ATI - Небезпека шківів живлення; Розуміння гармонійного демпфера
Небезпека силових шківів та
Розуміння гармонійного демпфера
СТІВ ДІНАН ДІНАН BMW
Я давно погрожував написати серію технічних статей, щоб просвітити споживачів та розвіяти хибні уявлення про автомобільні технології післяпродажного ринку. Мотивований проблемами з автомобілями замовника внаслідок встановлення силових шківів, я хочу пояснити потенційну небезпеку цих продуктів та усунути шкоду, яку вони завдають двигунам.
Теорія силового шківа полягає в тому, що зменшення швидкості приводу аксесуарів мінімізує паразитні втрати, які позбавляють потужність двигуна. Паразитні втрати потужності є результатом енергії, яку двигун використовує для обертання таких аксесуарів, як генератор і водяний насос, замість того, щоб виробляти потужність для прискорення. Намагаючись мінімізувати ці втрати енергії, багато компаній стверджують, що виробляють додаткову потужність, знімаючи демпфер гармонік і замінюючи його на легкий вузол. Незважаючи на те, що може бути реалізований невеликий приріст потужності, із цією модифікацією пов'язано значну кількість потенційних проблем, деякі з них невеликі, а особливо великі та шкідливі!
Популярним методом виготовлення силових шківів на двигунах E36 є зняття гармонічного демпфера та заміна його на легкий сплавний вузол. Це дуже небезпечний продукт, оскільки цей демпфер має важливе значення для довговічності двигуна. Заміна цієї частини часто призводить до серйозних пошкоджень двигуна.
Важливо також розуміти, що, хоча двигун у BMW розробляє команда кваліфікованих інженерів, ці шківи створюються та встановлюються людьми, які не розуміють деяких дуже важливих принципів фізики. Спочатку я хотів би коротко пояснити ці принципи, які є критично важливими для правильної роботи двигуна.
1) Пружна деформація
Хоча є загальноприйнята думка, що великі сталеві деталі, такі як колінчасті вали, є жорсткими і негнучкими, це не відповідає дійсності. Коли сила діє на кривошип, вона згинається, згинається і скручується так само, як це робить гумка. Хоча цей рух часто дуже малий, він може мати значний вплив на функціонування двигуна.
2) Природна частота
Усі предмети мають природну частоту, на якій вони резонують (вібрують) при ударі молотком. Повсякденним прикладом цього є камертон. Звук, який видає конкретна вилка, безпосередньо пов'язаний з частотою, на якій він вібрує. Це його "природна частота", яка диктується розмірами, формою та матеріалом інструменту. Як і камертон, колінчастий вал має власну частоту, на якій він вібрує при ударі. Важливим аспектом цього принципу є те, що коли об’єкт піддається сильно посиленому порядку власної частоти, він почне резонувати зі зростаючою енергією, поки не вібрує на шматки (знос втоми).
3) Невдача втоми
Порушення втоми - це коли матеріал, у цьому випадку метал, ламається від багаторазового скручування або вигину. Прекрасним прикладом є скріпка. Візьміть скріпку і згинайте її вперед-назад на 90 ° або близько того. Приблизно через 10 коливань скріпка розірветься від втоми.
Пояснення руйнівного характеру силових шківів починається з двох основних режимів балансу та вібрації в двигуні внутрішнього згоряння. Дуже важливо, щоб ці режими розумілися як окремі та чіткі.
1) Вібрація двигуна та його жорстких компонентів, спричинена дисбалансом обертових та поршневих частин. Ось чому ми маємо противаги на колінчастому валу, щоб компенсувати масу поршня і штока, а також причину балансування компонентів у двигуні.
2) Вібрація деталей двигуна внаслідок їх індивідуальних пружних деформацій. Ці деформації є результатом періодичних імпульсів горіння, які створюють сили кручення на колінчастому валу та розподільному валу. Ці моменти збуджують вали в послідовні порядки вібрації та поперечних коливань. Вібрація двигуна такого роду протидіє гармонічному демпферу і є основною темою цієї статті.
Торсійна вібрація (власна частота)