In jedem Kolben-Verbrennungsmotor befindet sich ein massiver Teil des Kurbelmechanismus und anderer damit verbundener Systeme – das Schwungrad.Lesen Sie in diesem Artikel alles über Schwungräder, ihre existierenden Typen, Aufbau und Funktionsweise sowie die Auswahl, Reparatur und den Austausch dieser Teile.
Die Rolle und Position des Schwungrads im Motor
Schwungrad (Schwungrad) - Montage des Kurbelmechanismus (KShM), der Kupplung und des Kolbens des Startsystems des Verbrennungsmotors;Auf dem Schaft der Kurbelwelle befindet sich eine Metallscheibe mit großer Masse und einem Zahnkranz, die durch die Speicherung und anschließende Rückführung der kinetischen Energie den stabilen Betrieb des Motors gewährleistet.
Der Betrieb von Kolben-Verbrennungsmotoren ist ungleichmäßig – in jedem seiner Zylinder werden bei zwei Umdrehungen der Welle vier Hübe ausgeführt, und bei jedem Hub ist die Geschwindigkeit des Kolbens unterschiedlich.Um die ungleichmäßige Drehung der Kurbelwelle zu beseitigen, werden die gleichen Hübe in verschiedenen Zylindern zeitlich beabstandet und eine zusätzliche Einheit in das KShM eingeführt – ein Schwungrad in Form eines massiven Metallrads, das an der Rückseite der Kurbelwelle befestigt ist.
Das Schwungrad löst mehrere Schlüsselaufgaben:
● Sicherstellung der Gleichmäßigkeit der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle;
● Sicherstellen, dass die Kolben aus toten Punkten entfernt werden;
● Übertragung des Drehmoments von der Kurbelwelle auf den Kupplungsmechanismus und dann auf das Getriebe;
● Übertragung des Drehmoments vom Starterzahnrad auf die Kurbelwelle beim Starten des Aggregats;
● Einige Arten von Teilen sind die Dämpfung von Drehschwingungen und Vibrationen, die Entkopplung des KShM und das Getriebe des Fahrzeugs.
Aufgrund seiner beträchtlichen Masse speichert dieser Teil die während des Arbeitshubs gewonnene kinetische Energie und gibt sie in den verbleibenden drei Hüben an die Kurbelwelle ab – dies gewährleistet sowohl die Ausrichtung und Stabilität der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle als auch den Rückzug der Kolben von TDC und TDC (aufgrund der auftretenden Trägheitskräfte).Außerdem kommuniziert der Motor über das Schwungrad mit dem Getriebe des Fahrzeugs und überträgt beim Starten des Motors das Drehmoment vom Zahnrad des Elektrostarters auf die Kurbelwelle.Das Schwungrad ist für den normalen Betrieb des Fahrzeugs von entscheidender Bedeutung. Bei einer Fehlfunktion ist daher so schnell wie möglich eine Reparatur oder ein vollständiger Austausch erforderlich.Bevor Sie jedoch mit den Reparaturarbeiten beginnen, sollten Sie sich mit den vorhandenen Typen, Designs und Merkmalen der Schwungräder moderner Verbrennungsmotoren vertraut machen.
Schwungradbaugruppe mit Motorkurbelwelle
Arten und Aufbau von Schwungrädern
Bei modernen Motoren werden Schwungräder unterschiedlicher Bauart verwendet, am weitesten verbreitet sind jedoch drei Arten dieser Teile:
● Solide;
● Leicht;
● Dämpfer (oder Zweimassendämpfer).
Das einfachste Gerät verfügt über massive Schwungräder, die bei den meisten Kolben-Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen – vom Kleinwagen bis zum leistungsstärksten Industrie-, Diesel- und Schiffsmotor.Grundlage der Konstruktion ist eine Gusseisen- oder Stahlscheibe mit einem Durchmesser von 30-40 cm oder mehr, in deren Mitte sich ein Sitz zur Montage am Kurbelwellenschaft befindet und am Umfang eine Krone eingepresst ist.Der Sitz für die Kurbelwelle besteht normalerweise aus einer Verlängerung (Nabe), in deren Mitte sich ein Loch mit großem Durchmesser befindet und um den Umfang herum 4–12 oder mehr Löcher für Schrauben, durch die das Schwungrad geführt wird wird am Flansch des Wellenschaftes befestigt.Auf der Außenfläche des Schwungrads befindet sich ein Platz zum Einbau der Kupplung und eine ringförmige Kontaktfläche für die Kupplungsabtriebsscheibe.Am Umfang des Schwungrads ist ein Zahnkranz aus Stahl eingepresst, über den beim Anlassen das Drehmoment vom Anlasserzahnrad auf die Kurbelwelle übertragen wird.
Normalerweise wird das Schwungrad bei der Herstellung ausgewuchtet, um Unrundheiten während des Motorbetriebs zu verhindern.Beim Auswuchten an verschiedenen Stellen des Schwungrads wird überschüssiges Metall entfernt (Bohren) und zum Auswuchten in einer bestimmten Position werden die Kupplung und andere Teile (sofern vorhanden) eingebaut.Die Ausrichtung von Schwungrad und Kupplung sollte sich in Zukunft nicht ändern, da sonst eine für die Kurbelwelle und den gesamten Motor gefährliche Unwucht entsteht.
Leichte Schwungräder haben ein ähnliches Design, jedoch sind in ihnen Fenster in verschiedenen Formen und Größen angebracht, um das Gewicht zu reduzieren.Die Bemusterung des Metalls des Schwungrads zur Gewichtsreduzierung erfolgt üblicherweise zum Zwecke der Abstimmung und Leistungssteigerung des Motors.Der Einbau eines solchen Schwungrads verringert die Stabilität des Aggregats im Übergangsbetrieb etwas, sorgt aber für eine schnelle Einstellung der Höchstgeschwindigkeiten und wirkt sich im Allgemeinen positiv auf die Leistungscharakteristik aus.Der Einbau eines Leichtbauschwungrades kann jedoch nur parallel zur Durchführung anderer Arbeiten zur Abstimmung/Boostung des Motors erfolgen.
Zweimassenschwungräder sind wesentlich komplexer aufgebaut – sie umfassen Torsionsschwingungsdämpfer und Dämpfer, die sich in Aufbau und Funktionsprinzip unterscheiden.Im einfachsten Fall besteht diese Einheit aus zwei Scheiben (Slave und Master), zwischen denen sich ein Torsionsschwingungsdämpfer befindet – eine oder mehrere bogenförmig (zu einem Ring gerollt oder durch einen Bogen gebogen) gedrehte Federn.Bei komplexeren Konstruktionen befinden sich zwischen den Scheiben mehrere Zahnräder, die als Planetengetriebe fungieren, und die Anzahl der Federn kann ein Dutzend oder mehr erreichen.Das Zweimassenschwungrad ist wie das herkömmliche auf dem Kurbelwellenschaft montiert und nimmt die Kupplung auf.
Leichtes Schwungradft
Zweimassenschwungrad-Design
Das Dämpferschwungrad funktioniert ganz einfach.Die Antriebsscheibe ist direkt mit dem Kurbelwellenflansch verbunden und nimmt von diesem Drehmoment sowie alle Vibrationen, Vibrationen und Stöße auf, die bei Übergangsbedingungen auftreten.Das Drehmoment von der Antriebsscheibe auf den Nehmer wird über Federn übertragen, die jedoch aufgrund ihrer Elastizität einen erheblichen Teil der Vibrationen, Stöße und Vibrationen absorbieren, also die Funktion eines Dämpfers erfüllen.Durch diese Entkopplung rotieren die angetriebene Scheibe sowie die damit verbundene Kupplung und das Getriebe gleichmäßiger, ohne Vibrationen und Vibrationen.
Derzeit werden Zweimassenschwungräder trotz ihrer komplexen Konstruktion und relativ hohen Kosten zunehmend in Motoren von Pkw und Lkw eingebaut.Die wachsende Beliebtheit dieser Teile ist auf ihre bessere Arbeitsqualität und den Schutz des Getriebes vor negativen Einflüssen des Aggregats zurückzuführen.Allerdings werden Schwungräder in solider Bauweise aufgrund ihres Preises, ihrer Zuverlässigkeit und Einfachheit sehr häufig in preisgünstigen Autos, den meisten Traktoren, Lastkraftwagen und anderen Geräten verwendet.
Probleme bei der Auswahl, dem Austausch und der Wartung des Schwungrads
Während des Betriebs des Motors ist das Schwungrad erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt, sodass im Laufe der Zeit alle möglichen Fehlfunktionen darin auftreten - Risse, Verschleiß der Kontaktfläche mit der Kupplungsscheibe, Verschleiß und Bruch der Kronenzähne, Verformungen bis hin zur völligen Zerstörung (Gussteile sind davon betroffen).Fehlfunktionen des Schwungrads äußern sich in einer Zunahme der Vibrationen und Geräusche während des Motorbetriebs, einer Verschlechterung der Kupplung, einer Verschlechterung oder Unfähigkeit, den Motor mit einem Anlasser zu starten (aufgrund von Verschleiß des Zahnkranzes) usw.
Bei Schwungrädern mit massiver Struktur ist die Ursache des Problems meist der Zahnkranz sowie Risse und Ausfälle der Scheibe selbst.Im Normalzustand des Schwungrads kann die Krone ausgetauscht werden, zum Austausch sollte ein Teil des gleichen Typs und Modells verwendet werden, das zuvor vorhanden war.Bei Bedarf können Sie eine Krone mit einer anderen Zähnezahl verwenden, ein solcher Ersatz ist jedoch nicht immer möglich.Die eigentliche Demontage der Krone erfolgt in der Regel mechanisch – durch Hammerschläge durch einen Meißel oder ein anderes Werkzeug.Der Einbau einer neuen Krone erfolgt durch Erhitzen – durch die Wärmeausdehnung passt sich das Teil leicht an seinen Platz und wird nach dem Abkühlen sicher am Schwungrad befestigt.
Bei Dämpferschwungrädern treten häufig komplexere Störungen auf – Bruch oder vollständige Zerstörung der Bogenfedern, Verschleiß der Lager, Verschleiß der reibenden Teile der Scheiben usw. In den meisten Fällen kann das Zweimassenschwungrad nicht repariert werden, sondern wird in der Baugruppe ausgetauscht .In manchen Situationen ist es möglich, die Krone und die Lager auszutauschen, es ist jedoch besser, diese Arbeiten einem Fachmann anzuvertrauen.Die Diagnose des Dämpferschwungrads erfolgt sowohl am Motor als auch am ausgebauten Teil.Zunächst wird der Auslenkungswinkel des angetriebenen Schwungrads und das Spiel überprüft. Ist der Winkel zu groß oder ist im Gegenteil das Schwungrad blockiert, muss das Teil ausgetauscht werden.
Alle Diagnosearbeiten und der Austausch des Schwungrads müssen gemäß den Anweisungen zur Reparatur und Wartung des Fahrzeugs durchgeführt werden.Um an das Teil zu gelangen, ist in den meisten Fällen eine Demontage von Getriebe und Kupplung erforderlich, was mit zusätzlichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden ist.Beim Einbau eines neuen Schwungrads ist auf die Ausrichtung der Kupplung zu achten sowie auf die Verwendung bestimmter Befestigungsarten und ggf. Schmiermittel zu achten.Wenn das Schwungrad richtig ausgewählt und ausgetauscht wird, arbeiten Motor und Getriebe zuverlässig und erfüllen ihre Funktionen souverän.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. Juli 2023