Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем больше инерция двигателя тем

Просто маховик? Нет, серый кардинал мотора.

Вопрос облегчения маховика, который постоянно сопутствует работам по тюнингу мотора, совсем не так прост, как это может показаться на первый взгляд. Отчасти это подтверждается обилием постоянных споров среди специалистов и любителей на тему целесообразности такого облегчения. Но споры эти не случайны, проблему создает… сама теория двигателей. Ведь именно она однозначно заявляет, что снижение момента инерции вращающихся масс неспособно повлиять на максимальную мощность. Почему? Да потому, что теория двигателей базируется на законах термодинамики. А одним из выводов из второго закона термодинамики является четкое утверждение о том, что выполнением работы на процесс преобразования энергии в термодинамической системе повлиять нельзя.

Теория утверждает, что все изменения в такой системе однонаправлены, совершаются без обратного влияния и колебаний. В связи с этим теория предлагает считать, что изменения момента инерции вращающихся масс двигателя (который на 90% определяются массой и габаритами маховика) не влияют на показатель мощности ДВС. Теория настаивает, что масса и габариты маховика влияют только на динамику. Это утверждение теории настолько категорично, что даже сама роль маховика мотора определена как функция снижения колебаний и ударных нагрузок, и не иначе. Иначе теория не может. Ведь если ученые-теоретики признают то, что изменяя момент инерции возможно повлиять на эффективность преобразования энергии при сгорании топлива, то вместе с этим им придется признать также то, что их понимание законов термодинамики неполноценно. А как же это можно допустить, если такой как она есть, термодинамикой поясняют уже не только работу ДВС, но и поведение черных дыр, и заняты этим весьма уважаемые люди.

Облегченный и стандартный маховик. Кто бы мог подумать, что их функции может выполнять маховик с переменной инерцией.

Даже среди тех, кто совсем не вдается в подробности теории все равно найдется немало скептиков, которые сомневаются в возможности повлиять на максимальную мощность мотора облегчением маховика. Это связано с тем, что штатный маховик создает впечатление большей мощности из-за того, что его инерция при работе мотора в диапазоне оборотов ниже средних не даст двигателю заглохнуть даже в случае, если резко бросить педаль сцепления. Для многих людей, которые привыкли управлять автомобилем, маховик двигателя которого больше подходит для движения в сложных горных условиях с прицепом, чем для кольцевых гонок – это решающий аргумент. Однако все те, кто освоил вождение спорткара, такой вывод абсолютно не поддерживают.
Впрочем, в поисках ответа на вопрос о способности облегчением маховика обеспечить дополнительную мощность мотору совсем не обязательно ориентироваться на субъективные мнения, есть более обоснованные данные.

В одной из пубилкаций известный в мире тюнинга Luke Munnell предоставляет пример эффективности облегчения маховика с целью получения большей мощности и увеличенного крутящего момента. Штатный маховик двигателя Honda B18B весом в 7,7 кг был заменен на аналогичный по габаритам облегченный до 3,7 кг маховик ACT Prolite, после чего были проведены замеры на стенде. В результате был получен результат, который показал рост максимальной мощности со 126 л.с. до 134 л.с., и увеличение крутящего момента с 111,8 Нм до 119,9 Нм. Эти данные точно доказывают то, что снижение момента инерции маховика обеспечивает рост мощности и момента двигателя. Как это могло бы на самом деле быть без того, чтобы момент инерции маховика не оказывал влияния на процесс преобразования энергии при сгорании топлива вопреки утверждениям теории? Очевидно, что никак, это было бы невозможным. Поэтому если желаете еще больше мощности, то используйте облегчение маховика и готовьтесь, изменив манеру езды, получить желаемое превосходство на трассе. Если же вас трасса интересует мало, и вы отдаете предпочтение высокому моменту на как можно более низких оборотах, то вас скорее заинтересует вариант с утяжелением маховика, что обеспечит автомобилю характеристики схожие с тракторными. Но обратите внимание, что если маховик не просто облегчить, а сделать его отключаемым так, чтобы массивная и габаритная часть в верхнем диапазоне была отключена от вала, то график на рис.1 можно будет рассматривать иначе. В этом случае кривые изменений крутящего момента и мощности объединяют лучшее из того, что свойственно утяжеленному и облегченному маховику.

Рис.1. На графике демонстрация возможностей маховика переменной инерции. Чтобы их оценить объедините части пунктиром и сплошной линией изображенных кривых мощности и момента. Точка в которой пунктирная линия переходит в сплошную как раз и отображает момент отключения массивной и габаритной части маховика от вращающегося вала.

Вообще-то в том виде, в каком она есть, теория сыграла злую шутку со всем автомобильным миром. Недооценив влияние момента инерции вращающихся масс на показатели моторов она во многом поспособствовала тому, чтобы простые и необходимые вещи в двигателестроении на практике доставались как можно дороже и самым неудобным образом. Сегодня мы только-только привыкаем к тому, что максимальный момент массово можно получать как в нижнем диапазоне оборотов мотора, так и в верхнем диапазоне оборотов. Всем нам нравится полка высокого крутящего момента в широком диапазоне оборотов настолько, что мы считаем оправданным массовое применение даже не одной, а пары турбин, нередко еще и в комплексе с системами фазовращения. Однако аналогичные характеристики можно было получить намного раньше, еще на рассвете эры моторов, и сравнительно несложным образом — используя тяжелый и габаритный маховик в нижнем диапазоне оборотов; и легкий в верхнем диапазоне оборотов, после отключения габаритной и массивной части составного маховика от вращения вала. Конструкция не сложнее, чем центробежное сцепление, но и она способна обеспечить вполне современные показатели даже архаичному мотору. Ну а если маховик будет снижать момент инерции плавно, по мере роста оборотов, что возможно при использовании вариатора для соединения с валом, то не сложно обеспечить ту самую полку момента не прибегая к необходимости применения современных высокотехнологичных систем управления.

Кому-то покажется невозможным и удивительным то, что уровень современной техники в моторостроении доступно обеспечить за счет применения достаточно простых механических устройств. Но на самом деле в этом нет ничего странного, если объяснять принципы работы ДВС с позиций, которые уточняют общепризнанную трактовку цикла Карно. Предоставить такое объяснение также представляется делом невозможным. Но это ложное представление, что несложно обосновать и показать на деле. Хотя это тема уже совсем другого разговора.

Система KERS из Формулы 1.

На самом деле роль маховика в деле оптимального управления двигателем сложно переоценить. Фактически маховик серый кардинал, который исподволь определяет эффективность работы мотора. Маховик с отключаемой частью предоставляет дополнительные возможности автомобилю. В частности, возможность использовать на старте энергию предварительно раскрученной до высоких оборотов массивной и габаритной отключаемой части маховика. Насколько это вообще может быть полезным неплохо демонстрируют механические системы KERS, которые применялись в Формуле 1, начиная с 2007 года, что известно достаточно широко. Намного менее известно то, что механическая KERS Формулы 1 в своей работе использует принцип работы разработанного в конце 90-х и представленного на национальной выставке в Украине в 2001 году устройства отключаемого маховика, которое называлось АКМ (активатор крутящего момента). АКМ изначально был разработан для четырехтактного двухцилиндрового двигателя производства Киевского мотозавода, с целью проверки некоторых новых теоретических допущений.

Рис. 2. 2001 год, национальная выставка Украины. На фото экспериментальный мотоцикл «Хмель» с опытным мотором, оснащенным активатором крутящего момента (АКМ), который установлен на носке коленвала и представляет собой управляемую муфту, отключающую дополнительный маховик, в дополнение к максимально облегченному маховику на штатном месте.

Как и отключаемый маховик АКМ, механическая KERS снижает момент инерции двигателя во время его работы. Именно этот принцип работы и был запатентован в Украине в 2001 году как новый способ управления двигателем. Это обстоятельство позволяет нам без ограничений использовать всю перспективу этого нового для двигателестроения направления. Тем более что подготовлено теоретическое объяснение, которое позволяет рациональным образом объяснить эффективность применения устройств этого типа, что на данный момент недоступно больше никому в мире.

Читать еще:  Chevrolet lacetti троит двигатель

В заключение необходимо подчеркнуть следующее. Вопреки всему недоверию, с которым просто обязана столкнуться любая попытка нестандартного объяснения принципов работы мотора, в данном случае предложенные для теории правки полностью обоснованны известными из практики эффектами, которые традиционная теория пояснить не может. И более того – логика этих объяснений сама по себе предлагает новые и непривычно эффективные технические решения. В частности это.

Необходимость отключения части маховика по мере роста числа оборотов вала двигателя означает то, что по мере роста оборотов в моторе возникает фактор, который традиционная теория не учитывает. Если определить этот фактор как избыток кинетической энергии вращающихся масс, который ухудшает условия получения теплоты при сгорании топлива, то отключение массивной и габаритной части маховика решает проблему. Да и вообще само по себе изменение момента инерции вращающихся масс двигателя предоставляет новые возможности в деле управления двигателем. Но имеет ли право на жизнь сама попытка использовать такое понятие, как избыток кинетической энергии, если нет такого понятия в официальной теории? Не будет ли это самодеятельностью? Ответить на этот вопрос способна практика, как критерий истины для теории. Если вместо того, чтобы избавляться от избытка кинетической энергии отключением части маховика от вращения вала этот избыток кинетической энергии отправить для выполнения работы, то результат должен быть еще лучше. С этой целью в то же время в конце 90-х нами было предложено… снижать частоту рабочих тактов по мере роста числа оборотов вала двигателя. В этом случае избыток кинетической энергии отправляется на выполнение работы на протяжении возросшего между рабочими тактами времени ставшего нестандартным цикла. В итоге получена возможность увеличить мощность и крутящий момент в два раза при одновременном росте топливной экономичности и экологичности на треть (данные подтверждены инжиниринговой компанией Ricardo в ходе работ по проекту 2/4 SIGHT).

Фактически, получен новый цикл работы мотора, который отличается от двухтактного или четырехтактного тем, что частота выполнения рабочего такта в цикле не является фиксированной во всем диапазоне работы мотора, а совершается по необходимости, доступной для определения расчетами. Такой вывод не мог быть получен традиционной теорией ДВС из-за термодинамики. Термодинамика не позволяет считать, что снижая частоту рабочих тактов для преобразования энергии при сгорании топлива возможно увеличение выполняемой работы. С ее точки зрения это практически то же самое, что и предложение посредством снижения подачи дров в печь получить рост температуры в доме. Но на практике новый цикл дает отличный результат и претензии на причастность к его разработке уже предъявляют в Великобритании и Швеции. Однако приоритет патентов остается за нами. А главное, что только в нашем распоряжении имеется теория, без которой никакие патенты ничего не стоят в связи с тем, что патентование недееспособно без предоставления рационального объяснения. Потому мы, в Sprintech, всерьез подумываем со временем составить конкуренцию ведущим инжиниринговым компаниям, как бы это фантастическим не прозвучало. И надеюсь, что у нас все получится, дорогу осилит идущий.

Как работает бензопила и что означают ее основные характеристики?

Содержание:

  1. 1. Технические характеристики
    1. 1.1. Объемы двигателя, топливного бака и емкости для масла
    2. 1.2. Мощность
    3. 1.3. Вес
    4. 1.4. Длина шины
    5. 1.5. Шаг цепи
  2. 2. Дополнительные свойства
    1. 2.1. Наличие антивибрационной системы
    2. 2.2. Скорость реза
    3. 2.3. Установка воздушного фильтра
    4. 2.4. Тормоз цепи

Основным вопросом, который задают себе покупатели, является самый простой: как купить нужный товар? Но даже у малоизвестных брендов имеется в продаже не один десяток наименований инструмента, не говоря уже о компаниях с мировым именем. Как же выбрать нужный? Для этого стоит разобраться, что означают основные характеристики бензопилы, почему они выделены и всегда ли большие цифры означают высокую производительность, а не только высокую стоимость.

Технические параметры напрямую связаны с конструкцией инструмента и принципом его работы. Например, от объема и типа двигателя зависят мощность, допустимые размеры пильной гарнитуры. От конструкции и используемых материалов – вес.

В целом, конструкция бензопилы – это мотор, механизмы передачи крутящего момента и пильное полотно. Между собой двигатель и цепь соединяют редуктор (система передачи) и система сцепления. Пильное полотно представляет собой шину с размещенной на ней цепью. Поскольку двигатель бензопилы двухтактный, она имеет 2 бака – масляный (для смазки цепи) и топливный (для топливной смеси).

Используется топливная смесь, а не бензин, из-за строения двухтактного двигателя, не имеющего отдельного бака для смазки своих внутренних элементов.

Работа инструмента проходит следующим образом: когда пользователь дергает за «шнурок» стартера — раскручивается коленвал. В том случае, если в баке достаточное количество топливной смеси, то на одном из оборотов срабатывает свеча зажигания — искра воспламеняет смесь. Она, сгорая, выделяет увеличивающиеся в объеме газы, которые толкают поршень.Этот элемент соединён через шатун с коленчатым валом, который по инерции идёт на второй оборот, тем самым продолжая процесс заново уже без участия внешних сил. При запуске пилы двигатель начинает раскручивать ведущую звездочку. На нее в свою очередь крепится пильное полотно, и цепь, ведомая звездочкой, начинает «ходить» в пазах шины. Смазка цепи происходит автоматически при движении — по окончании работ, отключив бензопилу, можно заметить, что из нее вытекает некоторое количество смазочного масла.Это неизрасходованное масло, оставшееся в пазах.

Технические характеристики

Объемы двигателя, топливного бака и емкости для масла

Размеры и вместимость двигателя непосредственно влияют на саму мощность пилы, чем он больше, тем больше выделяется энергии для движения поршня. Объем также указывает, какой расход топлива производит пила за определенное время. Стоит учитывать, что если объем двигателя не соответствует мощности пилы, это уменьшает ее ресурс работы, за счет неэффективности использования.

Объем бака для топливной смеси бывает от 0,3 до 1 литра. В соответствии с этим бак для масла в 1,5-2 раза меньше. Такая разница в объемах помогает при полной нагрузке на инструмент расходовать топливную смесь и масло практически с одинаковой скоростью (около 30-50 минут).

У пил бытового класса объем двигателя достигает 40 куб.см, это 1,5-2 часа без дозаправки. Полупрофессиональные пилы, способные работать по 8 часов имеют движок объемом до 60 куб.см, а профессиональные до 121 куб.см. Модели с большим объемом дополнительно оснащаются элементами облегчения запуска.

Мощность

Чем больше объем двигателя, тем мощнее пила, а, значит, и более производительная. От мощности зависят скорость и интенсивность распила. Измеряется этот показатель в «лошадиных силах» или в кВт (1л.с. = 0,735 кВт). В зависимости от мощности пилы делятся на классы и сферы применения.

  1. До 2 кВт – бытовые
  2. От 0,74 до 2,94 кВт – полупрофессиональные
  3. От 2,94 до 5,15-6 кВт – профессиональные

Бензопилы, обладающие высокой мощностью, требуют дополнительных физических усилий во время работы и знания техники безопасного использования, так как управлять подобным инструментом достаточно сложно. Мощность оборудования может снижаться из-за естественного износа компонентов, использования некачественной топливной смеси и неправильно подобранной пильной гарнитуры.

Номинально, вес пилы — это сумма веса двигателя и корпуса с рукоятками. Зная вес, также можно составить представление о функциональной принадлежности оборудования:

  • Бытовые пилы весят в среднем от 2 до 5 кг. Они не нуждаются в большой мощности и главное требование к ним – удобство и простота выполнения периодических небольших работ (заготовка дров, срезка ветвей).
  • Полупрофессиональные пилы весят несколько больше – 5-7 кг, что говорит о более высокой мощности, а соответственно и расширении фронта работ. Поскольку подобный тип пил часто используют в качестве сучкорезов, в конструкции предусмотрены облегченные шины.
  • Что же касается профессиональных пил, то вес самых мощных из них может достигать 11 кг.«Облегчаются» они за счет применения более легких сплавов (в основном на основе магния) для производства цилиндра и картера. Цель – сделать инструмент легче, но не снижать ресурс работы, надежность и безопасность во время эксплуатации товара.

Фактически, мастер при использовании бензопилы испытывает нагрузку не только этих элементов, но также и веса пильной гарнитуры, полностью заполненных баков для топлива и масла. Поэтому в случае, если небольшая масса является важным критерием, стоит отдать предпочтение бытовым и одноручным пилам – они легче остальных.Этот параметр становится решающим при выборе инструмента для кронирования – срезания верхних ветвей и по всей кроне дерева. Тяжелая бензопила в этом случае не только не эффективна, но еще и опасна – маневренность невысокая, а масса и вибрация мощного двигателя быстро приведут к усталости мастера, ее трудно удерживать на весу и совершенно не возможно делать это одной рукой. Поэтому для данного типа работ и рекомендуют специализированный, облегченный инструмент.

Читать еще:  Om601 сколько масла в двигателе

Также следует учитывать, что людям, которым противопоказаны интенсивные физические нагрузки, не рекомендуется использование бензопил, вес которых превышает 5 кг.

Для работы профессиональным инструментом нужна хорошая физическая подготовка, т.к. для подобных пил по технике безопасности не предусмотрено ременное крепление из-за большого риска в случае непредвиденных осложнений в работе (падение дерева, например). Оператор должен успеть отпустить инструмент, а не освобождаться от него.

Зубчатый упор облегчает управление на профессиональных пилах. Он располагается на корпусе рядом с пильной шиной, поэтому, когда этот элемент упирается в ствол дерева, пилу легче удерживать — она уже находится не на весу.

Длина шины

Шина представляет собой одну из основных частей пильного аппарата. Она является опорой для цепи и каналом ее смазки (за счет движения хвостовиков цепи в пазах, во время работы).

Важная характеристик шины – это длина. Именно она определяет максимальную толщину ствола, которую может распилить инструмент. Чем длиннее шина, тем больше глубина реза.

Как правило, все производители в характеристиках пилы указывают максимальную длину шины. Если же на компактную пилу установить шину больше допустимой, то из-за нехватки мощности передвижение цепи по ней будет дополнительной нагрузкой для двигателя . Так вся пильная гарнитура значительно быстрее износится и увеличится расход топлива.
Бензопилы с короткими и стандартными (30-40 см) шинами чаще встречаются в бытовом классе, а для профессиональных возможна длина от 45 см до 1 метра. При этом стоит учитывать также и то, что при увеличении длины шины возрастает сила отдачи при сопротивлении материала.

Шаг цепи

Пильная цепь является частью пильного аппарата. Состоит из скрепленных заклепками звеньев (зубьев). Ее параметры — шаг цепи, высота профиля, толщина ведущего звена и глубина реза. Среди них основным является шаг цепи — это расстояние между тремя последовательно расположенными заклепками на цепи, деленное на 2.

Цепи делятся на пять групп, в зависимости от размера шага:

14 дюйма (6,35 мм)

Редко используемые в России миниатюрные цепочки. Они устанавливаются на маломощные одноручные пилы.

0,325 дюйма (8,25 мм) и 38 дюйма (9,3 мм)

С таким шагом идут низкопрофильные цепи. Более 80 % пил, производимых во всем мире, комплектуются с подобными цепями. Так же, они являются наиболее безопасными для неопытных пользователей за счет невысокой вероятности обратного удара и низкого уровня вибрации во время работы.

0,404 дюйма (10,26 мм) и 34 дюйма (19,05 мм)

Такой шаг отличает цепь с повышенной производительностью, обладающую крупными звеньями. Эти цепи используются на харвестерном оборудовании и мощных валочных пилах. Большой шаг, за счет этого и более большой слой, снимаемый за один проход, но, соответственно, и сопротивление обрабатываемого материала тоже больше.

Дополнительные свойства

Наличие антивибрационной системы

В первую очередь, применение такой системы необходимо на профессиональных моделях бензопил, т.к. длительная работа с мощным вибрирующим инструментом достаточно пагубно сказывается на суставах и может привести к серьезным последствиям.

Самым простым ее видом является набор резиновых прокладок, расположенных между рукоятками и корпусом. Впрочем, подобная антивибрационная система практически не применяется в современных бензопилах. Как правило, реализован принцип «двух масс»: блок двигателя отделен от блока рукояток и топливного бака.

Зависимость ударов элементов цепи о материал: меньше шаг — меньше снимаемый слой за один проход, соответственно, и сопротивление древесины тоже меньше. В итоге – уровень вибрации естественным образом снижается.

В случае отсутствия нормальной антивибрационной системы в инструменте, несколько лет работы им может привести к печальным последствиям, начиная от нарушения кровообращения в руках и заканчивая более серьезными заболеваниями. Однако, на некоторых бытовых бензопилах антивибрационная система не предусмотрена. Ее отсутствие объясняется, во-первых, непродолжительностью пользования инструментов, а во-вторых, тем, что они не развивают высокой мощности и цепи на них с меньшим шагом.

Скорость реза

Приобретая бензопилу, покупатели зачастую задают вопрос о скорости распиловки древесины конкретным экземпляром цепной пилы (например, нужно ли «давить» на весь инструмент при работе). Отвечаем: в первую очередь это зависит от состояния пильной гарнитуры и, в частности, цепи. При работе тупой цепью не только будет низкая эффективность распиловки, но и повышается вероятность выхода пилы из строя, так как нагрузка на двигатель увеличивается. Поэтому при профессиональном использовании рекомендуется регулярно «править» цепь (например, в конце рабочего дня). Кроме того, немалый вклад в производительность вносит и форма режущего зуба и шаг цепи.

Некоторые производители указывают скорость реза в паспорте товара. Однако, всегда необходимо помнить о том, что подобные данные весьма условны, так как невозможно просчитать все варианты реза при сопротивлении всех имеющихся материалов. Но не вызывает сомнений, что, информируя нас о подобных показателях, производитель тем самым берет на себя ответственность об уровне работы оборудования. И, зная скорость реза, можно рассчитывать, что ваша бензопила способна на подобное без угрозы ее целостности.

Установка воздушного фильтра

Смысл наличия воздушного фильтра в бензопилах заключается в том, что он удерживает пыль, опилки и иные мелкие частицы от попадания в двигатель и ходовые части. Система защиты в этом случае двусоставная: первым барьером станет крыльчатка, закрепленная на валу мотора, а последующим – сам воздушный фильтр, капроновый или фетровый. Этот элемент удерживает большинство загрязнителей, в процессе техобслуживания легко моется или заменяется. Также может быть пропитан специальными маслами, повышающими коэффициент улавливания микрочастиц и предотвращая их «цементирование».

Тормоз цепи

Данная функция является прямой необходимостью, исходящей из особенностей работы бензопилы: при «обратном ударе» или случайном разрыве цепи, оператору может быть нанесен непоправимый вред. Поэтому лучшим решением в этом случае является остановка цепи. Она происходит посредством механизма, который активизируется за счет щитка бензопилы. Если в него упирается рука пильщика, то посредством рычага усилие передается на тормоз и цепь блокируется. Это может произойти и автоматически.

Полезно не только гонщикам! Как сила инерции влияет на скорость автомобиля?

При дискуссиях о весе автомобиля всегда надо помнить о силе инерции вращающихся масс. Для инженеров это достаточно известное понятие. Используя математические методы можно рассчитать влияния инерции на вес, а, соответственно, и скорость автомобиля.Во время ускорения силы инерции воздействуют на вес автомобиля. Для болида нужно добавить 10% веса автомобиля, чтобы учесть вращающиеся массы.

Любой расчет подлежит практической проверке. Если при вычислениях не учесть инерцию вращающихся масс, то реальное ускорение окажется меньше расчетного. Автомобиль будет набрать обороты медленнее, чем он мог бы это делать с имеющейся у него мощностью двигателя и весом. Все что начинает двигаться требует ускорения в том направлении, которое задано, включая вращение.
Для большинства автомобилей вращающиеся массы в значительной степени являются неизменными (колеса, тормозные диски, карданные валы, дифференциалы и пр.). Они как бы увеличивают вес автомобиля, делают его более тяжелым. Если катиться накатом вниз без приложения усилий, то автомобиль тоже ведет себя как более тяжелый.
Инерция вращающихся масс изменяется линейно.
Вращение деталей двигателя (и коробки передач) отличается на различных этапах. Скорость вращения зависит от передачи. На первой передаче двигатель должен разгоняться до высоких оборотов в небольшом диапазоне числа оборотов, поэтому инерция вращающихся масс здесь оказывает большее влияние, чем на высшей передаче.
Инерция вращающихся масс помогает при переключении передач (например, со 2-й на 3-ю). Если переключение передачи произойдет быстро, то автомобиль благодаря силе инерции легко справляется с «импульсом» неожиданного снижения числа оборотов двигателя к тем, которые соответствуют этой же скорости автомобиля на более высокой передаче. Но здесь надо побеспокоиться о надежности.
Когда ускорение автомобиля ограничено пробуксовкой, мощность двигателя поможет преодолеть силу инерции вращающихся деталей трансмиссии, однако, неведущие колеса будут замедлять ускорение.
В 80-х годах в некоторых командах Ф-1начались работы по моделированию времени прохождения болидом круга. Возник вопрос о влиянии силы инерции на различные части автомобиля. Однако, в то время этот вид технической информации был недоступен.
По таким причинам, как сокращение затрат и запрещение применение непривычных материалов (которые не будут использоваться в дорожных автомобилях), регламент вынуждает производителей двигателей Ф-1 делать их относительно тяжелыми по сравнению с теми, которые можно создать. Хотя двигатели Ф-1, все равно, гораздо легче двигателей дорожных автомобилей.
В прошлом установка ограничителей оборотов двигателя, чтоб не допустить превышение нормы, стола проблемой для некоторых силовых агрегатов Ф-1 (тогда инженеры имели меньше знаний, но больше свободы). Простое (грубое) устройство по ограничению оборотов прекращало подачу искры к определенным цилиндрам, когда скорость вращения коленвала превышала разрешенную, до тех пор, пока число оборотов не становилось ниже критического уровня.
У легкого двигателя достаточно было одного поршня, создающего более высокие обороты при ненагруженном двигателе, чтобы направить двигатель в «красную зону». Поэтому инженеры изобрели инструменты, чтобы ограничить ускорение двигателя. Такая защита была принята создателями регламента и использовалась в гонках. Были применены эффективная установка угла опережения зажигания, снижение искрообразования и т.п. Двигатель стал представлять более тяжелый агрегат. Тогда вес не учитывался вместе с весом автомобиля. И все же движущиеся части автомобиля были достаточно легкими.
Затем инженеры стали задумываться не только об ограничении ускорения двигателя. Возникла идея об управлении сцеплением шин с дорогой на первой передаче. С помощью пилота регулируется необходимая степень ускорения. Используется 1-я передача, потому что ускорение на первой переде будет действительно медленным, если на 2-й передаче будет настроено ограничение ускорения.
Пилоты 90-х годов жаловались на неудобства. Они хотели, чтобы они использовали 2-ю или лучше 3-ю передачу, где они могли бы управлять сцеплением шин с дорогой, хотя теоретически это было невозможно.
Почему это так происходит, поясняется следующим. На одной из гонок инженеры столкнулись с проблемой большого пропуска зажигания на трассе. Инженеры впустую проверяли электронику, провода, свечи зажигания. Но в действительности причиной стало прогорание поршней. Почему же это произошло.
Тогда была механическая система впрыска очень простая по своей сути. Фиксированный объем топлива впрыскивается в двигатель во время каждого цикла (за два оборота коленвала). Объем топлива изменялся с помощью кулачка распределительного вала, который регулировал этот объем в зависимости от положения дроссельной заслонки и небольших изменен6ий числа оборотов. «Карты двигателя» применяемые на современных болидах, тогда были невозможны. Во время гонки к повышенному атмосферному давлению (была территория высокого давления) добавлялась низкая температура (гонка была ячной ночью). Эти два фвктора (высокое давление и низкая температура) увеличивали плотность воздуха, а двигатель с его ограниченным потоком топлива вращался слишком медленно. Это и явилось причиной поломок.

Читать еще:  Чем измеряется ток двигателя

Карбюраторы могут справляться с этой проблемой легче, чем ранние системы впрыска топлива, если те были плохо отрегулированы. Необходимость реагировать на чрезмерное изменение плотности воздуха является хорошо понятной проблемой для двигателей дорожных автомобилей. Они должны одинаково хорошо работать на большой высоте относительно уровня моря, в различных условиях жаркого и холодного климата.
Двигатели Ф-1 также должны быть отрегулированы (топливо, воспламенение) в зависимости от окружающей среды. Сегодня лямбда-зонд (датчик количества кислорода в отработавших газах) используется совместно с электронной системой впрыска топлива, чтобы замерить содержание топливно-воздушной смеси после сгорания.
Даже с механической системой, чтобы препятствовать тому, что произошло (прогорание поршней) необходимо настроить карту двигателя, базирующуюся на измерении температуры и давлении воздуха, поступающего в двигатель (что влияет на плотность воздуха). В идеале также нужно измерить влажность и температуру топлива. Поскольку разрешено замерять атмосферное давление, то имеется все необходимое, чтобы определять предел ускорения оборотов двигателя на любой передаче.
Это делается так. Датчик атмосферного давления должен измерять давление внутри воздухозаборника, потому, что это тот воздух, который засасывает двигатель. Воздухозаборник тщательно сконструирован таким образом, чтобы в полной мере воспользоваться скоростным движением болида вперед и захватить как можно больше воздуха. Тем самым увеличивается плотность воздуха.
Не разрешены датчики, которые могли бы сообщать блоку управления двигателем (ECU) на какой передаче двигается автомобиль. Тем не менее, при испытаниях на трассе можно использовать зависимость изменения давления в воздухозаборнике от скорости автомобиля, чтобы установить передачу. Если давление при движении на «Х» выше уровня окружающей среды, которое было на старте, значит автомобиль вероятно на такой-то передаче. Процесс можно усовершенствовать. Надо знать обороты двигателя (просто другой его параметр). Это быстрый контроль тяговых усилий.

Момент инерции высокоточных редукторов Nabtesco

В дополнение к разговору о точности редукторов Nabtesco, статье Безлюфтовый редуктор – люфт и КПД, на эксплуатационные характеристики оборудования также влияет момент инерции самого редуктора.

Момент инерции — мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости). (Определение с сайта Wikipedia.org).

Всю цепочку привода, от электродвигателя до конечного элемента оборудования заказчика можно рассматривать как совокупность масс, которые вращаются: вращается ротор электродвигателя, вращается входной вал редуктора, вращаются элементы редуктора и далее выходной вал, вращается приводимое оборудование заказчика. У каждого из компонент данной цепочки есть свой момент инерции, как мера инертности, и каждый из компонент вращается с разной скоростью, при этом масса вращающихся деталей (и, как правило, и момент инерции) растет по направлению от электродвигателя, а скорость, наоборот – падает. То есть ротор двигателя имеет минимальную массу, но вращается с большой скоростью, а приводимое оборудование – наоборот, имея большую массу, вращается тем медленнее, чем больше передаточное отношение редуктора.

При этом энергия электродвигателя расходуется не только на полезную работу. Производимую оборудованием, но и на разгон элементов привода, в частности, на то, чтобы ускорить шестерни в редукторе – тоже нужна энергия.Очевидно, что необходимо по мере возможности снижать моменты инерции компонентов привода. В особенности если от привода требуется высокая динамика – именно при динамических нагрузка – при ускорениях и тратится бесполезная энергия, как произведение момента инерции тела на угловое ускорение.

Благодаря уникальности принципа работы планетарно-цевочного редуктора Nabtesco наши редукторы обладают минимально возможными моментами инерции, то есть по минимуму «мешают» электродвигателю осуществлять полезную работу. Судите сами: на валу электродвигателя установлена лишь небольшая шестерня (редукторы RV-N) или вал-шестерня (редукторы RV-E), которая имеет очень небольшой диаметр, и, соответственно, момент инерции. Далее крутящий момент передается на 3 зубчатых колеса, также небольшого диаметра, которые приводят эксцентриковые валы. Наиболее тяжелый элемент циклоидного редуктора – циклоидные диски, в результате, вращаются с минимальной скоростью, близкой к скорости вращения выходного вала.

Особенно важным является минимизация момента инерции для сервопривода, где динамика гораздо больше чем в обычном, общемашиностроительном сегменте приводной техники. В том числе и по причине минимальной инерционности редукторы Nabtesco получили широкое распространение в робототехнике, где требования к динамике наивысшие. Учитывая стойкость к ударным перегрузкам, отсутствие люфтов и другие преимущества циклоидной схемы передачи крутящего момента Nabtesco, наши редукторы предоставляют пользователю уникальные характеристики.

Оставить заявку на поставку оборудования

Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн или скачать в формате doc, заполнить на собственном компьютере и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.

Для оформления заявки вам необходимо заполнить опросный лист. Вы можете сделать это онлайн, открыв сайт на компьютере, или скачать его формате doc, заполнить, и отправить нам почтой или через сайт. После оформления заявки вы сразу получите расчетный лист.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector