Номер 2, страница 80 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 20. Двигатель внутреннего сгорания. Вопросы - номер 2, страница 80.

Условие.

2. Какую роль в двигателе играет маховик?

Решение.

Маховик (или маховое колесо) — это массивный металлический диск, закрепленный на заднем конце коленчатого вала двигателя. Он играет несколько ключевых ролей, в основном благодаря своей большой массе и, как следствие, значительному моменту инерции.

1. Сглаживание неравномерности вращения коленчатого вала

Основная и самая важная функция маховика. В поршневом двигателе внутреннего сгорания (ДВС) энергия вырабатывается импульсами — только во время такта «рабочий ход» в каждом из цилиндров. Остальные такты (впуск, сжатие, выпуск) не производят энергию, а наоборот, потребляют ее для своей реализации. Это создает сильную неравномерность крутящего момента и угловой скорости вращения коленвала.

Маховик, как инерционный аккумулятор, накапливает кинетическую энергию вращения ($E_k = \frac{J \cdot \omega^2}{2}$, где $\text{J}$ — момент инерции, $\omega$ — угловая скорость) во время рабочих ходов, когда коленвал ускоряется. Затем он отдает эту энергию во время вспомогательных тактов, «проталкивая» поршни и поддерживая вращение коленвала. Это делает работу двигателя плавной и стабильной, сглаживая рывки и вибрации.

2. Обеспечение запуска двигателя

На внешнем ободе маховика нарезан зубчатый венец. При повороте ключа зажигания выдвигается шестерня стартера (бендикс), которая входит в зацепление с этим венцом. Стартер вращает маховик, а вместе с ним и коленчатый вал, обеспечивая начальные обороты, необходимые для запуска цикла сгорания в цилиндрах.

3. Передача крутящего момента на трансмиссию

В автомобилях с механической коробкой передач маховик является ведущей частью сцепления. Его задняя поверхность идеально ровная и гладкая. К ней с помощью корзины сцепления прижимается ведомый диск сцепления, соединенный с первичным валом коробки передач. За счет силы трения между маховиком и диском сцепления крутящий момент от работающего двигателя передается на трансмиссию, а оттуда — на колеса.

4. Гашение крутильных колебаний

В современных двигателях, особенно в дизельных и мощных бензиновых, часто используются более сложные двухмассовые маховики (ДММ). Они состоят из двух частей, соединенных мощным пружинно-демпферным механизмом. Такая конструкция позволяет эффективно гасить крутильные колебания, возникающие от работы двигателя, что повышает комфорт (уменьшает шум и вибрации) и снижает нагрузку на детали трансмиссии.

Ответ: Маховик в двигателе выполняет четыре основные функции: 1) сглаживает пульсации крутящего момента, делая работу двигателя равномерной, за счет накопления и отдачи кинетической энергии; 2) обеспечивает запуск двигателя, передавая вращение от стартера на коленвал через зубчатый венец; 3) является ведущей частью сцепления для передачи мощности на трансмиссию; 4) гасит вредные крутильные колебания, повышая комфорт и ресурс трансмиссии.