Ett svänghjul är en mekanisk anordning som använder bevarande av rörelsemängd för att lagra rotationsenergi; en form av kinetisk energi som är proportionell mot produkten av dess tröghetsmoment och kvadraten på dess rotationshastighet.
Ett svänghjul är ett tungt hjul fäst vid en roterande axel för att jämna överföringen av kraft från en motor till en maskin. I bilmotorer tjänar svänghjulet till att jämna ut energipulserna från förbränningen i cylindrarna och ge energi för kolvarnas kompressionsslag.
Svänghjulets tröghet motverkar och måttlig motorhastighetsfluktuationer och lagrar överskottsenergin för intermittent användning. För att effektivt motverka hastighetsfluktuationer ges ett svänghjul en hög rotationströghet; d.v.s. det mesta av dess vikt är långt från axeln.
Ett hjul med en tung fälg kopplat till det centrala navet med ekrar eller en väv har hög rotationströghet. Många svänghjul som används på kolvmotorer för att jämna ut kraftflödet är gjorda på detta sätt.
Energin som lagras i ett svänghjul beror dock på både viktfördelning och hastighet; om hastigheten fördubblas, fyrdubblas den kinetiska energin. Ett svänghjul av fälgtyp spricker vid ett mycket lägre varvtal än ett skivhjul med samma vikt och diameter.
För minimal vikt och hög energilagringskapacitet kan ett svänghjul tillverkas av höghållfast stål och utformas som en konisk skiva, tjock i mitten och tunn runt fälgen.
I bilmotorer tjänar svänghjulet till att jämna ut energipulserna som tillhandahålls av förbränning i cylindrarna och tillhandahålla energi för kolvarnas kompressionsslag. Ju större svänghjulets rotationströghet är, desto mindre blir hastighetsförändringarna till följd av den intermittenta strömförsörjningen och efterfrågan.
Relaterat: Vad är bilmotorer?
Vanliga användningsområden för ett svänghjul är:
Svänghjul är vanligtvis gjorda av stål och roterar på konventionella lager; dessa är vanligtvis begränsade till en maximal hastighet på några tusen rpm. Svänghjul med hög energidensitet kan tillverkas av kolfiberkompositer och använda magnetiska lager, vilket gör att de kan rotera med hastigheter på upp till 60 000 rpm (1 kHz).
Följande är delarna av ett svänghjul:
Ett svänghjul är ett tungt hjul fäst vid en roterande axel för att jämna ut kraftöverföringen från en motor till en maskin . Svänghjulets tröghet motverkar och dämpar fluktuationer i motorns varvtal och lagrar överskottsenergin för intermittent användning.
Svänghjul finns i nästan alla typer av bilar eftersom de tjänar en mängd olika syften, som diskuteras här. Följande är funktionerna för svänghjulet i en bilmotor:
Balansera motorn :eftersom kolvarna är förskjutna från mitten av vevaxelns svängning och vinkling uppstår. Detta beror också på att varje kolv avfyras i olika vinkel.
Svänghjulets funktion i denna situation är att undertrycka sidledsrörelsen. Detta uppnås av svänghjulets tunga vikt. Svänghjul minskar vibrationen i motorn som helhet eftersom motorn är stabiliserad och balanserad på lagren.
Starta motorn: Svänghjulet spelar ytterligare en roll för att starta motorn. Svänghjulets tänder är fästa i en startmotor. Denna startmotor styrs med bilnyckeln så att när fordonet startas vrider startmotorn svänghjulet.
Så fort motorn svänger, fortsätter förbränningseffekten att vrida motorn. Bendix-växellådan i den startade motorn dras in så att svänghjulet kan rotera fritt.
Minska belastningen på drivlinan: är en annan funktion hos ett svänghjul, som uppnås genom att stabilisera motorns rörelse. Det jämnar också ut motorvarvtalet och minskar slitaget på drivkomponenterna.
Svänghjulet begränsar även slitaget mellan transmissionsaxeln och drivaxeln. Dessa två är fästa med en universalknut.
Hastighetssänkande: Vevaxeln omvandlar kolvrörelsen till en ryckig roterande rörelse när kraften genereras. hastigheten på vevaxeln är konstant och motorn går smidigt. Detta beror på att svänghjulets massa skapar tröghet som höll motorns vevaxel att rotera mellan varje kolvavfyrning.
Viktmanipulation: Vikten på ett svänghjul avgör en motors prestanda. Vikten beror på fordonens prestanda.
Tyngre svänghjul gör att motorn kan arbeta under belastning, vilket kan få motorn att stanna. Stora lastbilar eller släpvagnar fungerar bra med de tyngre svänghjulen, medan sportbilar och vissa kommersiella fordon drar nytta av de lättare svänghjulen.
Ett svänghjul är i huvudsak ett mekaniskt batteri som består av en massa som roterar runt en axel. Den lagrar energi i form av kinetisk energi och fungerar genom att accelerera en rotor till mycket höga hastigheter och bibehålla energin i systemet som rotationsenergi.
Hur fungerar ett svänghjul för att lagra energin? Tja, du kan jämföra det med mekanismen för ett mekaniskt batteri. Medan batteriet lagrar energin i kemisk form, bevarar ett svänghjul kraften i form av rörelse eller kinetisk energi för att vara exakt.
Ett svänghjul kommer att kunna lagra mer energi om det snurrar i högre hastighet eller har ett högre tröghetsmoment, vilket betyder skrymmande. Men det fungerar alltid bäst när du snurrar den snabbare istället för att öka massan.
Till exempel kommer ett hjul att producera dubbelt så mycket energi än det som väger hälften av det, givet att båda snurras i samma hastighet. Å andra sidan, att snurra det lättare hjulet dubbelt så snabbt kommer att fyrdubbla mängden lagrad energi.
Av denna anledning är det alltid bättre att använda lättare höghastighetshjul istället för att enheterna har en enorm vikt. Dessutom är kompakta svänghjul praktiskt vettigt i racerbilar eftersom de måste vara så lätta som möjligt för att köra i höga hastigheter.
Hur fungerar ett svänghjul när du fortsätter att öka hastigheten? Det är inte möjligt eftersom det finns en punkt när hjulmaterialet inte kommer att kunna hantera kraften och slå sönder i fragment.
Följande är de typer av svänghjul som används i fordon:
Det solida skivsvänghjulet är en typ av svänghjul. Den används i en tröskmaskin med ett svänghjul som är gjord av gjutjärn. Helskivsvänghjulet är utrustat med svänghjulsnav och skiva.
Vid beräkning av designen av ett helskivssvänghjul används olika parametrar som ingångar. Detta inkluderar dimensionerna på helskiva svänghjulet. De resulterande funktionsvärdena beräknas också.
Svänghjulet av fälgtyp exploderar med mycket lägre hastighet än ett helskivhjul med samma vikt och diameter. För minimal vikt och hög energilagringskapacitet kan ett svänghjul formas av höghållfast stål och tillverkas som en centralt tjock konisk skiva.
I dessa typer av svänghjul har höghastighetssvänghjulet en hastighet mellan 30 000 rpm till 80 000 rpm. Detta kan också ställas in till 100 000 rpm.
De har magnetiska levitationslager och är lite underhållsvänliga. Jämfört med ett långsamtgående svänghjul är dessa lätta beroende på storlek/kapacitet. De är dyrare än ett låghastighetssvänghjul.
I dessa typer av svänghjul har låghastighetssvänghjulet en hastighet på 10 000 rpm. De är tyngre och skrymmande än höghastighetssvänghjulen.
De kräver underhåll då och då och använder inte magnetiska levitationslager. Deras installation kräver en speciell betongkonstruktion för att stödja deras vikt. De är billigare än höghastighetssvänghjul.
Svänghjul är tillverkade av många olika material; ansökan avgör materialvalet. Små blyhjul finns i barnleksaker. Svänghjul av gjutjärn används i gamla ångmaskiner.
Svänghjul i bilmotorer är gjorda av gjutet eller nodulärt gjutjärn, stål eller aluminium. Svänghjul av höghållfast stål eller komposit har föreslagits för användning i fordonsenergilagring och bromssystem.
Ett svänghjuls effektivitet bestäms av den maximala mängd energi som det kan lagra per viktenhet. När svänghjulets rotationshastighet eller vinkelhastighet ökas, ökar den lagrade energin; men stressen ökar också.
Om ringspänningen överstiger materialets draghållfasthet går svänghjulet isär. Draghållfastheten begränsar alltså mängden energi som ett svänghjul kan lagra.
I detta sammanhang är användningen av bly för ett svänghjul i en barnleksak inte effektiv; svänghjulshastigheten närmar sig dock aldrig sin spränghastighet eftersom gränsen i detta fall är barnets dragkraft.
I andra applikationer, såsom en bil, arbetar svänghjulet med en viss vinkelhastighet och begränsas av det utrymme som det måste passa, så målet är att maximera den lagrade energin per volymenhet. Valet av material beror därför på applikationen.
Tyvärr håller inte svänghjul för evigt. De blir gradvis slitna eftersom de konsekvent används i fordonet. Om ditt svänghjul blir för slitet eller skadat kommer det att finnas några märkbara symtom som du inte kommer att kunna ignorera.
Låt inte dessa symtom pågå för länge, annars kommer det att påverka fordonets totala körbarhet. Här är några av de vanligaste tecknen på ett dåligt svänghjul.
Slirande växlar uppstår oftare när du ökar dina växlar. Till exempel kan du gå för att lägga din bil från andra växeln till tredje växeln. När du växlar, varvar din motor och du kan se att den inte växlade. Din bil har sannolikt halkat tillbaka till den växel du försökte avancera från, eller i det här fallet, halkat tillbaka till andra växeln.
Tyvärr är slirande växlar också ett tecken på kopplingsproblem. Om du upplever att växlarna glider måste du leta efter andra tecken så att du kan avgöra om kopplingen eller svänghjulet blir dåligt.
Relaterat: Vad är Gear?
Om det finns en brännande lukt som förtär din passagerarhytt, kan detta tillskrivas många möjliga orsaker. Ett dåligt svänghjul kan vara en av dessa orsaker på grund av all värme som genereras från friktionen i kopplingen.
Om du har använt kopplingen vid tillfällen då du inte skulle, kan detta orsaka problem med svänghjulet.
Om din kopplingspedal upplever många vibrationer, är ditt svänghjul troligtvis dåligt. Vibrationerna kommer så småningom att bli så dåliga att du kommer att kunna känna dem på golvet snarare än bara från kopplingspedalen.
När du kör ditt fordon kan svänghjulet sluta med överdrivet lopp över tiden, vilket gör att ytan känns skev när du kopplar in kopplingen.
Om du någonsin har överhettat ditt svänghjul eller kört för länge med en koppling som satt på de sista benen, är det mycket troligt att du har skadat svänghjulet på grund av överdriven värme eller slitage på metall på metall. Kopplingar som slits ner till nitarna kommer att skada svänghjulet.
Relaterat: Vad är Clutch?
Ett skadat svänghjul kan ha en blåaktig färg eftersom metallen värms upp långt över dess driftstemperatur. Du kommer sannolikt att se några hårfästes sprickor på ytan också. Det kan till och med finnas fläckar av metall på ytan eftersom svänghjulet har värmts upp och svalnat.
Vissa svänghjul innehåller fjädrar, som dubbla svänghjul. Om din bil är utrustad med en av dessa kan svänghjulets fjädrar orsaka dessa vibrationer. Svänghjul med dubbla massa kommer sannolikt att behöva bytas ut, eftersom de inte kan återupptas som ett vanligt svänghjul.
Om tänderna på svänghjulet är skadade kan svänghjulet ha problem med att koppla in i startmotorn. Detta kan göra det svårt eller omöjligt att starta fordonet.
Om du har problem med att starta ditt fordon, kanske du vill ta en titt på din startmotor också.
Ett eftermarknadssvänghjul som är för lätt för fordonet (eller föraren) kommer att göra det mycket lättare att stoppa fordonet och kan ge dig en grov tomgång.
På mycket lätta svänghjul kan du till och med stoppa fordonet genom att helt enkelt trycka in kopplingen, bara för att motorvarvtalet sjunker för snabbt för att ECU:n ska kunna tillföra extra luft och bränsle för att kompensera.
Om ett svänghjul är obalanserat kan det vibrera hela drivlinan även när kopplingen är inkopplad.
Om du nyligen har bytt ut kopplingen, svänghjulet eller tryckplattan, se till att du drar åt alla bultar enligt specifikationen och använde gänglåset om det var påkallat i fabrikens servicemanual. Ett svänghjul som lossnar eller sönderfaller under körning är otroligt farligt, eftersom det finns en ansenlig mängd energi lagrad i svänghjulet.
Svänghjulet är mycket tungt och har potential att skaka fordonet avsevärt om allt inte är balanserat och rätt uppställt.
I genomsnitt ligger kostnaden för byte av svänghjul någonstans mellan $600 till $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.
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.
