¿Por qué el motor debe tener un volante de inercia? ¿Qué hace? ¿Y qué hay del volante de inercia de doble masa?

Hágale una pregunta, ¿por qué el motor del automóvil puede funcionar sin problemas y continuamente? Creo que todos definitivamente dirán que el motor está bien afinado, el equilibrio dinámico del cigüeñal, el sistema de combustible, el sistema de encendido funcionan normalmente, el motor de varios cilindros funciona superpuesto, y así sucesivamente. Pero muchas personas pasan por alto un factor muy importante, es decir, el papel del volante del motor.
Es posible que muchas personas no sepan qué es un volante de inercia del motor y dónde. Si te digo que está montado al final del cigüeñal, puede que tampoco seas muy fácil de entender. Pero déjame decirte una cosa, debes saber dónde está el volante. Cuando nuestro coche arranca, necesita un motor de arranque para impulsar el motor y luego puede arrancar. Este arrancador impulsa directamente el volante de inercia, siempre que se encuentre el arrancador, se encuentre el volante de inercia. Cuando el automóvil arranca, el motor de arranque está energizado y funcionando, el engranaje de transmisión se engrana con el engranaje anular en el volante, y luego el motor de arranque gira, impulsando el volante para girar, y el volante impulsa el cigüeñal para girar, y el motor funciona. Por lo tanto, el volante de inercia es uno de los componentes del motor, que se ensambla con el cigüeñal y es el elemento de toma de fuerza del motor.
La estructura del volante es simple, es un disco de hierro fundido 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. El borde del volante generalmente está equipado con un engranaje de anillo, que se acopla con el engranaje de arranque cuando se arranca el motor, impulsando el cigüeñal a girar. En el centro del volante de inercia hay varios orificios de tornillo, que se combinan con el cigüeñal mediante pernos. Un lado del volante es un plano plano, en contacto con la placa de embrague, y en el otro lado hay una forma especial, conectada con el cigüeñal.
Entonces, ¿qué hace el volante de inercia? Como se mencionó anteriormente, el volante de inercia es necesario cuando el motor arranca, pero el arranque es solo una de las funciones del volante. Ahora, algunos motores con un sistema híbrido suave de 48V impulsan la parte delantera del cigüeñal directamente en el arranque, y no hay necesidad de conducir el volante. De hecho, el volante de inercia tiene un papel más importante, es decir, almacenando y liberando energía, para mejorar la uniformidad de la operación del motor y mejorar la capacidad del motor para superar la sobrecarga a corto plazo, mientras que el volante también es el elemento de toma de fuerza del motor, a través del cual la potencia del motor se transmite al embrague o convertidor de par. Además, el volante está grabado con una marca de punto muerto superior para calibrar el tiempo de encendido o el tiempo de inyección y para ajustar la holgura de la válvula.
Entonces, ¿por qué el motor tiene un volante de inercia? Esto comienza con el principio de funcionamiento del motor. Ahora, el automóvil comúnmente usa un motor alternativo de pistón de cuatro tiempos, que funciona una vez cada cuatro carreras de pistón, pero en todo el ciclo de trabajo, solo la carrera de potencia genera potencia, y otras carreras de admisión, compresión y escape consumen energía. Si no hay volante de inercia, toda la potencia generada por la carrera de potencia del motor se exporta al mundo exterior, y no hay potencia adicional para superar el trabajo consumido por el aire de admisión, la compresión y la carrera de escape, y el motor no puede seguir funcionando. Incluso si el motor de varios cilindros se realiza a intervalos, el funcionamiento del cigüeñal será extremadamente desigual, la velocidad será alta y baja, y el motor se detendrá a la menor resistencia, y es difícil seguir funcionando.

El volante es una pieza en forma de disco con un gran momento de inercia, que actúa como una memoria de energía. Además de la salida externa, la energía emitida por el motor en la carrera de potencia es parcialmente absorbida por el volante de inercia, y luego liberada en las carreras de admisión, compresión y escape, compensando el trabajo consumido por estos tres golpes, de modo que el cigüeñal puede superar la resistencia y continuar funcionando. De esta manera, el motor puede seguir funcionando sin detenerse debido al consumo de energía de los otros tres tiempos. Además, hay otro punto, es decir, cuando el pistón está ubicado en el punto muerto superior o en el punto muerto inferior, la biela es completamente perpendicular al cigüeñal y la potencia de la biela no se puede transmitir al cigüeñal, es decir, está "atascada". El gran momento de inercia del volante de inercia puede ayudar al pistón a cruzar suavemente el punto muerto superior e inferior, de modo que el ángulo entre la biela y el cigüeñal se vuelva a formar, y la potencia continúe transmitiéndose para evitar que el motor se "atasque".
Además, debido a que el motor de cuatro tiempos está espaciado para hacer el trabajo, el cigüeñal estará sujeto a cambios periódicos en el torque, el funcionamiento del cigüeñal también es rápido y lento, la velocidad es alta y baja, cuanto menor sea el número de cilindros del automóvil, más obvio será este fenómeno, que conducirá a que el automóvil sea extremadamente difícil de conducir. Debido al gran momento de inercia, el volante puede absorber parte de la energía cuando el cigüeñal aumenta la velocidad para dificultar el aumento de su velocidad, y también puede liberar energía para aumentar la potencia del cigüeñal cuando el cigüeñal desacelera, dificultar su desaceleración, lo que mejora la uniformidad del funcionamiento del cigüeñal. Incluso si el motor encuentra una sobrecarga corta, la potencia puede ser liberada por el volante para evitar el estancamiento del motor, lo que mejora la capacidad del motor para superar la sobrecarga temporal.
Por lo tanto, el volante debe existir para el motor, pero el tamaño y la forma de los diferentes tipos de volantes de inercia del motor son diferentes. En términos generales, cuanto menor sea el número de cilindros del motor, mayor será el tamaño y la masa del volante de inercia, y cuantos más cilindros del motor, menor será el tamaño y la masa del volante. Además, la forma de la caja de cambios también afectará el tamaño y la calidad del volante, como los modelos de transmisión manual, porque el volante debe combinarse con la placa de embrague, la fricción, por lo que el tamaño y la masa del volante son más grandes, y también debe tener la capacidad de superar la desintegración térmica; El modelo de transmisión automática debido a la existencia de un convertidor de par, puede absorber la vibración del motor en gran medida y equilibrar la velocidad del cigüeñal, por lo que el tamaño y la masa del volante es pequeño, e incluso algunos modelos utilizan un volante flexible con una masa muy pequeña.

Entonces, ¿el tamaño del peso del volante está relacionado con la potencia del motor? El peso del volante no aumenta ni disminuye la potencia de salida del motor, pero puede cambiar las características de salida de potencia del motor. Si la masa del volante es demasiado grande, conducirá a una aceleración más lenta del motor, pero la capacidad de superar la sobrecarga será más fuerte y el efecto de viscosidad de la potencia será más fuerte; Si la masa del volante es pequeña, el motor acelera más rápido, pero la capacidad de sobrecarga es ligeramente peor, y el automóvil acelera y desacelera más suavemente. De hecho, la calidad y el tamaño del volante de inercia de todos los motores son el resultado de una consideración exhaustiva de varios factores, cálculos precisos y estrictas pruebas de equilibrio dinámico, y 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 función de absorción de impactos, y la vibración del motor se transmitirá directamente al sistema de transmisión, y la vibración del sistema de transmisión también se retroalimentará al motor, afectando así el buen funcionamiento del motor y el sistema de transmisión. Por lo tanto, los ingenieros automotrices inventaron el volante de inercia de doble masa. El llamado volante de inercia de doble masa se refiere al volante original dividido en dos partes, una parte permanece en la posición del lado original del motor, desempeña el papel del volante original y se utiliza para arrancar y transmitir el par de rotación del motor; La otra parte se coloca en el lado de la transmisión del tren motriz para aumentar el momento de inercia de la transmisión. Hay una cavidad de aceite anular entre las dos partes del volante de inercia, y se instala un amortiguador de resorte en la cavidad, que conecta las dos partes del volante en su conjunto.
La mayor ventaja del volante de inercia de doble masa es que puede reducir efectivamente la irregularidad de la rotación del motor y causar vibración torsional del tren de transmisión. En la estructura de embrague tradicional, hay un amortiguador torsional en la placa del embrague para reducir la vibración torsional cuando se combina el embrague y la velocidad cambia, pero no puede equilibrar perfectamente la vibración del motor y la transmisión. El volante de inercia de doble masa se divide en dos, uno puede reducir el impacto del embrague cuando se activa o desacopla, y el otro punto puede reducir la vibración del motor. Además, el volante de inercia de doble masa en sí tiene una función de absorción de impactos, por lo que la placa de embrague combinada con ella no necesita ajustarse con amortiguadores torsionales, lo que reduce la masa y el tamaño de la placa de embrague.
Por lo tanto, los volantes de inercia de doble masa ahora se utilizan cada vez más, y en las cajas de cambios tradicionales de doble embrague, generalmente se usan volantes de inercia de doble masa en lugar de convertidores de par; En algunas cajas de cambios manuales, el uso de volante de inercia de doble masa puede restar el amortiguador torsional en la placa del embrague, reducir el momento de inercia de la placa del embrague, hacer que el cambio de la caja de cambios sea más suave y también reducir la carga en el sincronizador; Además, hay muchos vehículos diesel en Europa, y debido a la gran vibración del motor diesel, el uso de un volante de inercia de doble masa puede reducir efectivamente la vibración del motor.