Что это неравномерность вращения двигателя - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что это неравномерность вращения двигателя

Что такое неравномерность оборотов двигателя

Сегодня и не найти такого водителя Daewoo Sens, который бы не сталкивался с проблемой плавающих оборотов двигателя на холостом ходу. Этой напасти могут быть подвержены даже сравнительно новые авто, использующие самые качественные запчасти Дэу Сенс.

Нестабильная работа мотора является симптомом широчайшего спектра неисправностей :

  1. Подсос воздуха за дроссельной заслонкой
  2. Поломка регулятора холостого хода (РХХ)
  3. Поломка датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)
  4. Износ дроссельной заслонки
  5. Неисправность системы зажигания
  6. и пр.

Чтобы устранить плавающие обороты, нужно вначале провести тщательную диагностику работы двигателя. При этом в первую очередь необходимо обратить внимание на ошибки аварийного индикатора Check Engine.

Для расшифровки ошибок системы аварийного оповещения мастеру понадобится комплекс специальных программно-технических средств.

Помимо непосредственной расшифровки ошибок при помощи специализированного ПО можно провести анализ режимов работы впускного тракта, зажигания и многих других функциональных систем ДВС.

Каждый случай ремонта ZAZ Sens является по сути уникальным, поэтому давать какие-то конкретные рекомендации для устранения плавающих оборотов смысла нет. Можно лишь описать некоторые из случаев ремонта, благодаря которым удавалось забороть нестабильную работу двигателя.

Выбирайте положение P при пуске двигателя или на стоянке.

Чтобы переместить селектор передач из положения P , необходимо выжать педаль тормоза и выбрать положение зажигания II , см. Положение ключа — функции с разными уровнями .

В положении P коробка передач механически заблокирована. Кроме того на стоянке следует приложить стояночный тормоз .

Примечание

Чтобы автомобиль можно было заблокировать и поставить на сигнализацию, селектор передач должен находиться в положении P.

Важно!

При выборе положения P автомобиль должен стоять на месте.

Предупреждение

Обязательно используйте стояночный тормоз при парковке на наклонной поверхности — переключения на нейтраль недостаточно, чтобы удержать автомобиль на месте в любых ситуациях.

Устройство системы питания автомобиля

Динамический расчёт кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. По этим силам производятся расчёты основных деталей на прочность и износ, а также определение неравномерности крутящего момента и степени неравномерности хода двигателя. Во время работы двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют: силы от давления газов в цилиндре; силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс; центробежные силы; силы от давления на поршень со стороны картера и силы тяжести. В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатун­ном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала.

Исходные данные для динамического расчёта двигателя:

Диаметр цилиндра D = 0,12 м.

Ход поршня S = 0,14 м.

Длина шатуна L = 0,25 м.

Частота вращения коленчатого вала двигателя n = 1500 мин -1 .

Масса поршневого комплекта mП. = 3,1 кг.

Масса шатуна в сборе mL. = 4,3 кг.

Безразмерная координата центра масс шатуна LB/L = 0,32.

Наружный диаметр шатунной шейки d = 0,078 м.

Диаметр полости в шатунной шейке d1 = 0,031 м.

Длина шатунной шейки с = 0,051 м.

Плотность материала коленчатого вала ρ = 7,8∙10 3 .

Ширина щеки h = 0,15 м.

Высота щеки Н = 0,175 м.

Безразмерная координата центра масс щеки ХЩ./R = 0,5.

Толщина противовеса b = 0,0285 м.

Вспомогательные расчёты двигателя

Площадь поршня, м 2

Радиус кривошипа, м

Угловая частота вращения коленчатого вала, с -1

Прямолинейно движущаяся масса в цилиндре двигателя, кг

Вращающаяся масса шатуна в отсеке двигателя, кг

Масса шатунной шейки, приведенная к её оси, кг

Масса щеки, приведенная к оси шатунной шейки, кг

Приведенная масса кривошипа, кг

Вращающаяся масса в отсеке двигателя, кг

Сила инерции вращающейся массы, кН

Расчёт сил и крутящего момента в отсеке двигателя

Сила давления газов, кН

где р – текущее значение давления газов в цилиндре, МПа.
Значение р выбирается для текущего значения угла поворота кривошипа
из расчёта рабочего процесса (табл. А.1).

Ускорение прямолинейно движущейся массы, м/с 2

где α – угол поворота кривошипа, градусы.

Сила инерции прямолинейно движущейся массы, кН

Суммарная сила, действующая в точке сочленения поршня с шатуном, кН

Нормальная сила, передаваемая поршнем на стенку цилиндра, кН

где β – угол отклонения шатуна от вертикали, градусы

Сила, передаваемая по шатуну на кривошип, кН

Радиальная составляющая силы QA на кривошипе, кН

Полная радиальная сила в отсеке, кН

Тангенциальная составляющая силы QA на кривошипе, кН

Крутящий момент на кривошипе, кН∙м

Расчёт сил и крутящего момента в отсеке двигателя на интервале углов поворота кривошипа от нуля до 710º с шагом Δα = 10º приведен в таблице 4.1. На рисунках 4.1 и 4.2 изображены графики зависимостей рассчитанных сил от угла поворота кривошипа. Для наглядности, зависимости крутящего момента на кривошипе и общего крутящего момента, рассчитываемого ниже, от угла поворота кривошипа, изображены на одном графике (рис. 4.3).

Расчёт крутящих моментов, передаваемых коренными шейками

Чтобы результаты расчёта были максимально наглядными, необходимо предварительно пронумеровать элементы коленчатого вала. Будем нумеровать кривошипы начиная от носка коленчатого вала одним числом. Коренные шейки будут соответственно нумероваться двумя числами, обозначающими номера кривошипов, с которыми соседствует данная коренная шейка. С носка коленчатого вала происходит отбор мощности для привода вспомогательных агрегатов двигателя и генератора. В общем случае, крутящий момент, возникающий при этом, необходимо учитывать в расчётах. Однако в данном случае, так как двигатель предназначен для установки с генератором, этот крутящий момент будет составлять менее 5 % от индикаторного момента на валу двигателя. Поэтому в дальнейших расчётах крутящий момент на носке коленчатого вала не учитываем.

Крутящий момент М1,2 на коренной шейке 1,2 равен моменту М1, создаваемому на первом кривошипе. Крутящие моменты на каждой последующей коренной шейке складываются из момента на предыдущей коренной шейке и момента на предыдущем кривошипе. То есть, М2,3 = М1,22; М3,4 = М2,3 + М3 и так далее. Крутящий момент на последней коренной шейке равен общему крутящему моменту МКр., создаваемому двигателем.

Крутящий момент, создаваемый на данном кривошипе, зависит от угла поворота кривошипа. При заданном порядке работы цилиндров двигателя (1-3-4-2), каждый последующий цилиндр из порядка работы цилиндров будет отставать от предыдущего на 180º. Принимаем, что угол поворота первого кривошипа равен нулю (для четырёхтактного двигателя это всё равно, что 720º, так как весь его цикл длится два оборота коленчатого вала). Значения крутящегомомента при известном угле поворота кривошипа выбираются из таблицы 4.1.

Все полученные величины крутящих моментов на любом кривошипе для углов поворота кривошипа от нуля до 710º с шагом Δα = 10ºсведены в таблицу 4.2. По рассчитанным значениям строится график зависимости общего крутящего момента, создаваемого двигателем, от угла поворота коленчатого вала, представленный на рисунке 4.3. На этом графике также нанесена величина среднего крутящего момента МКр.Ср., определяемая как среднее арифметическое значений крутящего момента на всём интервале углов поворота коленчатого вала.

Читать еще:  Jetta 2012 какой двигатель
Расчёт нагрузок на шатунные шейки и подшипники

В однорядном двигателе шатунная шейка нагружена силой QA, передаваемой по шатуну, и силой инерции PB.L. вращающейся массы шатуна. Для удобства расчётов, силу QA заменяют двумя силами – ZA, направленной к центру вращения кривошипа, и TA, направленной под углом
90º к ZA в сторону вращения кривошипа (рис. 4.4).Шатунный подшипник нагружен реакциями шатунной шейки (рис. 4.5).

При расчёте нагрузки на шатунную шейку, КШ., используют систему коодинат ZШ. – ТШ., вращающуюся вместе с коленчатым валом. А составляющие реакции при расчёте нагрузки на подшипник, RШ., определяют в системе координат RZ.Ш. – RТ.Ш., жёстко связанной с шатуном (см. рис. 4.5).

Радиальная составляющая нагрузки на шатунную шейку, кН

Тангенциальная составляющая нагрузки на шатунную шейку, кН

Полная нагрузка на шатунную шейку, кН

Полученные значения нагрузок ZШ. и ТШ. можно использовать для определения нагрузок на шатунный подшипник. Составляющие нагрузок, кН

Полная нагрузка на шатунный подшипник, кН

Значения ZA и ТА при заданном угле поворота кривошипа выбирают из таблицы .

1. Все расчёты по пункту .5 для углов поворота кривошипа от нуля до 710º с шагом Δα = 10º представлены в таблице .3.

Также по результатам данного расчёта построены годографы нагрузок на шатунную шейку и шатунный подшипник. Они изображены соответственно на рисунках 6. и 7.

Оценка неравномерности вращения коленчатого вала

Избыточная работа суммарного крутящего момента двигателя определяется как площадь наибольшей фигуры, образованного кривыми общего крутящего момента двигателя, МКр., и среднего крутящего момента, МКр.Ср. (рис. 4.3), с учётом масштаба графика. Она равна Lизб = 94,5 кН∙м.

Момент инерции вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма в одном отсеке

где ZП – число противовесов, приходящихся в среднем на один кривошип.

Момент инерции обода маховика

где — плотность материала маховика, кг/м 3 ;

b – ширина маховика, м;

r2 – внешний радиус обода маховика, м;

r1 – внутренний радиус обода маховика, м.

Момент инерции ступицы маховика

где b1 – ширина ступицы маховика, м;

r – радиус ступицы маховика.

Момент инерции маховика

Момент инерции вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма

Степень неравномерности вращения коленчатого вала

Неравномерность вращения коленчатого вала должна составлять для дизель-генератора

Массовые силы

В результате возвратно -поступательного движения из поршней и шатунов , а также неравномерной передачи поведения на коленчатый вал привода , силы инерции возникают, которые поддерживаются в подшипниках двигателя и вызвать соседних структур к вибрируют .

Силы инерции линейно движущихся частей кривошипно-шатунного механизма (колеблющиеся массы) можно приблизительно рассчитать по следующей формуле:

Ф. O s z знак равно м O s z ⋅ р ⋅ ω 2 ⋅ ( потому что ⁡ ( α ) + λ ⋅ потому что ⁡ ( 2 α ) ) < displaystyle F _ < mathrm > = m _ < mathrm > cdot r cdot omega ^ <2> cdot ( cos ( alpha) + lambda cdot cos ( 2 , альфа))>

λ знак равно р л < displaystyle lambda = < tfrac >> Ф. O s z < displaystyle F _ < mathrm >> : Колебательная сила инерции м O s z < displaystyle m _ < mathrm >> : Колеблющаяся масса р < displaystyle r> : Радиус кривошипа ω < displaystyle omega> : Угловая частота вращения коленчатого вала. α < displaystyle alpha> : Угол поворота л < displaystyle l> : Длина шатуна т < displaystyle t> : Время с момента прохождения верхней мертвой точки

Поскольку выражение в скобках относится к первым двум членам ряда, оно называется силой инерции 1-го порядка и силой инерции 2-го порядка. потому что ⁡ ( α ) < Displaystyle соз ( альфа)> λ ⋅ потому что ⁡ ( 2 α ) < Displaystyle лямбда CDOT соз (2 , альфа)>

Теоретически существует не только 1-й и 2-й порядки, но и бесконечное количество целых порядков, которые, однако, в основном незначительны по сравнению с 4-м порядком из-за их небольшого размера.

  • Перейти на страницу:

Скрипт Px. Диагностика механики двигателя

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 12:30

Лекция «Трудно диагностируемые неисправности»: Часть 1, Часть 2

Результат обработки

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 12:34

Диаграмма количества газа в цилиндре

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:10

Проанализируем полученую диаграму для Нивы 1.7 (Niva2.png)

РАБОЧИЙ ХОД (желтый):
От 0 до 10 гр от ВМТ в идеале должно быть ровно но имеем искажения изза предела измерения Px датчика в 7 атм Что видно на диаграмме давления в виде обрезаных пиков.
От 10 до 135 гр почти постоянное количество газа — ведь клапана закрыты и газу некуда деться. Небольшое снижени количества связано с утечками через компресионные кольца и клапана, а также изза охлаждения газа на стенках цилиндров. Чем круче опускается график тем больше потерь как газа так и энергии.
От 135 до 180 открылся выпускной клапан и выхлопные газы из других цилиндров (Там же горение и давление газов выше) стали поступать в цилиндр.

ВЫХЛОП (красный)
От 180 до 150 (Поршень движется назад, тоесть вверх) выхлопные газы под давлением и по энерции продолжают поступать в цилиндр.
150 до 0 Поршень выталкивает из цилиндра газ через открытыий выпускной клапан в выпускной колектор

ВПУСК (синий)
0-25 После открытия впускного клапана за счет разряжения во впускном часть выхлопных газов высасывается во впускной колектор (вероятно по этой причине во впускном колекторе иногда наблюдается нагар)
25-180 поршень двигается вниз и всасывается в цилиндр смесь

СЖАТИЕ (зеленый)
180-165 по энерции газы через впускной клапан все еще двигаются в цилиндр.
165-130 Поршень двигаясь вверх выталкивает часть смеси через еще не закрытый впускной клапан.
130-10 Все клапана закрыты и количества газа в цилиндре почни не меняется (не считая утечки).
10-0 искажения изза срезаных пиков на диаграме давления.

Обработка диаграммы

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:24

Обработку диаграммы давления я делал основываясь на том, что при адиабатическом процесе (без охлаждения газа или почти без онного) количество газа определяетя по формуле P * V ^ 1.4 (1.4 усредненный коефициент для газов входящих в состав воздуха с поправкой на содержание паров бензина). Поскольку по диаграме легко вычислить ВМТ и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна (по сравнению с точность измерения давления, турбулентностю, потерями тепла и так далее), Можна расчитать положение поршня в каждый момент времени, и соответственно объем камеры.
При расчетах необходима степень сжатия, которую можна вычислить из графика. При большей компресии при одинаковых пиках давления графиик становится более острым.
Также по наклону графика при сжатии, или по разнице количества газа до сжатия и после можна определить процент потерь.

Для данного графика у меня получилась такая картина.
Степнь сжатия в данном цилиндре 10,9:1
Процент потерь за время сжатия 9,3% (Эфективность 90,7%)
Угол открытия выпускного клапана 135 от ВМТ тоесть 45 до НМТ
Угол закрытия впускного клапана 130 от ВМТ значит 50 до НМТ

Читать еще:  Шумно работает двигатель лансер 10

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:49

Соответственно для Волги:
Степнь сжатия в данном цилиндре 7,7:1

Процент потерь за время сжатия 25,0%
Может лучше написать эфективность работы 75%?

Угол открытия выпускного клапана 90 от ВМТ тоесть 90 до НМТ!
Угол закрытия впускного клапана трудно сказать, гдето около 180 от ВМТ значит 0 до НМТ

Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение Андрей Шульгин » 02 авг 2007, 15:55

Припустим скрипт я свояю, возможно даже автоматически углы открытия и закрытия клапанов можно будет посчитать. А вот график как из скрипта нарисовать. Или это только через плугин можно?

Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.

Re: Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение krimski » 03 авг 2007, 00:08

Андрей Шульгин писал(а): Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.

Плугин

Сообщение Андрей Шульгин » 03 авг 2007, 10:11

Re: Обработка диаграммы

Сообщение АВС » 03 авг 2007, 19:06

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » 04 авг 2007, 11:39

Идея просто СУПЕР! Рассчитав график зависимости массы газа в цилиндре от угла поворота коленвала, можно рассчитать качество уплотнений (утечки через кольца, клапана, прокладку, трещины) на тактах сжатия и рабочего хода. В конце рабочего хода / начале такта выпуска можно рассчитать угол начала открытия выпускного клапана — когда в цилиндр, в котором в данный момент разрежение, начинают поступать газы из выпускного коллектора, в котором в данный момент давление, вследствие чего давление и масса газа в цилиндре начинает увеличиваться. В конце такта впуска / начале такта сжатия можно рассчитать угол конца закрытия впускного клапана — когда поршень перестал выталкивать из цилиндра втянутый на такте впуска газ и масса газа в цилиндре перестала уменьшаться, а давление начало увеличиваться.

P * V ^ γ = const — это уравнение адиабаты.
Но позвольте уточнить некоторые нюансы:

Как вы узнали значение коэффициента γ .

На сколько я понял, в уравнении адиабаты значение » const » вы приняли за единицу для момента времени, когда угол поворота коленвала равен 540° (нижняя мертвая точка в конце такта впуска / в начале такта сжатия). Здесь const — это количество или масса газа в цилиндре. Я вас правильно понял?

А как вы расчитали степень сжатия?

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » 04 авг 2007, 14:29

Нашёл в своём архиве осциллограмм файл, подписанный DAEWOO.mwf один канал которого давление в цилиндре, а другой — сигнал индуктивного коленвального датчика 60-2 зубов. Вероятно, двигатель 4-х цилиндровый, так как других я не встречал. Попробовал измерить неравномерность вращения коленчатого вала следующим образом.
Два ближайших пика давления в цилиндре обозначил как 0° и 720°, переключился в режим отображения угла поворота коленвала и расставил «закладки» через каждые 90°.
По осциллограмме коленвального датчика начиная от закладки 0° установленной ранее, начал расставлять дополнительные закладки через каждые 15 зубов (15 зубов = 90°). Таким образом, я смог сравнить реальные углы поворота коленвала с рассчитанными по пикам давления. Составил таблицу погрешности.
Получил следующие результаты.

Частота вращения двигателя по пикам давления — 766 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +5,7Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,6Bar
. 90° — dφ= -1,4°
180° — dφ=+2,4°
270° — dφ=+6,7°
360° — dφ=+8,8°
450° — dφ=+8,9°
540° — dφ=+7,2°
630° — dφ=+4,7°
где dφ — погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя

750RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре достигает 9°. Такая ошибка в рассчётах конечно недопустима.
Внимательно просмотрел файл и обнаружил, что когда записывал осциллограммы, медленно приподнял обороты. Нашёл участок со стабильными повышенными оборотами и снова повторил рассчёты.
Получил следующие результаты.

Частота вращения двигателя по пикам давления — 1532 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +4,6Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,7Bar
. 90° — dφ=-0,1°
180° — dφ=+1,1°
270° — dφ=+1,8°
360° — dφ=+2,2°
450° — dφ=+2°
540° — dφ=+1,5°
630° — dφ=+0,9°
где dφ — погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя

1500RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре не превышает 3°. Это уже вполне приемлемая погрешность. Кроме того, максимальное давление в цилиндре (в конце такта сжатия) снизилось на

1Bar. Это только к лучшему, так как уменьшается вероятность «зашкаливания» датчика Px. Кроме того, наполение цилиндра на повышенных оборотах получилось меньшим, на что указывают меньшее давление в цилиндре в конце такта сжатия и большее разрежение в цилиндре в конце такта впуска. А чем меньше наполнение цилиндра, тем нагляднее график давления в цилиндре (попробуйте что-то увидеть на прокрутке стартером, когда наполнение цилиндра большое и разрежение в цилиндре почти не возникает).
При случае, попробую записать новые осциллограммы и просчитать погрешность рассчётного угла поворота коленвала на ещё большей частоте вращения двигателя. Но уже сейчас видно, что рассчёты происходящих в цилиндре процессов лучше проводить на повышенной частоте вращения двигателя.

Выбранные фрагменты осциллограмм с расставленными закладками прилагаю.

Типы и устройство маховых колес

На современных моторах используются различные по конструкции маховики, но самое широкое распространение получило три типа этих деталей:

  • Сплошной;
  • Облегченный;
  • Демпферный (или двухмассовый).

Наиболее простое устройство имеют сплошные маховики, которые находят применение на большинстве поршневых ДВС — от малолитражных, до самых мощных промышленных, тепловозных и судовых. Основу конструкции составляет чугунный или стальной диск диаметром 30-40 см и более, в центре которого выполнено посадочное место для установки на хвостовик коленчатого вала, а на периферии запрессован венец. Посадочное место для коленвала обычно выполнено в виде расширения (ступицы), в центре которого имеется отверстие большого диаметра, а по окружности располагается 4-12 или больше отверстий для болтов, посредством которых маховик фиксируется на фланце хвостовика вала. На наружной поверхности маховика выполнено место для установки сцепления и отформирована кольцевая контактная площадка для ведомого диска сцепления. На периферии маховика запрессовывается стальной зубчатый венец, посредством которого в момент пуска передается крутящий момент от шестерни стартера на коленвал.

Обычно при изготовлении маховик балансируется для предотвращения биений во время работы двигателя. При балансировке в различных местах маховика удаляются излишки металла (сверловкой), также с целью балансировки в определенном положении устанавливается сцепление и другие детали (если они предусмотрены). В дальнейшем ориентация маховика и сцепления не должна изменяться, в противном случае возникнет опасный для коленчатого вала и всего двигателя дисбаланс.

Читать еще:  Что входит в номер двигателя

Аналогичную конструкцию имеют и облегченные маховики, однако в них для снижения массы выполнены окна различной формы и размеров. Выборка металла маховика с целью снижения его массы обычно выполняется в целях тюнинга и форсирования двигателя. Установка такого маховика несколько снижает стабильность работы силового агрегата на переходных режимах, но обеспечивает быстрый набор максимальных оборотов и в целом позитивно сказывается на мощностных характеристиках. Однако установка облегченного маховика может производиться только параллельно с выполнением других работ по тюнингу/форсированию двигателя.

Двухмассовые маховики имеют гораздо более сложную конструкцию — в их состав входят различные по устройству и принципу действия гасители крутильных колебаний и демпферы. В простейшем случае этот узел состоит из двух дисков (ведомого и ведущего), между которыми располагается гаситель крутильных колебаний — одна или несколько дуговых (свернутых в кольцо или изогнутых дугой) витых пружин. В более сложных конструкциях между дисками располагается ряд шестерен, которые выполняют роль планетарной передачи, а количество пружин может достигать десятка и более. Двухмассовый маховик, как и обычный, монтируется на хвостовик коленчатого вала и удерживает на себе сцепление.

Работает демпферный маховик довольно просто. Ведущий диск соединен непосредственно с фланцем коленчатого вала, получая от него крутящий момент, а также все колебания, вибрации и возникающие на переходных режимах толчки. Крутящий момент от ведущего диска на ведомый передается через пружины, однако они за счет своей упругости поглощают значительную часть вибраций, толчков и колебаний, то есть — выполняют функции демпфера. В результате такой развязки ведомый диск, а также соединенное с ним сцепление и трансмиссия, вращаются более равномерно, без колебаний и вибраций.

В настоящее время двухмассовые маховики, несмотря на их сложную конструкцию и относительно высокую стоимость, все чаще устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей. Рост популярности этих деталей обусловлен их лучшим качеством работы и защитой трансмиссии от негативных воздействий со стороны силового агрегата. Однако маховики сплошной конструкции благодаря своей цене, надежности и простоте очень широко используются на бюджетных авто, большинстве тракторов, грузовиков и иной технике.

Что такое маховик и какова его роль?

Маховик, как правило, представляет собой диск из тяжелого металла диаметром от 12 до 15 дюймов, снаружи которого находится металлическая зубчатая коронка. Он установлен на коленчатом валу двигателя и расположен внутри. Таким образом, маховик конструктивно соединен непосредственно с двигателем, сцеплением и коробкой передач.

Функций, выполняемых маховиком, несколько:

Помогает запустить двигатель Когда вы садитесь в машину и поворачиваете ключ зажигания, с маховиком включается небольшая шестеренка, которая называется «Бендикс», и поворачивает ее. Он в свою очередь вращает коленчатый вал, который начинает цикл сжатия, необходимый для запуска двигателя. Как только двигатель внутреннего сгорания запускается, Bendix «вынимается» и позволяет маховику вращаться плавно.

Нормализует обороты двигателя После запуска двигателя коленчатый вал преобразует движение поршней вверх-вниз во вращательное движение. Однако это движение является колебательным, так как мощность вырабатывается только 2 или 4 раза (в зависимости от того, цилиндры четыре или восемь) за один оборот двигателя. Для поддержания постоянной скорости вращения коленчатого вала при каждом движении поршней масса маховика используется по инерции.

Уменьшает вибрацию двигателя Поскольку поршни смещены относительно центра коленчатого вала, двигатель сильно вибрирует, потому что каждый поршень движется под разным углом. Большая масса маховика подавляет это движение и помогает как стабилизировать и сбалансировать двигатель, так и снизить вибрацию во всем автомобиле.

Уменьшает износ компонентов Стабилизируя вибрации и сглаживая частоту вращения двигателя, маховик ограничивает износ других важных компонентов привода.

Общие показатели для приводных валов

Наряду с передачей усилия задачей приводных валов является и равномерная передача крутяще­го момента на ведущие колеса.

Угловая скорость

Приводные валы только с одним шарниром вра­щаются неравномерно.

Если два вала соединить простым карданным шарниром под определенным углом и вращать вал I с постоянной угловой скоростью ω1 то вал II будет вращаться с неравномерной угловой скоро­стью ω2 (рис. 7 «Приводные валы с одним шарниром«).

Эта неравномерность, часто называемая по­грешностью карданного шарнира, выражается в синусоидальном колебании угловой скорости вала II, как показано на графике цикла вращения 360° (рис. 8 «Изменение угловой скорости в зависимости от положения карданного шарнира«).

При 0°, 180° и 360° вилка шарнира на валу I расположена горизонтально и обладает меньшей угловой скоростью, чем в вертикальных положе­ниях 90° и 270°.

Такое ускорение и замедление крестовины шарнира соответственно изменяет и угловую ско­рость вала II.

Поскольку решению этой проблемы способ­ствуют угловое и параллельное смещение валов (за счет конструктивно обусловленного располо­жения элементов трансмиссии и достаточно эла­стичных опор), карданные валы автомобиля всег­да оснащаются двумя шарнирами. Это позволяет компенсировать неравномерно­сти вращения вала.

Максимальный угол в шарнире

Максимальный угол отклонения от горизонтали (рис. 9 «Угол в шарнире«) показывает, под каким углом может работать шарнир, соответствуя требованиям по равномерности передачи крутящего момента и долговечности.

В автомобильной технике максимальный угол в шарнире может составлять более 50°.

Схемы расположения карданных валов

Неизбежно возникающую неравномерность вра­щения можно компенсировать последователь­ным размещением двух шарниров на одном валу.

При этом различают два варианта их располо­жения: Z-схема и W-схема.

Z-схема

Z-схема или Z-изгиб представляет собой наибо­лее распространенный вариант применения кар­данного вала. В этом случае изгиб происходит только в одной плоскости (рис. 10 «Z-схема«).

Для абсолютно синхронного вращения веду­щего и ведомого валов, соединенных карданным валом, вилки шарниров этого общего вала долж­ны находиться в одной плоскости, а углы в шар­нирах должны быть одинаковы.

W-схема

Еще одним способом избежать нежелательных колебаний частоты вращения между валами I и II является W-схема их расположения (рис. 11 «W-схема«).

И в этом случае углы в карданных шарнирах должны быть одинаковыми, а их вилки — нахо­диться в одной плоскости.

Общее правило для Z-схемы и W-схемы за­ключается в том, что карданный вал и соединяе­мые им концы ведущего и ведомого валов долж­ны лежать в одной вертикальной плоскости.

В случае бокового смещения при использова­нии Z-схемы достаточно, чтобы пространствен­ный угол оставался минимальным.

Чтобы избежать нежелательных колеба­ний частоты вращения вала при использовании W-схемы, угол смещения необходимо высчитать заранее (рис. 12 «Боковое смещение«).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector