Шкивы влияющие на обороты двигателя - Автомобильный журнал
Arskama.ru

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

Шкивы влияющие на обороты двигателя

Как продлить жизнь генератору на высоких оборотах, увеличенный шкиф генератора.

Привет всем, сегодня будет краткий экскурс о том как тяжела жизнь генератора на автомобилях с повышенным холостым ходом и высокими рабочими оборотами.

Итак, за время владения данным автомобилем на нем успело побывать 4 генератора.
Первый генератор с рабочим током до 85 ампер устанавливался на заводе, он был произведен в республике Беларусь, завод БАТЭ. Все последующие генераторы были произведены заводом КЗАТЕ, последний из них с током 140 ампер.

Любой генератор в интересующей нас части описывается несколькими характеристиками.

Основные характеристики генератора:

— направление вращения
— габаритные размеры
— вес
— напряжение на выходе при заданных оборотах
— выходной ток генератора при заданных оборотах
— максимальные обороты генератора

Основное — токоскоростная характеристика генератора, выглядит она подобным образом.

Конкретно данная характеристика немного лукавит и показывает выходной ток в зависимости от оборотов на коленчатом валу двигателя, но никак не на валу самого генератора. Данный факт легко понять исходя из характеристик генераторов размещенных чуть ниже графика токоскоростной характеристики.

Генераторы для десятого семейства и приора в частности имеют характеристики:

КЗАТЭ 9402.3701
выходной ток — 85 А при 6000 оборотов
передаточное число 1:2.4

КЗАТЭ 9402.3701-14
выходной ток — 115 А при 6000 оборотов
передаточное число 1:2.4

КЗАТЭ 9402.3701-14M
выходной ток — 140 А при 8000 оборотов
передаточное число 1:2.4

Напряжение, габаритные размеры и вес отличаются незначительно, как следствие они взаимозаменяемы!
Ранее в характеристиках указывалось, сейчас практически очень сложно найти информацию о максимальных оборотах, для классических генераторов была цифра в пределах 12000 оборотов. Наверное, ты уже думаешь, что необходимо крутить двигатель в 5000-6000 оборотов чтобы генератор отдавал максимальную мощность и не доволен этим, а вот для того чтобы его «развалить» нужно крутить в 12000. На самом деле это не так, и вот почему, обрати внимание на передаточное число в характеристиках, оно отвечает за «подгонку» оборотов двигателя к необходимым генератору. Как следствие, двигатель работающий на 1000 оборотов, околотиповые обороты в тюнинге, с учетом передачи через пару шкивов раскручивает генератор до 2400 оборотов и т.д. и т.п.

Чтобы не заморачиваться делаем маленькую табличку при помощи Microsoft Excel, очень хорошая программа, чего только в ней не делал, даже калькулятор тональности выпуска, прошлый БЖ. В общем забиваем забиваем необходимые данные и получаем.

Забыл добавить холостой ход, но никогда не поздно
880 оборотов — 1575 при 1,79; 1795 при 2,04; 2112 при 2,4…
Как следствие при имеющемся передаточном числе для сохранения уровня зарядки относительно завода необходим холостой ход 1180 оборотов, тут нужно сказать что это немного выше того что у меня было, а было 1050 оборотов с нормальным таким тыр пыр.

Установка такого шкива на заводской мотор не оправдана!

Наверное читателю стало интересно откуда взялись передаточные числа 1,79 и 2,04?
Так вот, передаточное число 2,04 было на всем классическом семействе в карбюраторную пору, а также на переднеприводном с карбюратором, при переходе на инжектор потребовалось более стабильное питание и передаточное число было изменено в сторону увеличения оборотов генератора. Передаточное число 1,79 это мой колхоз вариант который реализован заменой шкива на генераторе.

Небольшая фотосессия различных шкивов:

КПД электродвигателей

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Электрическими двигателями переменного или постоянного тока комплектуются приводы станков, насосов и вентиляторов, а также других механизмов, используемых на предприятиях тяжелой и легкой промышленности. Рентабельность производства напрямую зависит от себестоимости продукции, на которую в большой степени влияет эффективность эксплуатации оборудования, поэтому КПД и мощность электродвигателя являются основными параметрами, на основании которых выполняется подбор привода.

Определение КПД электродвигателя

Принцип работы любой электрической машины основан на преобразовании энергии тока, протекающего по обмоткам статора и создающего магнитное поле, во вращение ротора. Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя определяется соотношением вырабатываемой им механической мощности на валу (p2) к полной мощности, потребляемой из сети (p1) и выражается в процентах:

Исходя из формулы, следует, что чем ближе этот параметр к единице, тем выше будет эффективность использования оборудования.

Факторы, влияющие на величину КПД

Коэффициент полезного действия никогда не может быть равным единице, так как существуют неизбежные потери, снижающие полезную мощность. Они делятся на три группы:

  • электрические;
  • магнитные;
  • механические.

Электрические потери зависят от степени нагрузки двигателя и являются следствием нагрева обмоток статора, вызванного работой тока по преодолению электрического сопротивления проводников, из которых они выполнены. Поэтому максимальный КПД электродвигателя достигается, когда нагрузка на двигатель составляет 75% от максимальной расчетной величины.

Читать еще:  Что может шуметь в двигателе мопеда

Магнитные потери происходят из-за неизбежного перемагничивания активного железа статора и ротора, а также возникновения в нем вихревых токов.

Третья группа обусловлена наличием трения в подшипниках, на которых вращается вал, а также сопротивлением, оказываемым воздухом крыльчатке вентилятора и самому ротору (якорю). Из-за наличия щеточно-коллекторного узла КПД электродвигателя постоянного тока несколько ниже коэффициента полезного действия машин с короткозамкнутым ротором. Это также относится к асинхронным электродвигателям с фазным ротором из-за дополнительного трения щеток об контактные кольца.

Способы повысить КПД двигателя

Следует помнить, что реальный коэффициент полезного действия может несколько отличатся от паспортных величин, указанных на шильдике двигателя. Чтобы выполнить расчет КПД электродвигателя в реальных условиях эксплуатации, необходимо учитывать неравномерность распределения питающего напряжения в фазах. В зависимости от величины асимметрии падение полезной мощности может достигать 5-7%.

Увеличение КПД электрической машины возможно только за счет снижения потерь и контроля качества силовой сети.

Механические потери можно уменьшить благодаря более качественным подшипникам, установки крыльчатки вентилятора, выполненной из современных материалов для уменьшения сопротивлению воздуху. Нагрев обмоток можно уменьшить благодаря использованию обмоточных проводов, выполненных из очищенной меди, имеющих меньшее сопротивление.

Снизить потери на перемагничивание активного железа и минимизировать влияние вихревых токов можно используя для набора сердечника необходимо использовать качественную электромагнитную сталь с надежной изоляцией. Кроме того, ведутся работы по разработке наилучшей геометрии зубцов статора, благодаря которым будет увеличена концентрация магнитного поля.

В реальности КПД асинхронного электродвигателя можно несколько увеличить за счет использования частотного преобразователя, позволяющего оптимизировать расход электроэнергии. Следует помнить, что эффективность эксплуатации двигателя с КПД 98% сильно упадет, если его использовать для приведения в движения механизма, имеющего более низкий коэффициент полезного действия.

Как выбрать шкив коленвала

В автомобиле достаточно таких деталей, которые даже при разборке может быть нелегко заметить. Одной из таких деталей является шкив коленчатого вала – небольшое дискообразное изделие, которое берет на себя очень важную задачу. А именно передачу крутящего момента. В этой статье мы рассмотрим данную задачу «под микроскопом», а также определимся с тем, как определить неисправность шкива коленвала. Также мы ответим на вопросы о необходимости его замены и представим методику подбора запчасти. Заранее отметим, что не привлекающий к себе внимания шкив довольно редко выходит из строя, однако, в случае поломки игнорировать проблему никак нельзя – падает работоспособность нескольких систем авто.

Важные особенности

Работа отдельных автомобильных агрегатов обеспечивается энергией, которая передается от вращающегося коленчатого вала. Так, например, вращение колес обеспечивается сложной системой шестерен и валов, а вот помпа, кондиционер, ГРМ и генератор вращается от шкива коленвала. Это небольшая деталь отличается высокой прочностью и низкой отказоустойчивостью. Фактически, она может прослужить столько же, сколько прослужит автомобиль вплоть до его отправки на утилизацию.

По факту видов шкивов коленвала автомобилей немало. По крайней мере в том смысле, в каком это видится производителю – каждая группа инженеров вправе прибегать к своим собственным конструкторским решениям и создавать свои варианты шкивов. На сегодняшний день разновидностей этой детали осталось уже не так много, однако деление на типы имеет обоснование. Каждый шкив приспособлен под определенные условия эксплуатации автотранспортного средства , так что водителю важно понимать, что пара шкивов далеко не всегда может быть взаимозаменяемой. Отчасти это упрощает задачу покупателя, поскольку шкив достаточно искать по данным автомобиля или же по его идентификационному номеру.

Назначение и устройство

Шкив коленвала представляет собой изделие дисковой формы. В центре находится специальное отверстие, при помощи которого вся деталь может быть насажена на переднюю часть коленчатого вала. Там же находится небольшая канавка, предназначенная для установки так называемой шпонки. На внешней части шкива имеются канавки. Как автолюбитель уже наверняка догадался, в канавки сделаны под приводные ремни .

В подавляющем большинстве случаев наружная часть шкива представляет собой диск с периферией, которые соединены особо прочной резиной. На шкиве можно заметить небольшие запилы и ямки – они нужны для того, чтобы деталь, по большей части являющаяся увесистым металлическим изделием, была сбалансирована. Хорошо сбалансированный шкив справляется со следующими задачами:

  • Охлаждение ремней;
  • Амортизация в тех случаях, когда меняется характер вращения;
  • Передача энергии навесного оборудованию через ременную передачу;
  • Балансировка коленвала по ходу его работы.

В идеале, шкив коленчатого вала служит десять лет. На длительность работы влияет множество факторов, в числе которых характер работы силового агрегата, состояние смежных узлов. Шкив не является обслуживаемой деталью , а идеи о его ремонте далеки от реальности – деталь нужно восстановить и сбалансировать, что иногда бывает так же сложно, как выточить новое изделие из цельной металлической заготовки. При изготовлении шкивов на заводе в ход идет литье и филигранная токарная обработка, с которой справится не всякий мастер. Так что если шкив коленвала вышел из строя, надо брать новый.

Читать еще:  Устойчивость режима работы двигателя

Разновидности шкивов

Как мы уже писали ранее, автопроизводители могут ввести в конструкцию своих авто различные шкивы. Хоть внешне деталь с авто одной марки может внешне не отличаться от детали другой, разница есть всегда. И дело здесь не только в форме, но и в балансировке. Тем не менее шкивы делятся на несколько типов. А именно:

  1. Под клиновый ремень. Именно шкивы под такой ремень установлены на подавляющем числе легковых, грузовых, спортивных автомобилей. Шкив под ремень является той самой цельнолитной или цельносварной деталью, о которой говорилось выше. Прокручиванию шкива препятствует шпонка на коленвале, а сама деталь крепится гайкой (в редких случаях болтом);
  2. Зубчатый шкив. На современных ГРМ далеко не всегда используется цепная передача. С целью облегчения всей системы конструкторы решили использовать специальные ремни. Зубчатый шкив на своей внешнем ободе имеет зубья, с которыми сцепляются пазы на внутренней поверхности ремня. Несмотря на кажущуюся уязвимость зубьев, они почти не истираются;
  3. Демпферный шкив. Зубчатые шкивы позволили решить проблему несовпадения углов вращения, а демпферные позволяют решить проблему импульсных механических воздействий, непременно возникающих в систему газораспределения авто. Такой шкив имеет резиновую прослойку, разделяющую рабочий диск и внутреннюю обойму – демпфер.

Вся тройка шкивов имеет свои достоинства и недостатки. Важно понимать, что конструктивное исполнение шкива зависит и от того, как устроены смежные с ними элементы и каковы особенности их работы. Те же демпферные шкивы позволили решить проблемы механических воздействий и вибраций, возникающих при запуске двигателя и изменении частоты, с которой вращается коленвал. Вместе с тем демпфер шкива довольно быстро выходит из строя. Давайте уделим этому чуть больше внимания.

Демпферные или монолитные шквивы?

На практике было доказано, что нейтрализовать колебания двигателя довольно просто при помощи демпфера крутильных колебаний. Такие демпферы широко используются в дизельных автомобилях, тем временем как в бензиновых они встречаются не так часто (обычно в грузовиках и автобусах). На легковых авто шкив коленвала обычно цельнометаллический, что является его ахиллесовой пятой – свободно передающиеся от двигателя вибрации приводят к быстрому износа шкива, вследствие чего до гарантируемых производителем 10 лет работы он не дотягивает . Достоинства демпферного шкива таковы:

  • Снижается шумность мотора;
  • Амплитуда крутильных колебаний снижается в 2-5 раза – это повышает живучесть шкива и смежных с ним узлов (быстро изнашивается только демпфер);
  • Эффективно гасятся рывковые нагрузки;
  • Повышает топливную эффективность и эконологичность автомобиля.

Зачем нужна обгонная муфта

В основе работы автомобильного генератора лежит электромагнитная индукция. Через катушку идет магнитный поток, изменяет свои значения, и появляется электрическое напряжение. Источниками полей являются ротор (переменный ток) и статор (электрический). При повороте ключа зажигания на генераторную обмотку передается ток, магнитное поле запускает ротор и коленчатый вал. Генератор и вал связаны ремнем. Переменный ток в постоянный превращает выпрямительный блок. Регулятор напряжения регулирует его значения. В данной статье мы постараемся ответить на вопрос: зачем нужна обгонная муфта?

Ременная передача – слабое место в генераторе. Он от силы служит 30 тысяч км и обрывается. Причина – неравномерная работа двигателя, подача крутящего момента импульсами соответственно сгоранию топлива. При разгоне и торможении ремень натягивается и сжимается, но все равно в итоге рвется. Чтобы сократить этот эффект, потребуется обгонная муфта. Она присоединяется к шкиву генератора и состоит из:

  • Внутренней обоймы, которая сцеплена с ротором;
  • Наружной части, которая выходит на шкив.

По работе обгонная муфта равна бендиксу стартера. Когда роторный вал сильно нагревается при сгорании бензина и воздуха, стопорные ролики смыкают обоймы и отдают крутящий момент. При неполном сгорании смеси и притормаживании коленвала обоймы рассоединяются. Это сокращает негативный эффект разных скоростей.

На внутренней стороне муфты есть пазы, на внешнем – пружины для выталкивания роликов. Последние отдают крутящий момент при смыкании. Различают храповые муфты, в которых вместо пазов есть зубья в одинаковом направлении и собачка, прижимающаяся к внешнему кольцу пружиной и замыкающая части. Эти муфты действуют автоматически, что делает устройство быстродействующим и износостойким.

Конструкция устройства проста, но она имеет недостатки. У роликовых муфт это:

  • Невозможность регулировать механизм;
  • Необходимость строгости соосности валов;
  • Трудное изготовление.

В храповой муфте недостатками являются возможные удары при зацеплении собачки зубьями, что ограничивает скорость. Также такие муфты сильно шумят, их зубья со временем истираются. Зато храповые механизмы могут ремонтироваться, в отличие от роликовых.

И все же обгонные муфты популярны среди автовладельцев. Они служат долго (до 100 тысяч км), высоконадежны, повышают срок эксплуатации передачи. Замена муфты намного дешевле, чем система из ремня, натяжителя и роликов. Привод с муфтой служит в 5-6 раз дольше, чем без нее, и работает тише.

Читать еще:  Чем промыть двигатель после капиталки

Обгонная муфта генератора

В современных двигателях повышенный уровень крутильных колебаний на коленчатом валу. Это особенно актуально для дизельных двигателей, которые были модифицированы в соответствии со стандартами Euro 4, 5 или 6. Эти колебания частично обусловлены большими силами, действующими на вал, и влияют на неравномерную скорость вращения шкива на валу.

Крутильные колебания способствуют чрезмерному износу подшипника, шуму вспомогательного ремня и, в крайних случаях, поломке коленчатого вала. Важно гасить чрезмерную вибрацию. Большинство современных автомобилей используют для этой цели маховик. Шкивы демпфера вибрации также широко используются.

В дополнение к этим двум элементам демпфирование также имеет место на шкиве генератора переменного тока (применение более мощных генераторов переменного тока вызывает более серьезные колебания).

Для демпфирования вибраций на генераторе используются две разные системы: односторонняя обгонная муфта и развязывающий расцепитель альтарнатора.

Для чего нужна обгонная муфта

Муфта вращается в одном направлении и сразу же блокируется в обратном, в то время как расцепитель свободно вращается в одном направлении и допускает небольшой угол поворота в противоположном. Эти движения, в основном, требуются, когда частота вращения двигателя падает, например, при выключении двигателя или переключении передач (тяжелый ротор генератора может продолжать вращаться с более высокой скоростью по сравнению со скоростью шкива) и для гашения непостоянной скорости ремня.

Обгонная муфта генератора обычно имеет цвет нержавеющей стали, в то время как расцепитель обычно черного цвета . Преждевременный износ натяжителя может быть вызван неисправностью муфты или использованием твердого шкива вместо нее. Кроме того, использование муфты, где требуется расцепитель, приведет к преждевременному отказу.

Изношенный механизм может привести к поломке натяжного элемента; когда двигатель работает на холостом ходу, можно заметить чрезмерное движение натяжителя (что может привести к его повреждению). Поэтому можно точно предположить, что генератор больше не работает должным образом, когда фактически повреждена муфта.

Натяжение ремня необходимо регулярно проверять: если оно недостаточно, ремень может проскользнуть, что приведет к снижению мощности генератора и индикации неисправности. Муфты следует использовать только для рекомендованных генераторов.

На холостом ходу двигателя рекомендуется проверить натяжитель на предмет ненормального движения. При наличии поломок, возможно, муфту потребуется заменить. При работающем двигателе на высокой скорости: заглушите двигатель и прислушайтесь к ненормальному шуму ротора генератора. При наличии проблемы могут иметь место изношенные подшипники.

Тестирование вне автомобиля: для проверки муфты нужно держать внешнее кольцо одной рукой, а внутреннее кольцо – другой. Должна быть возможность поворачивать внутреннее кольцо по часовой стрелке, а не против, иначе будут повреждения.

Причины беспроблемного вращения вала

Если вал вращается без проблем, возможной причиной является поломка муфты. Следствие: генератор не будет заряжаться, он будет генерировать тепло, из-за этого будут возникать тепловые повреждения, обесцвечивание металла.

  • неправильная деталь, не предназначенная для применения (сильная крутильная вибрация);
  • щит не использовался (потеря смазки, выделение тепла);
  • проблема с муфтой.

Опознать проблему можно по признакам:

  • смазка черная и потеряла свои свойства,
  • на выступах наружного кольца глубокие ямки,
  • все иглы шкива были повреждены,
  • повреждено внутреннее кольцо (вмятины на дорожке качения),
  • коррозия на внутреннем и наружном кольцах.

Если вал не вращается ни в одном направлении, возможной причиной является поломка пружины или втулки. Основная причина: запчасть не предназначена для применения; в цилиндре сильные крутильные колебания.

Зачем необходима обгонная муфта на генераторе

Двигатели генерируют крутящий момент с периодически меняющимися характеристиками. Это вызывает различные типы вибраций, передаваемых на корпус, систему привода и ременную передачу вспомогательных устройств. Конструкторы транспортных средств пытаются устранить это неблагоприятное явление различными способами.

Механизмы свободного хода генератора уменьшают вибрации во вспомогательном ременном приводе. Высокое качество этих продуктов обусловлено многолетним опытом конструирования и производства этих элементов и использованием соответствующих материалов. Основной задачей механизма свободного хода является гашение вибраций, возникающих во вспомогательном ременном приводе, что повышает долговечность ремня и его взаимодействующих элементов.

Применение этого решения также значительно снижает уровень шума, создаваемого приводом. Все больше транспортных средств не могут обойтись без этого решения.

Основными причинами этого являются:

  • переключение оборотов холостого хода на более низкие обороты двигателя;
  • увеличение массы роторов генератора переменного тока;
  • уменьшение размера двигателя за счет уменьшения количества цилиндров.

Повреждение любого из компонентов, которые работают с ремнем привода, может привести к его износу или падению со шкивов. На некоторых автомобилях потертый ремень может попасть в привод ГРМ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector