Setrvačník je mechanické zařízení, které využívá zachování momentu hybnosti k uložení rotační energie; forma kinetické energie, která je úměrná součinu jejího momentu setrvačnosti a druhé mocniny její rotační rychlosti.
Setrvačník je těžké kolo připojené k otočnému hřídeli, které zajišťuje hladký přenos výkonu z motoru na stroj. U automobilových motorů setrvačník slouží k vyhlazení pulsů energie vytvářených spalováním ve válcích a poskytuje energii pro kompresní zdvih pístů.
Setrvačnost setrvačníku působí proti a mírné kolísání otáček motoru a ukládá přebytečnou energii pro občasné použití. Aby bylo možné účinně čelit kolísání rychlosti, má setrvačník velkou rotační setrvačnost; tj. většina jeho hmotnosti je daleko od osy.
Kolo s těžkým ráfkem spojeným s centrálním nábojem paprsky nebo stojinou má velkou rotační setrvačnost. Tímto způsobem je vyrobeno mnoho setrvačníků používaných u pístových motorů k vyhlazení toku energie.
Energie uložená v setrvačníku však závisí jak na rozložení hmotnosti, tak na rychlosti; pokud se rychlost zdvojnásobí, kinetická energie se zčtyřnásobí. Setrvačník ráfkového typu praskne při mnohem nižších otáčkách než kotoučové kolo stejné hmotnosti a průměru.
Pro minimální hmotnost a vysokou kapacitu akumulace energie může být setrvačník vyroben z vysoce pevné oceli a navržen jako kónický kotouč, tlustý ve středu a tenký kolem ráfku.
U automobilových motorů setrvačník slouží k vyhlazení pulsů energie poskytovaných spalováním ve válcích a poskytuje energii pro kompresní zdvih pístů. Čím větší je rotační setrvačnost setrvačníku, tím menší jsou změny rychlosti vyplývající z přerušovaného napájení a poptávky.
Související: Co jsou to automobilové motory?
Setrvačník se běžně používá:
Setrvačníky jsou obvykle vyrobeny z oceli a otáčejí se na konvenčních ložiskách; ty jsou obvykle omezeny maximální rychlostí několik tisíc otáček za minutu. Setrvačníky s vysokou energetickou hustotou mohou být vyrobeny z kompozitů z uhlíkových vláken a využívají magnetická ložiska, což jim umožňuje rotovat rychlostí až 60 000 ot./min (1 kHz).
Následují části setrvačníku:
Setrvačník je těžké kolo připojené k otočné hřídeli, aby vyhlazovalo přenos energie z motoru do stroje . Setrvačnost setrvačníku působí proti a mírní kolísání otáček motoru a ukládá přebytečnou energii pro občasné použití.
Setrvačníky se nacházejí téměř ve všech typech automobilů, protože slouží k různým účelům, které jsou zde diskutovány. Následují funkce setrvačníku v motoru automobilu:
Vyvážení motoru :protože písty jsou odsazeny od středu kmitání klikového hřídele a dochází ke kolísání. Je to také proto, že každý píst střílí pod jiným úhlem.
Funkcí setrvačníku v této situaci je potlačit pohyb do stran. Toho je dosaženo vysokou hmotností setrvačníku. Setrvačníky snižují vibrace motoru jako celku, protože motor je stabilizovaný a vyvážený na ložiskách.
Spuštění motoru: Setrvačník hraje další roli při spouštění motoru. Zuby setrvačníku jsou připevněny ke startéru. Tento startér se ovládá klíčem od auta, takže při nastartování vozidla startér otáčí setrvačníkem.
Jakmile se motor otáčí, spalovací efekt motor stále točí. Převodovka Bendix v nastartovaném motoru se zatáhne, aby se setrvačník mohl volně otáčet.
Snížení zatížení hnacího ústrojí: je další funkcí setrvačníku, které se dosahuje stabilizací pohybu motoru. Rovněž vyhlazuje otáčky motoru a snižuje opotřebení komponentů pohonu.
Setrvačník také omezuje opotřebení mezi hřídelí převodovky a hnací hřídelí. Tyto dva jsou připojeny pomocí univerzálního kloubu.
Snížení rychlosti: Klikový hřídel při vzniku síly převádí pohyb pístu na trhavý rotační pohyb. otáčky klikového hřídele jsou konstantní a motor běží hladce. Je to proto, že hmotnost setrvačníku vytváří setrvačnost, která udržuje klikový hřídel motoru v rotaci mezi jednotlivými výstřely pístu.
Manipulace s hmotností: Hmotnost setrvačníku určuje výkon motoru. Hmotnost závisí na výkonu vozidel.
Těžší setrvačníky umožňují motoru pracovat pod zatížením, které může způsobit zhasnutí motoru. Velká nákladní auta nebo přívěsy dobře fungují s těžšími setrvačníky, zatímco sportovní vozy a některá užitková vozidla dobře využívají lehčí setrvačníky.
Setrvačník je v podstatě mechanická baterie sestávající z hmoty rotující kolem osy. Ukládá energii ve formě kinetické energie a funguje tak, že urychluje rotor na velmi vysoké rychlosti a udržuje energii v systému jako rotační energii.
Jak setrvačník funguje pro ukládání energie? No, můžete to přirovnat k mechanismu mechanické baterie. Zatímco baterie uchovává energii v chemické formě, setrvačník uchovává energii ve formě pohybu nebo kinetické energie, abych byl přesný.
Setrvačník bude schopen uložit více energie, pokud se bude točit vyšší rychlostí nebo bude mít vyšší moment setrvačnosti, což znamená objemnější. Vždy však funguje nejlépe, když jej roztočíte rychleji, než abyste zvětšili jeho hmotnost.
Například kolo bude produkovat dvakrát více energie než to, které váží polovinu, protože obě se točí stejnou rychlostí. Na druhou stranu, roztočení kola zapalovače dvakrát rychleji zčtyřnásobí množství uložené energie.
Z tohoto důvodu je vždy lepší používat lehčí, vysokorychlostní kola než jednotky s masivní hmotností. Kompaktní setrvačníky mají také praktický smysl v závodních autech, protože musí být co nejlehčí, aby mohly běžet vysokou rychlostí.
Jak setrvačník funguje když stále zvyšuješ rychlost? Není to možné, protože existuje bod, kdy materiál kola nebude schopen zvládnout sílu a rozbít se na úlomky.
Níže jsou uvedeny typy setrvačníků používaných ve vozidlech:
Pevný diskový setrvačník je druh setrvačníku. Používá se v jednosetrvačníkové mlátičce, která je vyrobena z litiny. Celodiskový setrvačník je vybaven nábojem setrvačníku a kotoučem.
Při výpočtu konstrukce celokotoučového setrvačníku se jako vstupy používají různé parametry. A to včetně rozměrů celokotoučového setrvačníku. Vypočítají se také výsledné funkční hodnoty.
Setrvačník ráfkového typu exploduje mnohem nižší rychlostí než celodiskové kolo stejné hmotnosti a průměru. Pro minimální hmotnost a vysokou kapacitu akumulace energie může být setrvačník vytvořen z vysokopevnostní oceli a vyroben jako centrálně silný kónický disk.
U těchto typů setrvačníků má vysokorychlostní setrvačník otáčky mezi 30 000 ot./min. až 80 000 ot./min. To lze také nastavit až na 100 000 ot./min.
Mají magnetická levitační ložiska a jsou nenáročné na údržbu. Oproti pomaloběžnému setrvačníku jsou lehké v závislosti na velikosti/kapacitě. Jsou dražší než nízkorychlostní setrvačník.
U těchto typů setrvačníků má nízkorychlostní setrvačník otáčky 10 000 ot./min. Jsou těžší a objemnější než vysokorychlostní setrvačníky.
Čas od času vyžadují údržbu a nepoužívají magnetická levitační ložiska. Jejich instalace vyžaduje speciální betonovou konstrukci, která unese jejich váhu. Jsou levnější než vysokorychlostní setrvačníky.
Setrvačníky jsou vyrobeny z mnoha různých materiálů; použití určuje výběr materiálu. Malé olověné setrvačníky lze nalézt v dětských hračkách. Litinové setrvačníky se používají ve starých parních strojích.
Setrvačníky v motorech automobilů jsou vyrobeny z lité nebo tvárné litiny, oceli nebo hliníku. Vysokopevnostní ocelové nebo kompozitní setrvačníky byly navrženy pro použití v akumulačních a brzdových systémech vozidel.
Účinnost setrvačníku je dána maximálním množstvím energie, kterou dokáže uložit na jednotku hmotnosti. Se zvyšující se rychlostí otáčení nebo úhlovou rychlostí setrvačníku se zvyšuje uložená energie; nicméně narůstá také stres.
Pokud napětí v obruči překročí pevnost materiálu v tahu, setrvačník se rozpadne. Pevnost v tahu tedy omezuje množství energie, kterou může setrvačník uložit.
V této souvislosti není použití olova pro setrvačník v dětské hračce efektivní; rychlost setrvačníku se však nikdy nepřiblíží k rychlosti roztržení, protože limitem je v tomto případě tažná síla dítěte.
V jiných aplikacích, jako je automobil, setrvačník pracuje s určitou úhlovou rychlostí a je omezen prostorem, do kterého se musí vejít, takže cílem je maximalizovat akumulovanou energii na jednotku objemu. Výběr materiálu proto závisí na aplikaci.
Bohužel setrvačníky nevydrží věčně. Při důsledném používání ve vozidle se postupně opotřebovávají. Pokud se váš setrvačník příliš opotřebuje nebo poškodí, objeví se některé znatelné příznaky, které nebudete moci ignorovat.
Nenechávejte tyto příznaky trvat příliš dlouho, jinak to ovlivní celkovou ovladatelnost vozidla. Zde jsou některé z nejčastějších známek špatného setrvačníku.
Prokluzování převodů se častěji vyskytuje, když zvyšujete převody. Můžete například přeřadit auto z druhého převodového stupně na třetí. Když řadíte rychlostní stupně, váš motor se točí a je vidět, že neřadil. Vaše auto pravděpodobně sklouzlo zpět na rychlostní stupeň, ze kterého jste se pokusili postoupit, nebo v tomto případě sklouzlo zpět na druhý rychlostní stupeň.
Bohužel prokluzující převody jsou také výmluvným znakem potíží se spojkou. Pokud tedy zaznamenáte prokluzování převodů, musíte hledat další známky, abyste mohli určit, zda je spojka nebo setrvačník vadný.
Související: Co je Gear?
Pokud ucítíte zápach spáleniny, který pohltí vaši kabinu cestujících, lze to připsat mnoha možným příčinám. Špatný setrvačník může být jednou z těchto příčin kvůli veškerému teplu generovanému třením ve spojce.
Pokud jste spojku používali v době, kdy jste to neměli dělat, mohlo by to způsobit problémy se setrvačníkem.
Pokud váš spojkový pedál zažívá mnoho vibrací, pak se váš setrvačník pravděpodobně pokazí. Vibrace se nakonec tak zhorší, že je budete cítit spíše na podlaze než jen ze spojkového pedálu.
Když řídíte své vozidlo, setrvačník může časem skončit s nadměrným házením, což způsobí, že povrch bude při použití spojky zkroucený.
Pokud jste někdy přehřáli setrvačník nebo jeli příliš dlouho se spojkou, která byla na jejích posledních nohách, je velmi pravděpodobné, že jste setrvačník poškodili v důsledku nadměrného tepla nebo opotřebení kovu na kovu. Spojky opotřebované až na nýty poškodí setrvačník.
Související: Co je spojka?
Poškozený setrvačník může mít namodralou barvu, protože kov je zahřátý daleko za provozní teplotu. Pravděpodobně uvidíte také vlasové praskliny na povrchu. Po zahřátí a ochlazení setrvačníku mohou být na povrchu dokonce šmouhy kovu.
Některé setrvačníky obsahují pružiny, jako jsou dvouhmotové setrvačníky. Pokud je váš vůz jedním z nich vybaven, mohou tyto vibrace způsobovat pružiny setrvačníku. Dvouhmotové setrvačníky budou pravděpodobně vyžadovat výměnu, protože je nelze obnovit jako standardní setrvačník.
Pokud jsou zuby na setrvačníku poškozeny, setrvačník může mít problémy se zapojením do startéru. To by mohlo ztížit nebo znemožnit nastartování vozidla.
Pokud máte problémy se startováním vozidla, možná byste se také měli podívat na startér.
Poprodejní setrvačník, který je pro vozidlo (nebo řidiče) příliš lehký, výrazně usnadní zastavení vozidla a mohl by vám způsobit ostré volnoběhy.
Na velmi lehkých setrvačnících můžete dokonce zastavit vozidlo pouhým sešlápnutím spojky, protože otáčky motoru klesají příliš rychle na to, aby ECU přidala další vzduch a palivo, aby to kompenzovala.
Pokud je setrvačník nevyvážený, může vibrovat celé hnací ústrojí, i když je spojka zapnutá.
Pokud jste nedávno vyměnili spojku, setrvačník nebo přítlačný kotouč, ujistěte se, že jste dotáhli všechny šrouby podle specifikace a použili zajišťovací prostředek závitů, pokud to bylo požadováno v servisní příručce výrobce. Setrvačník, který se za jízdy uvolní nebo rozpadne, je neuvěřitelně nebezpečný, protože v setrvačníku je uloženo značné množství energie.
Setrvačník je velmi těžký a má potenciál značně otřást vozidlem, pokud není vše správně vyváženo a seřazeno.
V průměru se cena výměny setrvačníku pohybuje někde mezi 600 až 1 100 USD. You can save yourself a lot of coins if you did the replacement by yourself but only attempt that if you’re an experienced mechanic.
The replacement cost of a flywheel can range considerably. There are some flywheels that cost under $50 while others cost as much as $400 or more. It all depends on what type of car you drive, how durable the flywheel is, and whether the part is an exact OEM replacement or aftermarket. In addition, clutch and/or release bearing replacement may also be necessary.
Then, of course, you have to consider the labor costs of doing the replacement job. Since most auto mechanics charge about $90 to $110 per hour, you could be looking at paying close to $500 just for labor.
The reason for this is that the flywheel is attached to the crankshaft in an engine and it is harder for the mechanics to take out and replace. This requires more time which means you’ll be paying more money.
In total, you could be looking at anywhere between $550 and $1,000 on average. If you’re an experienced mechanic who knows how to replace a flywheel or clutch or you have a friend who is, then it would be better to use this option rather than paying for the labor. It will save you a lot of money this way.
A Flywheel is a heavy wheel attached to a rotating shaft so as to smooth out delivery of power from a motor to a machine. In automobile engines the flywheel serves to smooth out the pulses of energy provided by the combustion in the cylinders and to provide energy for the compression stroke of the pistons.
What is the function of the flywheel?A flywheel is a heavy wheel attached to a rotating shaft so as to smooth out the delivery of power from a motor to a machine . The inertia of the flywheel opposes and moderates fluctuations in the speed of the engine and stores the excess energy for intermittent use.
What is the definition of a flywheel?A heavy wheel attached to a rotating shaft, a flywheel smooths out delivery of power from a motor to a machine. The inertia of the flywheel moderates fluctuations in the speed of the engine and stores the excess energy for intermittent use. In automobile engines, the flywheel smooths out the pulses of energy provided by combustion in the cylinders, and provides energy for the compression stroke of the pistons. In power presses, the punching, shearing, and forming are done in a fraction of the operating cycle. During the rest of the cycle, the speed of the flywheel is built up by a comparatively low-powered motor, and most of the required energy for the cycle is provided by the flywheel.
How does a flywheel work?A flywheel is essentially a mechanical battery consisting of a mass rotating around an axis. It stores energy in the form of kinetic energy and works by accelerating a rotor to very high speeds and maintaining the energy in the system as rotational energy.
What are the types of Flywheel?
Following are the types of flywheels used in vehicles:
1. Solid disc flywheel.
2. Rimmed flywheel.
3. High-velocity flywheel.
4. Low-velocity flywheel.
On average, flywheel replacement cost is anywhere between $600 to $1,100. You can save yourself a lot of coins if you did the replacement by yourself but only attempt that if you’re an experienced mechanic.
