Шестерня кільцева, маховик

Шестерня кільцева маховика, або вінець маховика, - це сталеве зубчасте кільце, з яким під час запуску зчіплюється приводна шестерня стартера. Канонічна англійська назва - Ring Gear, flywheel. Також використовуються терміни Flywheel Ring Gear і Starter Ring Gear.

Вінець установлюється по зовнішньому діаметру звичайного або двомасового маховика. В автомобілях з автоматичною коробкою аналогічні зубці можуть бути виконані на гнучкому приводному диску. Під час запуску стартер вводить свою шестерню в зачеплення з вінцем і провертає колінчастий вал до початку самостійної роботи двигуна.

Деталь працює лише кілька секунд під час кожного запуску, але сприймає значне ударне навантаження. Найчастіше зубці зношуються не по всьому колу, а в кількох секторах, у яких двигун зазвичай зупиняється.

Головний принцип: скрегіт під час запуску не доводить несправність одного лише вінця. Одночасно перевіряють стартер, його приводну шестерню, втягувальне реле, кріплення, співвісність, акумулятор і швидкість обертання.

Не повторюйте запуск багато разів при металевому скреготі.
Не оцінюйте стан вінця тільки через отвір в одному положенні.
Не замінюйте вінець без перевірки шестерні стартера.
Не встановлюйте кільце фаскою у випадковий бік.
Не нагрівайте одну ділянку відкритим полум'ям.
Не забивайте холодний вінець важким молотком.
Не приварюйте кільце до маховика без передбаченої технології.
Не використовуйте маховик із тріщинами або надмірним биттям.
Не встановлюйте назад одноразові болти маховика.
Не запускайте двигун до перевірки зачеплення стартера.

Призначення вінця маховика

Стартер має невелику приводну шестерню, яка перед запуском переміщується до зубчастого вінця. Після замикання силових контактів електродвигун стартера створює крутний момент і через зубчасте зачеплення провертає маховик та колінчастий вал.

Кільцева шестерня виконує такі функції:

приймає крутний момент від стартера;
передає його маховику та колінчастому валу;
забезпечує багаторазове зачеплення приводної шестерні;
утримує правильну геометрію зубчастого зачеплення;
у частині конструкцій використовується для фіксації маховика сервісним інструментом;
може бути орієнтиром для датчика або контрольних міток у спеціальних конструкціях.

Конструктивні варіанти

Окремий напресований вінець

Сталеве кільце встановлюється на зовнішній посадочний пояс маховика з натягом. Перед монтажем його рівномірно нагрівають, через що внутрішній діаметр тимчасово збільшується. Після охолодження кільце щільно охоплює маховик.

Вінець двомасового маховика

Зубчасте кільце може бути встановлене на первинній масі двомасового маховика. Не кожен виробник дозволяє його окрему заміну. Якщо маховик має перевищений кутовий люфт, витік мастила, тріщини або перегрів, установлення нового вінця не відновить вузол.

Зубці на приводному диску АКПП

На автомобілях з автоматичною коробкою вінець може бути частиною тонкого приводного диска. Він приварений, приклепаний або виготовлений як єдина деталь. При тріщинах диска, пошкодженні зварних точок або деформації зазвичай замінюють вузол у зборі.

Нерозбірна конструкція

На окремих маховиках вінець не постачається як самостійна ремонтна деталь. Каталог передбачає заміну всього маховика.

Будова зубця

Кожен зуб має робочі бокові поверхні, вершину, западину та вхідну фаску. Фаска полегшує входження приводної шестерні стартера до повного зачеплення.

Під час огляду оцінюють:

висоту зубців;
товщину робочої частини;
стан вхідної фаски;
симетричність профілю;
тріщини біля основи;
задирки на торці;
викришування металу;
сліди ударів шестерні стартера.

Чому зубці зношуються нерівномірно

Після вимкнення запалювання двигун часто зупиняється в кількох характерних положеннях, пов'язаних із компресією в циліндрах. Тому шестерня стартера багато разів входить у зачеплення з одними й тими самими секторами вінця.

На чотирициліндровому двигуні пошкодження часто концентрується у двох протилежних зонах, але точна картина залежить від конструкції та умов зупинки двигуна.

Огляд одного доступного сектора не дає повної інформації. Колінчастий вал потрібно повільно провернути та перевірити всі зубці по колу.

Ознаки зношеного вінця

металевий скрегіт у момент запуску;
стартер обертається, але двигун не провертається;
запуск відбувається тільки після кількох спроб;
проблема виникає лише в окремих положеннях двигуна;
після невеликого провертання колінвала стартер працює нормально;
чути короткий удар перед початком обертання;
приводна шестерня стартера повертається з пошкодженими зубцями;
у картері зчеплення є металева стружка;
на зубцях видно задирки або викришування;
кільце змістилося відносно маховика;
зачеплення стало шумним після заміни стартера;
стартер заклинює у вінці після запуску.

Коли експлуатацію потрібно припинити

стартер регулярно працює зі сильним скреготом;
вінець має кілька відсутніх зубців;
кільце послабилося на маховику;
є тріщина в кільці або маховику;
стартер не виходить із зачеплення після запуску;
зубчасті уламки потрапили в картер зчеплення;
приводний диск АКПП має тріщини;
пошкодження створює ризик блокування маховика.

Причини пошкодження зубців

природне ударне зношування;
повторні тривалі спроби запуску;
низька напруга акумулятора;
повільне переміщення приводної шестерні;
зношений або заклинений привод стартера;
пошкоджене втягувальне реле;
стартер починає обертатися до повного зачеплення;
неправильна модель стартера;
відсутня дистанційна пластина або втулка;
послаблене кріплення стартера;
перекіс стартера відносно маховика;
пошкоджений картер коробки передач;
надмірне биття маховика;
неправильна орієнтація вінця;
повторне ввімкнення стартера при працюючому двигуні;
встановлення кільця з неправильним модулем або кількістю зубців.

Вплив акумулятора та електричних з'єднань

При низькій напрузі втягувальне реле може не довести шестерню до повного зачеплення. Стартер намагається обертатися при контакті лише з краями зубців, що створює удар і скрегіт.

Перед демонтажем коробки перевіряють:

напругу акумулятора без навантаження;
падіння напруги під час запуску;
стан силових клем;
масовий провід двигуна;
силовий кабель стартера;
керувальний сигнал втягувального реле;
струм і швидкість обертання стартера.

Вплив стартера

Стартер повинен бути точно сумісним із двигуном і картером коробки. Важливими є кількість зубців приводної шестерні, її модуль, діаметр, виліт і напрям обертання.

Перевіряють:

стан зубців приводної шестерні;
вільне переміщення привода;
роботу обгінної муфти;
повний хід втягувального реле;
стан вилки привода;
осьовий люфт вала стартера;
підшипники та втулки;
правильність кріплення стартера;
наявність штатних напрямних і прокладок;
відповідність каталожного номера.

Новий вінець швидко пошкодиться, якщо встановити його разом зі старою приводною шестернею з гострими, викришеними або нерівномірно зношеними зубцями.

Скрегіт до початку обертання

Якщо металевий звук виникає одразу після повороту ключа, можливе неповне входження шестерні стартера у вінець. Причиною можуть бути низька напруга, забруднений привод, перекіс стартера або пошкоджені вхідні фаски зубців.

Скрегіт після запуску

Якщо шум продовжується після початку роботи двигуна, приводна шестерня може не повертатися у вихідне положення. Така несправність швидко пошкоджує і стартер, і вінець.

Перевіряють:

повернення ключа або кнопки запуску;
втягувальне реле;
поворотну пружину;
вилку привода;
забруднення напрямної;
обгінну муфту;
електричне залипання силових контактів.

Попередня перевірка без зняття коробки

Перевірити стан акумулятора.
Перевірити падіння напруги у силовому колі.
Прослухати момент входження стартера.
Зняти стартер за доступної конструкції.
Оглянути приводну шестерню.
Через отвір стартера оглянути доступні зубці вінця.
Повільно провертати колінчастий вал вручну.
Перевірити всі сектори по колу.
Знайти відсутні зубці, задирки та тріщини.
Оцінити радіальне положення вінця.

Безпека: перед провертанням двигуна виключають можливість випадкового запуску. Коробку переводять у нейтральне положення, автомобіль надійно фіксують.

Перевірка маховика після демонтажу

стан зубців по всьому колу;
відсутність ослаблення вінця;
рівномірність посадки;
радіальне та осьове биття;
тріщини маховика;
сліди перегріву;
стан робочої поверхні зчеплення;
різьбові отвори кріплення;
центрувальну посадку на колінчастому валу;
стан болтів маховика;
балансувальні отвори та вантажі;
відсутність слідів стороннього зварювання.

Перевірка двомасового маховика

Перед рішенням про окрему заміну вінця двомасовий маховик перевіряють як єдиний вузол.

Оцінюють:

кут вільного повороту між масами;
радіальний і осьовий люфт;
плавність переміщення;
стукіт пружинного механізму;
витік внутрішнього мастила;
тріщини та перегрів;
стан робочої поверхні;
допустимість заміни вінця виробником.

Для інструментальної оцінки може застосовуватися набір для перевірки маховика.

Биття кільцевої шестерні

Надмірне радіальне биття змінює глибину зачеплення стартера по колу. В одній зоні контакт буде недостатнім, в іншій - надто глибоким.

Причинами можуть бути:

нерівномірна посадка вінця;
бруд між кільцем і маховиком;
деформація після локального нагрівання;
погнутий маховик або приводний диск;
пошкоджена центрувальна посадка;
неправильне затягування болтів;
тріщина в маховику.

Підбір вінця маховика

VIN автомобіля;
код і серійний номер двигуна;
тип коробки передач;
тип маховика;
OE-номер маховика;
OE-номер вінця;
зовнішній діаметр;
внутрішній посадочний діаметр;
ширину кільця;
кількість зубців;
модуль і профіль зуба;
кут і напрям вхідної фаски;
положення відносно стартера;
допуск посадочного натягу;
можливість окремої заміни;
технічну ревізію маховика.

Однакова кількість зубців не гарантує сумісність. Значення мають діаметр, модуль, ширина, профіль і положення фаски.

Підготовка до заміни

Підтвердити несправність вінця.
Перевірити стартер і електричне коло.
Зняти коробку передач.
Позначити положення маховика, якщо це передбачено.
Зафіксувати маховик правильним інструментом.
Підготувати фіксатор маховика.
Зняти зчеплення або приводний диск.
Перевірити одноразові болти.
Підготувати вимірювальний інструмент.
Підготувати обладнання для рівномірного нагрівання.

Демонтаж старого вінця

Спосіб демонтажу залежить від конструкції. Напресоване кільце можна розрізати в контрольованій зоні або рівномірно нагріти, не пошкоджуючи маховик.

не різати до поверхні маховика;
не бити по робочій площині зчеплення;
не перегрівати двомасовий вузол;
не пошкоджувати балансувальні елементи;
не деформувати зовнішній пояс маховика;
не залишати задирки на посадці;
не змінювати діаметр посадочного пояса шліфуванням без вимірювання.

Підготовка посадочного місця

видалити іржу та нагар;
прибрати задирки без зменшення діаметра;
перевірити тріщини;
виміряти посадочний діаметр;
перевірити круглість;
очистити поверхню від оливи;
порівняти розміри нового кільця;
визначити правильний напрям фаски.

Нагрівання нового вінця

Кільце нагрівають рівномірно в печі або іншим контрольованим способом до температури, установленої виробником. Мета - тимчасово збільшити внутрішній діаметр без зміни структури та твердості зубців.

Небезпечні помилки:

локальне нагрівання газовим пальником;
перегрів до зміни кольору сталі;
нерівномірна температура по колу;
охолодження водою після встановлення;
дотик до зубців сталевим молотком;
тривале утримання при надмірній температурі.

Установлення нового вінця

Перевірити номер і кількість зубців.
Звірити напрям вхідної фаски.
Установити маховик на рівну термостійку опору.
Рівномірно нагріти кільце.
Швидко перемістити його до маховика.
Посадити кільце до опорного бурта без перекосу.
За потреби застосувати м'яку рівномірну оправку.
Не бити безпосередньо по зубцях.
Дати вузлу охолонути природно.
Перевірити щільність по всьому колу.
Виміряти радіальне та осьове биття.
Перевірити баланс і допустимість подальшого використання маховика.

Напрям установлення

Вхідна фаска зубців повинна бути розташована з боку входження шестерні стартера, якщо конструкція не передбачає іншого. Установлення кільця зворотною стороною може викликати удари, неповне зачеплення та швидке руйнування зубців.

Орієнтацію визначають за старою деталлю, заводською схемою та положенням стартера. Покладатися тільки на зовнішній вигляд не можна.

Коли потрібна заміна маховика в зборі

виробник не допускає окремої заміни вінця;
посадочний пояс зношений або деформований;
маховик має тріщини;
биття перевищує допуск;
робоча поверхня зчеплення сильно пошкоджена;
двомасовий механізм має надмірний люфт;
є витік мастила з двомасового маховика;
приводний диск АКПП тріснув;
пошкоджені зварні точки або заклепки;
кільце вже проверталося на посадці.

Болти маховика

Маховик кріпиться болтами з визначеним класом міцності, довжиною та процедурою затягування. Частина болтів є розтяжними й підлягає одноразовому використанню.

Для ремонту застосовується відповідний комплект болтів маховика.

Перед установленням перевіряють:

різьбу колінчастого вала;
довжину болтів;
стан головок;
наявність фіксатора різьби;
вимогу щодо мастила;
послідовність затягування;
момент і кут довороту.

Перевірка після складання

Провернути двигун вручну.
Перевірити відсутність контакту маховика з картером.
Перевірити положення стартера.
Переконатися у правильному зачепленні.
Підключити справний акумулятор.
Виконати короткий контрольний запуск.
Оцінити звук входження шестерні.
Перевірити вихід привода після запуску.
Повторити запуск у кількох положеннях двигуна.
Перевірити відсутність металевого пилу.
Виконати пробну поїздку.
Повторно прослухати холодний і гарячий запуск.

Чому новий вінець швидко пошкоджується

не замінена зношена шестерня стартера;
стартер установлений з перекосом;
відсутня напрямна втулка;
неправильний стартер;
вінець установлений зворотною стороною;
кільце має неправильний модуль;
посадка виконана з биттям;
маховик деформований;
акумулятор створює недостатню напругу;
втягувальне реле не забезпечує повний хід;
стартер повторно вмикають при працюючому двигуні;
привод не повертається після запуску.

Практичні випадки

Стартер працював нормально тільки після провертання двигуна

На двох секторах вінця зубці були майже повністю стерті. Після переміщення колінвала шестерня потрапляла на справну ділянку.

Новий стартер почав скреготіти

Його приводна шестерня мала іншу кількість зубців і неправильний виліт. Зовні стартер підходив до кріплення, але не відповідав маховику.

Новий вінець послабився після ремонту

Посадочний пояс маховика був зношений попереднім провертанням кільця. Натяг виявився недостатнім.

Зубці пошкодилися тільки з одного торця

Стартер стояв із перекосом через відсутню напрямну втулку. Шестерня входила у зачеплення не на повну ширину.

Скрегіт з'являвся після запуску

Привод стартера не повертався через забруднену напрямну та пошкоджену поворотну пружину.

Після заміни вінця з'явилося биття

Кільце нагрівали локально пальником і посадили з перекосом. Глибина зачеплення змінювалася під час обертання.

На двомасовому маховику зубці були нові, але залишився стукіт

Причиною був зношений внутрішній демпфер. Заміна тільки вінця не усунула несправність маховика.

Типові помилки діагностики

вважати будь-яке клацання пошкодженням вінця;
не перевіряти акумулятор;
не вимірювати падіння напруги;
не оглядати привод стартера;
перевіряти тільки один сектор вінця;
не провертати двигун по всьому колу;
не перевіряти кріплення стартера;
ігнорувати напрямні втулки;
не оцінювати биття маховика;
не перевіряти двомасовий механізм;
плутати шум стартера зі стуком зчеплення;
замінювати вінець без визначення причини зносу.

Типові помилки ремонту

неправильна кількість зубців;
невідповідний модуль зуба;
зворотна орієнтація кільця;
локальне перегрівання;
удари по зубцях;
посадка на корозію та задирки;
відсутність вимірювання биття;
встановлення на тріснутий маховик;
зварювання без технічної вимоги;
повторне використання одноразових болтів;
неправильна послідовність затягування;
встановлення старого пошкодженого стартера;
відсутність перевірки зачеплення;
відсутність контролю після першого запуску.

Пов'язані товарні групи

Вінці маховика
Маховики
Двомасові маховики
Приводні диски автоматичної коробки
Стартери
Приводи та шестерні стартера
Втягувальні реле
Комплекти болтів маховика
Комплекти зчеплення
Підшипники зчеплення

Часті питання

Чи можна замінити тільки вінець?

Можна, якщо конструкція передбачає окрему деталь, посадка маховика справна, а сам маховик не має тріщин, деформації або недопустимого зносу.

Чому зубці пошкоджені лише в кількох місцях?

Двигун часто зупиняється в однакових положеннях, тому стартер багаторазово навантажує ті самі сектори.

Чи можна перевернути старий вінець?

Такий ремонт допускався на окремих старих конструкціях, але не є універсальним. Потрібно враховувати фаску, профіль зубців, твердість і вимоги виробника.

Чому стартер клацає, але не крутить?

Причиною можуть бути акумулятор, силові контакти, втягувальне реле, електродвигун стартера або пошкоджений сектор вінця.

Чи потрібно міняти привод стартера разом із вінцем?

Якщо зубці шестерні мають задирки, викришування або неправильний профіль, її необхідно замінити. Інакше вона пошкодить новий вінець.

Якою стороною встановлювати кільце?

Вхідна фаска зазвичай спрямовується до стартера, але остаточне положення визначається конструкцією конкретного маховика.

Чи можна нагріти вінець пальником?

Локальний нагрів створює деформацію та може змінити твердість зубців. Потрібне рівномірне контрольоване нагрівання.

Чи можна приварити послаблений вінець?

Випадкове зварювання порушує баланс, створює локальний перегрів і не відновлює правильний натяг. Спосіб ремонту визначають за документацією.

Чи потрібно балансувати маховик після заміни?

Після ремонту обов'язково перевіряють биття та стан балансувальних елементів. За потреби вузол контролюють на спеціалізованому обладнанні.

Що перевірити після заміни?

Зачеплення стартера, звук запуску, повернення приводної шестерні, биття вінця, кріплення маховика та відсутність металевої стружки.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще прочитати по цій темі

Висновок

Шестерня кільцева маховика забезпечує зубчасте зачеплення зі стартером і передає пусковий момент на колінчастий вал. Її зубці працюють під короткочасним, але значним ударним навантаженням.

При скреготі або нестабільному запуску перевіряють усі сектори вінця, привод стартера, електричне живлення, співвісність, маховик і його биття. Пошкодження кількох зубців часто є наслідком іншої несправності, а не самостійною причиною.

Правильна заміна потребує точного підбору кількості та профілю зубців, контролю посадки, рівномірного нагрівання, правильної орієнтації фаски й перевірки стартера. Новий вінець не вирішить проблему при деформованому маховику, неправильному стартері або недостатній напрузі під час запуску.