Гармонічний демпфер - ключове джерело втраченої коні
Ми всі винні в тому, що встановили кричущу деталь на нашу гарячу штангу або двигун, яка не додає жодної потужності, але ми впевнені, що система "працює краще", коли вона встановлена. А тепер уявіть, як встановити деталь, яка безпосередньо не формує потужність, але її взаємодія з обертовим вузлом двигуна може вивільнити потужність, яка в іншому випадку могла б бути витрачена енергія у вигляді вібрації, або, можливо, ця деталь просто зменшує передчасний знос підшипників та супутніх компонентів . Ця частина - гармонійний демпфер - вже існує на кожному вуличному двигуні, і її часто не враховують як просто точку кріплення додаткових шківів або місце для кріплення тягарів для зовнішніх збалансованих двигунів. Гармонійний амортизатор представляє вирішальну можливість оптимізувати ваш обертовий вузол, щоб забезпечити більш тривалий термін служби або звільнити витрачену енергію, яка може бути краще застосована до шин.
То це балансир, чи це демпфер? Ці два терміни використовуються як взаємозамінні, але технічно вони мають різні функції. Балансир додає ваги, щоб допомогти (зовні) збалансувати нижній обертовий вузол двигуна, тоді як заслінка гасить вібрації під час вібрації колінчастого вала, які виникають як функція процесу згоряння. Майте на увазі, хоча всі гармонійні балансири є демпферами, всі демпфери не є балансирами. Однак для цілей стендових перегонів обидва терміни часто використовуються для позначення однієї і тієї ж частини.
Еластомерний демпфер Romac з гравірованими позначками хронометражу.
Зберігаючи його базовим
В процесі горіння кожен поршень змушений рухатися вниз по циліндру в результаті вибуху, що знаходиться в камері згоряння. Цей хід надає колінчастому валу раптової сили обертання. Незважаючи на те, що це дуже міцний компонент, коленвал не є абсолютно жорстким. Отже, під час цих випадків горіння кривошип трохи згинається у відповідь на кожен вибух/удар.
Цей кривошипно-кривошипний аналог аналогічний простому торсіону з важелем на одному кінці. Тепер припустимо, що ви вдарили молотком по важелі важеля. Ви можете собі уявити, що коли ви вперше вдарите по важелі важеля, буде якийсь незначний поворот, але після цього рука повернеться на місце, можливо, навіть на короткий час вібрує, перш ніж відпочити.
Анімація колінчастого вала з гармонічним спотворенням 108,476 Гц.
У цьому прикладі ми маємо крутильний поворот, за яким слідують крутильні вібрації (під час події пружини назад). Крутильний поворот - це функція довжини деталі (рядні двигуни мають довший колінчастий вал, ніж V-конфігурації) та товщини, модуля зсуву матеріалу (подумайте: жорсткість матеріалу) та крутного моменту (сила від згоряння x обертання кривошипа). Аналогічно, крутильна вібрація є функцією довжини деталі, крутильної жорсткості та полярного моменту інерції (подумайте: здатність об’єкта протистояти крученню). Для детального пояснення цих явищ перегляньте Технічну записку Гіммельштейна № 8150.
В чому проблема?
Торсійна вібрація має побічні ефекти, які рідко бажані. Оскільки сила передається в колінчастий вал у дискретних точках його обертання (приклад: кожні 90 градусів обертання у застосуванні V8), вихідний крутний момент не є безперервним, створюючи таким чином імпульси та крутильні вібрації. У випадку, якщо ці імпульси виникають навколо резонансної частоти колінчастого вала, ефекти можуть бути помножені. У цьому випадку зростає ризик виходу з ладу компонента (зламаний кривошип), а також шанс передчасного зносу підшипників. У деяких випадках ці вібрації можуть передаватися в інші точки силового агрегату, наприклад, в клапанну тягу (через ланцюг ГРМ) або вниз по лінії передачі у напрямку до шин. Будь-який напрямок не бажаний, оскільки він може пограбувати владу на додаток до потенційно вбиває частин.