan más volantes bimasa. En las cajas de cambios tradicionales de doble embrague se utilizan generalmente volantes bimasa en lugar de convertidores de par hidráulicos; en algunas cajas de cambios manuales se utilizan volantes bimasa; generalmente utilizado en lugar de convertidores de par hidráulicos, el volante de inercia de doble masa puede reducir el amortiguador de torsión en el disco del embrague, reducir la inercia rotacional del disco del embrague, hacer que la caja de cambios cambie más suavemente y también reducir la carga sobre el sincronizador. Hay muchos vehículos diésel en Europa, debido a la gran vibración del motor diésel, el uso del volante bimasa puede reducir eficazmente la vibración del motor.
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.