Схема цилиндра


Гидравлическая система синхронного хода нескольких гидроцилиндров

Одним из распространенных способов синхронизации хода гидравлических цилиндров является так называемый «гидравлический боуденовский трос». Правда, применение боуденовского троса в гидравлических системах связано с определенными затратами.

Два гидроцилиндра одинаковых размеров со сплошными поршневыми штоками последовательно подключаются друг к другу. Благодаря этому второй цилиндр повторяет движение первого цилиндра, на который подается давление насоса. Поскольку обе последовательно включенные полости цилиндров столб жидкости только перемещают, ход цилиндров вследствие внутренних, а возможно и внешних утечек, без подпитки может измениться.

Во избежание нежелательных последствий такого изменения хода поршней полость "боуденовского троса" с помощью расположенного справа 4/3-распределителя 2 через каждый ход соединяется кратковременно с магистралью подачи насоса или бака.

Неравномерный ход поршня имеет следующие причины:

а) левый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 3.

Причина: недостаток жидкости между цилиндрами.

Способ устранения: с помощью левого концевика 3 включить магнит а гидравлического распределителя 2. Рабочая жидкость будет поступать в магистраль управления до тех пор, пока правый цилиндр также не включит концевой выключатель. Магнит а снова отключается.

б) Правый цилиндр первым возвращается в верхнее конечное положение и включает концевой выключатель 4.

Причина: избыток жидкости между цилиндрами.

Способ устранения: с помощью правого концевика 4 включить магнит b распределителя 2.

Этим открывается гидравлически деблокируемый обратный клапан 5 и жидкость стекает до тех пор, пока левый цилиндр также не займет конечное положение.

С помощью левого концевого выключателя 3 магнит b отключается. В этом случае синхронность хода поршня зависит не только от количества жидкости между цилиндрами, но и от точности исполнения обоих цилиндров.

Общеизвестен тот факт, что в технике невозможно изготовить две абсолютно одинаковые детали.

Поскольку подпиточный распределитель 2, как правило, имеет золотниковую конструкцию, возникает определенная утечка.

Поэтому необходимым условием надежной работы всей системы является установка седельного обратного клапана 5.

Регулирование синхронного ходе по принципу дозирования

На принципиальной схеме изображена система регулирования синхронного хода одного из валиков трехвалкового гибочного пресса. На схеме изображены два нижних валка, регулируемых в горизонтальном направлении. Верхний валик регулируется вертикально.

Регулирование синхронного хода осуществляется в обоих направлениях и обеспечивается за счет соединения клапана синхронного хода с подающим трубопроводом перед гидравлическими распределителями 8 и 9. а также путем соединения точек подключения А распределителей со сторонами поршневых штоков соответствующих цилиндров и точек подключения В со сторонами поршней других цилиндров. Обратные дроссельные клапаны 6 и 7 служат для декомпрессии рабочей жидкости при переключении из прессования на обратный ход.

Синхронный ход цилиндров в этой системе обеспечивается за счет того, что рабочая жидкость из опережающего цилиндра поступает во второй цилиндр определенными дозами.

Подача рабочей жидкости в цилиндры 12 и 13 осуществляется отдельно насосами 1 и 2. Таким образом, с самого начала обеспечивается некоторая предварительная дозировка.

Кроме того, в этом случае цилиндры не мешают друг другу.

Дозировка рабочей жидкости происходит через регулирующий клапан 14.

Регулирующий клапан компенсирует разность рабочей жидкости, которая может возникнуть:

  • из-за неодинаковой подачи насосов,
  • в результате сжатия рабочей жидкости,
  • вследствие неодинаковой утечки в приборах,
  • в результате люфтов подшипников машины.

Направление движения цилиндров определяется распределителями 8 и 9. Напорные клапаны 10 и 11 при выдвижении цилиндров выполняют функции клапанов противодавления.

Качество работы клапана синхронного хода в основном зависит от работы системы обнаружения ошибок.

Регулирующий клапан, как изображено на принципиальной схеме, включается с помощью балансира 15.

устройство, расчет усилия, виды гидроцилиндров

Работоспособность многих видов силового оборудования как промышленного, так и бытового назначения обеспечивает такое устройство, как гидравлический цилиндр. Выступая в роли приводного двигателя возвратно-поступательного действия, такой механизм при минимальных затратах энергии обеспечивает полный цикл работы силового оборудования, используемого в строительстве, в различных отраслях промышленности, на предприятиях сельскохозяйственной отрасли и в быту. Наибольшее распространение гидравлические цилиндры получили в качестве основного элемента оснащения прессового оборудования, активно используемого для решения различных задач.

Гидроцилиндр представляет собой объемный гидродвигатель, преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция любого гидравлического цилиндра включает в себя следующие элементы:

  • корпус-гильзу;
  • поршень;
  • шток поршня.

Несколько отличаются по конструкции плунжерные гидроцилиндры, в которых плунжер одновременно выполняет функции поршня и штока.

Схема гидравлического цилиндра

Принцип работы гидроцилиндра любого типа основан на оказании давления рабочей жидкости на поршень. В результате воздействия на поршень гидроцилиндра шток начинает совершать циклическую работу, передавая усилие на рабочий узел обслуживаемого устройством оборудования. Таким рабочим узлом, функционирование которого обеспечивает цилиндр гидравлический, в зависимости от типа и назначения оборудования может быть уплотняющая платформа, гибочный или прессующий механизм, а также устройство любого другого типа, обеспечивающее передачу усилия гидроцилиндра конечному получателю силовой энергии.

Устройство раздвижного гидравлического цилиндра

Поскольку усилие, создаваемое гидравлическим цилиндром, как уже говорилось выше, формируется за счет давления, оказываемого рабочей жидкостью на поршень, свойства данной жидкости оказывают значительное влияние на эффективность использования, технические и эксплуатационные характеристики самого цилиндра. В качестве рабочей жидкости для гидравлических цилиндров поршневого или плунжерного типа, как правило, используется специальное масло, которое должно отвечать определенным требованиям по целому ряду параметров:

  • химическому составу и плотности;
  • значениям температур, при которых рабочая жидкость сохраняет свои изначальные характеристики;
  • склонности рабочей жидкости к развитию окислительных процессов.

Для приведения в действие гидравлических цилиндров различных типов и моделей рабочую жидкость в их внутреннюю камеру нагнетают при помощи ручного или электрического насоса.

Основные разновидности

Различные типы гидравлических цилиндров выделяют по целому ряду параметров. Так, в зависимости от числа положений, которые может занимать шток устройства, оно может быть:

  • двухпозиционным;
  • многопозиционным.

В зависимости от характера хода поршня и штока различают следующие виды гидроцилиндров:

  • одноступенчатые устройства;
  • гидроцилиндры телескопического типа.

Принцип действия гидроцилиндров различного типа

Телескопическое устройство одностороннего типа или телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия применяют в тех случаях, когда необходимо, чтобы величина вылета штока превышала длину корпуса гидравлического цилиндра. Гидроцилиндр телескопического типа состоит из нескольких цилиндров, которые вложены один в другой, при этом корпус каждого последующего из таких цилиндров является штоком предыдущего.

В зависимости от того, в скольких направлениях действует рабочая жидкость гидравлического цилиндра, это может быть:

  • гидроцилиндр одностороннего действия;
  • устройство с двухсторонним штоком.

Гидроцилиндры с двухсторонним штоком ЦГ1 и ЦГ2, предназначенные для монтажных работ и проведения спасательных операций

Рабочая жидкость в гидравлических цилиндрах одностороннего действия действует на поршень только в одном направлении. Для выполнения обратного действия с односторонним штоком, то есть осуществления его движения в обратном направлении, используются пружинные элементы. Применение возвратной пружины в конструкции гидравлических цилиндров одностороннего действия приводит к тому, что они создают меньшие усилия, чем двусторонние гидроцилиндры, поршням которых не приходится преодолевать силу упругости пружинного элемента.

Конструктивная схема гидравлических цилиндров двухстороннего действия разработана таким образом, что рабочая жидкость оказывает воздействие сразу на две противоположно расположенные плоскости. Одной из модификаций гидроцилиндра двухстороннего действия является устройство, оснащенное сразу двумя штоками, располагаемыми с противоположных сторон поршня. Схема подключения гидравлического цилиндра двухстороннего действия предусматривает, что одна часть его внутренней камеры соединяется с напорной магистралью гидравлической системы, а вторая – со сливной.

Схема гидроцилиндра двухстороннего действия

При использовании двухстороннего гидравлического цилиндра, оснащенного одним штоком, следует учитывать тот факт, что такое устройство при движении поршня в прямом направлении создает большее усилие, чем при обратном движении. Объясняется это тем, что площади рабочих плоскостей поршня со стороны расположения штока и с его обратной стороны различаются, соответственно, при воздействии рабочей жидкости на эти плоскости создается давление различной величины.

Устройство гидроцилиндра может предусматривать наличие специального механизма, отвечающего за торможение штока. В зависимости от наличия или отсутствия такого механизма в конструкции среди гидравлических цилиндров выделяют устройства с торможением и без него.

Традиционная конструкция гидроцилиндра с торможением в конце хода

Разделение гидравлических цилиндров на разные виды осуществляется и в зависимости от типа основного рабочего элемента, который использован в их конструкции. Так, выделяют:

  • плунжерный гидроцилиндр;
  • устройство, которое работает за счет установленной в нем мембраны;
  • гидроцилиндр сильфонного типа;
  • гидроцилиндр поршневого типа, который, как уже говорилось выше, может быть оснащен одним или двумя рабочими штоками.
Конструктивное исполнение оказывает непосредственное влияние на характеристики гидравлических цилиндров. Это следует учитывать при подборе таких устройств для оснащения оборудования определенного назначения.

Цилиндр вытяжной гидравлический JTC, развивающий усилие в 10 тонн

Основные характеристики

Осуществляя подбор гидроцилиндра, следует ориентироваться на его параметры, которые можно разделить на две основные группы:

  • характеризующие силовой потенциал гидравлического цилиндра;
  • относящиеся к конструктивным особенностям устройства.

С точки зрения силового потенциала важнейшим параметром гидравлического цилиндра является создаваемое им усилие. Различные модели гидравлических цилиндров, предлагаемых на современном рынке, способны создавать давление, значение которого варьируется в диапазоне от 2 до 50 тонн, при этом минимальные усилия (до 10 тонн) создают односторонние гидроцилиндры, а максимальные – двухсторонние.

Гидроцилиндры выпускаются с гравитационным, гидравлическим или с пружинным возвратом штока, а также с фиксирующей гайкой

Наиболее важными параметрами, которыми определяются конструктивные особенности гидравлических цилиндров, являются:
  • диаметр рабочей поверхности поршня;
  • объем рабочей камеры гидравлического насоса;
  • диаметр штока насоса и величина его рабочего хода.

Зная размеры гидроцилиндров, а также давление, которое оказывает рабочая жидкость на их поршень, можно выполнить расчет усилия, создаваемого на штоке. Для того чтобы выполнить расчет гидроцилиндра с целью определения усилия, создаваемого штоком, достаточно перемножить значения давления рабочей жидкости и площади поршня, на которую она воздействует. При выполнении таких расчетов важно учесть потери на трение, для чего используется специальный коэффициент, который подставляется в используемую формулу.

Расчет основных параметров гидроцилиндра

Чтобы определить геометрические параметры выбираемого устройства, не обязательно изучать чертежи гидроцилиндра, для этого достаточно разобраться в его маркировке. Так, маркировка гидроцилиндров, требования к которой оговариваются положениями соответствующего ГОСТа, содержит информацию о следующих геометрических параметрах:

  • диаметре рабочей поверхности поршня;
  • диаметре и ходе штока насоса.

Кроме того, маркировка гидроцилиндров содержит сведения о:

  • конструктивном исполнении насоса;
  • типе устройства (одно- или двухстороннего действия).

Ориентируясь на обозначения гидроцилиндров, можно также определить, для каких климатических условий предназначена та или иная модель.

Маркировка поршневых гидроцилиндров по ОСТ 22-1417-79

Эффективность работы гидравлического цилиндра обеспечивается не только его конструктивным исполнением и техническими параметрами, но и характеристиками элементов гидравлической системы, работающей в связке с таким устройством. Гидроцилиндр, состоящий из рабочей камеры, поршня и штока, нуждается в подаче рабочей жидкости в требуемом объеме и под определенным давлением, степень чистоты и другие характеристики которой должны соответствовать определенным требованиям.

Соблюдение таких требований обеспечивают элементы гидравлических систем, выбору и техническому обслуживанию которых, как и выбору самого гидравлического цилиндра, следует уделять особое внимание.

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана...

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь... Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

  • Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
  • Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
  • А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями...

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

  • Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
  • В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала... Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).

Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
1 R2 R2* V2 B2 R3 R4 V4 B4 R5 VR5 R6 V6 VR6 B6 R8 V8 B8 V10 V12 B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата... Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают...

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил... Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

  • На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
  • Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять... Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

  • В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
  • Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций...

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят...

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

  • Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
  • Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12...

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так...

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2.8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации... Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора...

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Дифференциальная схема подключения цилиндра - Энциклопедия по машиностроению XXL

Диагональное зубофрезерование 151 Диапазон (область) регулирования 319 Динамическая вязкость 313 Динамическое качество станков 355 Динамическая система станка 357 Динамика привода 352 Дифференциальное деление 66 Дифференциальные механизмы 369 Дифференциальная схема подключения цилиндра 287 Добротность гидроусилителя 2М Дозирующий клапан 296 Долговечность 449 Дополнительная структура 335 Дроссель 296  [c.465]
Для реверсирования силового потока жидкости и для дифференциального способа подключения цилиндра применен двухпозиционный золотник 8 с открытым центром при левом крайнем (по схеме) положении золотника.  [c.331]

Так как в схеме предусмотрен дифференциальный способ подключения цилиндра, то при условии, что площадь поршня вдвое больше  [c.331]

Так как в схеме предусмотрен дифференциальный способ подключения цилиндра, то при условии, что площадь поршня вдвое больше площади штока, скорости перемещения рабочего органа в обоих направлениях будут равны. Дренаж на рис. 241, 6 не показан.  [c.290]

При движении поршня вправо обе полости цилиндра соединяются друг с другом так, как показано на схеме 7, б (дифференциальный способ подключения цилиндра). Поршень перемещается со скоростью V, вытесняя из штоковой полости жидкость объемом С  [c.78]

Если гидродвигатель осуществляет рабочий ход в одном направлении, а в другом — ускоренный холостой, то возможно двухступенчатое регулирование скорости при насосе постоянной производительности, путем применения поршня с утолщенным штоком и подключения цилиндра по дифференциальной схеме (рис. 253, б). При положении золотника, показанном на рисунке, масло подается в левую полость цилиндра. Если переместить золотник влево, то он соединит обе полости и перекроет слив. В этом случае поршень начнет перемещаться влево со скоростью, которая будет зависеть от соотношения сечений поршня и штока. Если площадь штока составляет половину площади поршня, то скорость в обоих направлениях будет одинакова. При с = 0,3/5 скорость обратного хода примерно в 10 раз будет больше скорости прямого хода. Этим обстоятельством часто пользуются в практике, особенно в силовых головках агрегатных станков.  [c.306]

Быстрое перемещение поршня, необходимое для предварительного сжатия (или прессования) материала, происходит при дифференциальной схеме подключения цилиндра 4, когда золотник в распределителе 5 находится в / положении. Поршневая полость цилиндра подключена к насосу / и к его штоковой полости через распределитель 3, клапан БГ54 (с дистанционным управлением) и обратный клапан Г51-2. Процесс прессования в этот момент происходит с большой скоростью и при непрерывно увеличивающемся давлении.  [c.58]

Масло, нагнетаемое в систему через пластинчатый фильтр ФП1 насосом Я/, при выключенном положении электромагнитов золотников Р32 и РЗЗ поступает в правую полость цилиндра Ц1, шток поршня которого отводит пи-ноль левой бабки в исходное положение. Цилиндр Ц1 подключен по дифференциальной схеме, вследствие чего масло из левой полости цилиндра через обратный клапан напорного золотника Н301 поступает в правую полость цилиндра, ускоряя отвод пиноли. Одновременно при выключенном положении магнита золотника Р31 масло поступает в верхнюю полость цилиндра ЦЗ левых тисков, шток которого осуществляет разжим заготовки в тисках и через реечную передачу опускает подвижный упор на линию центров станка.  [c.88]


Второй переход (рис. 258, б) начинается переключением всех трех золотников воздействием на путевой электрический переключатель 10 п е-ставным упором 11, перемещающимся на продольной каретке (см. рис. 259). Золотник 5 должен перекрыть сливную магистраль от цилиндра 1, чтобы положить его поршень на гидравлическую подушку и поджать с другой стороны давлением масла. Поскольку цилиндр 2 связан с цилиндром 1, то, перекрывая ему слив, тем самым перекрывается слив цилиндру 2. Поэтому на рассматриваемом переходе цилиндр 2 подключается по дифференциальной схеме. Кроме того, при таком подключении будет уст4)анено влияние дросселя 6 на ускоренный подвод поршня.  [c.312]

Принцип работы гидравлического цилиндра | Гидроласт

Гидравлический цилиндр – это объёмный двигатель возвратно-поступательного или возвратно-поворотного движения. Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники. Например, в строительно-дорожных, землеройных, подъёмно-транспортных машинах, в авиации и космонавтике, в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах и т.п.

В простейшем случае основой конструкции гидроцилиндра является гильза, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень, имеющий резиновые манжетные уплотнения, которые предотвращают перетекание рабочей жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. При подаче под давлением рабочей жидкости (специальные минеральные масла) в полость цилиндра поршень начинает перемещаться под действием давления жидкости.

Усилие от поршня передает шток – стержень, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грундбукса. С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечку жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником. На резьбу штока крепится проушина или деталь, соединяющая шток с подвижным механизмом.

Проушина служит для подвижного закрепления корпуса гидроцилиндра. Управление работой гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя или с помощью средств регулирования гидропривода. Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 Мпа), что налагает целый ряд требований к прочности и надежности всей конструкции системы (механизм, цилиндр, управление). Для того, чтобы вам было легче найти и купить гидроцилиндр, который будет устраивать вас по всем параметрам, рассмотрим их основные виды подробнее.

Гидроцилиндры одностороннего действия

Выдвижение штока осуществляется за счёт создания давления рабочей жидкости в поршневой полости, а возврат в исходное положение — от усилия пружины. Усилие, создаваемое гидроцилиндрами данного типа, при прочих равных условиях меньше усилия, создаваемого гидроцилиндрами двустороннего действия, за счёт того, что при прямом ходе штока необходимо преодолевать силу упругости пружины. Пружина выполняет здесь роль возвратного элемента. В тех случаях, когда возврат производится за счет действия приводимого механизма, другого гидроцилиндра или силы тяжести поднятого груза, гидроцилиндр может не иметь возвратной пружины ввиду отсутствия необходимости. Такой принцип действия применяется в домкратах.

Гидроцилиндры двустороннего действия

Как при прямом, так и при обратном ходе поршня усилие на штоке гидроцилиндра создаётся за счёт создания давления рабочей жидкости соответственно в поршневой и штоковой полости цилиндра. Следует иметь в виду, что при прямом ходе поршня усилие на штоке несколько больше, а скорость движения штока меньше, чем при обратном ходе, за счёт разницы в площадях, к которым приложена сила давления рабочей жидкости (эффективной площади поперечного сечения). Такие гидроцилиндры осуществляют, например, подъём-опускание отвала многих бульдозеров.

Телескопические гидроцилиндры

Называются так благодаря конструктивному сходству с телескопом или подзорной трубой. Такие гидроцилиндры применяются в том случае, если при небольших размерах самого гидроцилиндра в исходном, сложенном состоянии, необходимо обеспечить большой ход штока. Конструктивно представляют собой несколько цилиндров, вставленных друг в друга таким образом, что корпус одного цилиндра является штоком другого.

Такие гидроцилиндры имеют исполнение как для одностороннего, так и для двустороннего действия. Они осуществляют, например, подъём-опускание кузовов во многих самосвалах.

Дифференциальные гидроцилиндры

«Обычное» подключение поршневых гидроцилиндров двустороннего действия предусматривает поочередное подключение полостей гидроцилиндра к нагнетательной и сливной магистралям через распределитель, что обеспечивает движение поршня за счет разности давлений. Соотношение скоростей движения, а также усилий при прямом и обратном ходе, различны и пропорциональны соотношению площадей поршня. Между скоростью и усилием устанавливается зависимость: выше скорость — меньше усилие, и наоборот.

При рабочем ходе (выдвижении штока) жидкость от насоса подается в поршневую полость, вытесняемая же жидкость из штоковой полости, за счет кольцевого подключения (распределитель 3/2), направляется не в гидробак, а подается также в поршневую полость. В результате выдвижение штока происходит намного быстрее, чем в обычной схеме подключения (распределитель 4/2 или 4/3). Обратный ход (втягивание штока) происходит при подаче жидкости только в штоковую полость, поршневая соединена с гидробаком.

При использовании гидроцилиндра с соотношением площадей поршня 2:1 (в некоторых источниках именно такие гидроцилиндры называются дифференциальными) такая схема позволяет получить равные скорости и равные усилия прямого и обратного ходов, что для гидроцилиндров с односторонним штоком без регулирования или дополнительных элементов получить невозможно.

Механизмы с гибкими разделителями

К механизмам с гибкими разделителями относятся мембраны, мембранные гидроцилиндры и сильфоны. Мембраны применяют в основном при небольших перемещениях и небольших давлениях (до 1 МПа). Мембранный исполнительный механизм представляет собой защемленное по периферии корпуса эластичное кольцо.

При увеличении давления в подводящей камере эластичное кольцо прижимается к верхней части корпуса, и шток, связанный с эластичным кольцом, выдвигается. Обратный ход штока обеспечивает пружина. Сильфоны предназначены для работы при небольших давлениях (до 3 МПа). Их изготавливают из металлов и неметаллических материалов (резины или пластиков).

Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев). Применение сильфонов оправдано в условиях высоких и низких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон. Сильфоны могут быть цельные или сварные. Цельные изготавливают развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы.

На сегодняшний день самыми распространенными гидроцилиндрами являются поршневые гидроцилиндры двустороннего действия.

Чтобы вам легче было подобрать гидроцилиндр, нужно знать ряд его параметров. Сначала нужно определить диаметр гильзы (наружный и внутренний в мм). Затем — диаметр штока гидроцилиндра. Нужно определить диаметр проушин или вилок для поршневого гидроцилиндра, диаметр шаров, цапф и бугелей для телескопического гидроцилиндра.

Определить расстояние по центрам проушин (осям) гидроцилиндра в сложенном состоянии в мм, расстояние по центрам проушин (осям) гидроцилиндра в разложенном состоянии (выдвинутом штоке или штоках в мм). По разности двух длин можно определить ход штока гидроцилиндра.

Знание этих параметров существенно облегчит вам задачу по поиску необходимого гидроцилиндра. Если нет стандартного гидроцилиндра с требуемыми параметрами, необходимо заказать изготовление цилиндра по вашим требованиям.

Наши инженеры проконсультируют вас по всем вопросам выбора, изготовления, установки и ремонта гидроцилиндров для вашего оборудования.

Устройство и принцип работы гидроцилиндра

• Главная • О нас • Статьи

Цилиндр гидравлический (сокр. гидроцилиндр) – это гидравлический двигатель объемного типа, работа которого основана на возвратно-поступательном движении выходного звена. Структурно гидроцилиндры представляют собой емкость, внутри которой находится поршень со штоком. Движение поршня происходит при увеличении давления рабочей жидкости, за счет увеличения ее количества.

Областью применения гидроцилиндров являются механизмы гидравлических машин, где они выступают в роли исполнительного механизма. Гидроцилиндры обладают различными типами конструкции и принципом действия и классифицируются согласно ГОСТ 17752-81.

Существует разделение гидроцилиндров по направлению действия рабочей жидкости: односторонние и двухсторонние. В первом случае жидкость оказывает давление на рабочий орган гидроцилиндра только с одной стороны. По схеме а,г,д.

В цилиндрах такого типа жидкость двигает поршень в одну сторону, при введении ее в рабочую полость, а обратное движение обеспечивается пружиной (рис.1, а) либо грузом, масса которого обеспечивает движение поршня при вертикальном его расположении (рис.1 .д). Во втором случае рабочий орган гидроцилиндра перемещается в одном из направлений также жидкостью, однако она закачивается в левую полость для движения вправо и в правую, для движения влево (рис.1 б,в).

Существует также деление гидроцилиндров по конструкции рабочего органа. Наиболее распространенными являются плунжерные или поршневые гидроцилиндры. Поршневые могут выполняться с односторонним (рис.1 а,б) или двухсторонним (рис.1 в) штоком. Плунжерные гидроцилиндры выполняются только с односторонним штоком (рис. 1 г) и работают только по одностороннему воздействию.

Для гидроцилиндров имеет значение и ход выходного звена, поэтому существует разделение на одноступенчатые (рис.1 а-г) и многоступенчатые (телескопические) (рис.1д)гидравлические цилиндры. Многоступенчатые гидроцилиндры получили название телескопических, благодаря последовательному движению цилиндров друг за другом по мере работы. Телескопические гидроцилиндры могут быть как одностороннего, так и двухстороннего хода.

В зависимости от подключения поршневых гидроцилиндров, говорят о последовательном (стандартном) или же кольцевом (дифференциальном) подключении. Если в первом случае соотношение скорости движения и усилия хода в любом направлении обратно пропорциональны (большая скорость требует меньше усилий), то дифференциальное подключение обеспечивает прямую зависимость между усилиями хода и скоростью, что невозможно реализовать при использовании только гидроцилиндров с односторонним штоком без дополнительных элементов.

Гидроцилиндры, которые у нас продаются.

Схемы гидросистемы — Москва, Гидропарт

Трубопроводы

Трубопроводы на гидравлических схемах показаны сплошными линиями, соединяющими элементы. Линии управления обычно показывают пунктирной линией. Направления движения жидкости, при необходимости, могут быть обозначены стрелками. Часто на гидросхемах обозначают линии - буква Р обозначает линию давления, Т - слива, Х - управления, l - дренажа.

Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.

Бак

Бак в гидравлике - важный элемент, являющийся хранилищем гидравлической жидкости. Бак, соединенный с атмосферой показывается на гидравлической схеме следующим образом.

Закрытый бак, или емкость, например гидроаккумулятор, показывается в виде замкнутого контура. В машиностроительной гидравлике применяются грузовые, пружинные и газовые аккумуляторы.

Фильтр

В обозначении фильтра ромб символизирует корпус, а штриховая линия фильтровальный материал или фильтроэлемент.

Насос

На гидравлических схемах применяется несколько видов обозначений насосов, в зависимости от их типов.

Центробежные насосы, обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания:

Объемные (шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.д) насосы обозначают окружностью, с треугольником-стрелкой, обозначающим направление потока жидкости.

Если на насосе показаны две стрелки, значит этот агрегат обратимый и может качать жидкость в обоих направлениях.

Если обозначение перечеркнуто стрелкой, значит насос регулируемый, например, может изменяться объем рабочей камеры.

Гидромотор

Обозначение гидромотора похоже на обозначение насоса, только треугольник-стрелка развернуты. В данном случае стрелка показывает направление подвода жидкости в гиромотор.

Для обозначения гидромотра действую те же правила, что и для обозначения насоса: обратимость показывается двумя треугольными стрелками, возможность регулирования диагональной стрелой.

На рисунке ниже показан регулируемый обратимый насос-мотор.

Гидравлический цилиндр

Гидроцилиндр - один из самых распространенных гидравлических двигателей, который можно прочитать практически на любой гидросхеме. Особенности конструкции гидравлического цилиндра обычно отражают на гидросхеме, рассмотрим несколько примеров.

Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.

Плунжерный гидроцилиндр изображают на гидравлических схемах следующим образом.

Принципиальная схема телескопического гидроцилиндра показана на рисунке.

Распределитель

Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника (позиции). Если распределитель двухпозиционный, значит на схеме он будет состоять из двух квадратных окон, трех позиционный - из трех. Внутри каждого окна показано как соединяются линии в данном положении.

Рассмотрим пример.

На рисунке показан четырех линейный (к распределителю подведено четыре линии А, В, Р, Т), трех позиционный (три окна) распределитель. На схеме показано нейтральное положение золотника распределителя, в данном случае он находится в центральном положении (линии подведены к центральному окну). Также, на схеме видно, как соединены гидравлические линии между собой, в рассматриваемом примере в нейтральном положении линии Р и Т соединены между собой, А и В - заглушены.

Как известно, распределитель, переключаясь может соединять различные линии, это и показано на гидравлической схеме.

Устройства управления

Для того, чтобы управлять элементом, например распределителем, нужно каким-либо образом оказать на него воздействие.

Ниже показаны условные обозначения: ручного, механического, гидравлического, пневматического, электромагнитного управления и пружинного возврата.

>

Эти элементы могут компоноваться различным образом.

На следующем рисунке показан четырех линейный, двухпозиционный распределитель, с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.

Клапан

Клапаны в гидравлике, обычно показываются квадратом, в котором условно показано поведение элементов при воздействии.

Предохранительный клапан

На рисунке показано условное обозначение предохранительного клапана. На схеме видно, что как только давление в линии управления (показана пунктиром) превысит настройку регулируемой пружины - стрелка сместиться в бок, и клапан откроется.

Обратный клапан

Назначение обратного клапана - пропускать жидкость в одном направлении, и перекрывать ее движение в другом. Это отражено и на схеме. В данном случае при течении сверху вниз шарик отойдет от седла, обозначенного двумя линиями. А при подаче жидкости снизу - вверх шарик к седлу прижмется, и не допустит течения жидкости в этом направлении.

Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.

Дроссель

Дроссель - регулируемое гидравлическое сопротивление.

Гидравлическое сопротивление или нерегулируемый дроссель на схемах изображают двумя изогнутыми линями. Возможность регулирования, как обычно, показывается добавлением стрелки, поэтому регулируемый дроссель будет обозначаться следующим образом:

Устройства измерения

В гидравлике наиболее часто используются следующие измерительные приборы: манометр(показывает рабочее давление в гидролинии), расходомер(показывает расход жидкости протекающий в гидролинии за определенное время), указатель уровня,( показывает уровень рабочей жидкости в гидробаке) обозначение этих приборов показано ниже.

Делитель потока

Зачастую в гидравлике для обеспечения синхронной работы исполнительных органов(гидроцилиндров,гидромоторов) приходится делить поток гидравлической жидкости на равные части – в этом помогает делитель потока.

Устройства охлаждения/подогрева

При длительной работе гидростанции масло начинает нагреваться, поэтому чтобы не происходило перегрева и не снижались эксплуатационные характеристики гидравлического оборудования – в схемах предусматривают маслоохладители, которые отводят тепло от проходящей через него рабочей жидкости. При работе в условиях холода, для гидростанции предусматривают подогреватель.

Реле давления

Данное устройство осуществляет переключение контакта при достижении определенного уровня давления. Этот уровень определяется настройкой пружины. Все это отражено на схеме реле давления, которая хоть и чуть сложнее, чем представленные ранее, но прочитать ее не так уж сложно.

Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. Переключающий контакт и настраиваемая пружина, также присутствуют на схеме.

Объединения элементов

Довольно часто в гидравлике один блок или аппарат содержит несколько простых элементов, например клапан и дроссель, для удобства понимания на гидросхемеэлементы входящие в один аппарат очерчивают штрих-пунктирой линией.

Для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать условные обозначения элементов, разбираться в принципах работы и назначении гидравлической аппаратуры, уметь поэтапно вникать в особенности отдельных участков, и правильно объединять их в единую гидросистему.

Для правильного оформления гидросхемы нужно оформить перечень элементов согласно стандарту.

Ниже показана схема гидравлического привода, позволяющего перемещать шток гидроцилиндра, с возможностью зарядки гидроаккумулятора.

Конструкция автомобильного двигателя из каких элементов он состоит?

В последние несколько лет на рынке также появились электрические и гибридные автомобили, сочетающие в себе электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания. Несмотря на то, что это совершенно новый тренд, мы не будем забывать и о них.

Как работает двигатель автомобиля?

Теперь проанализируем, как работает двигатель автомобиля.

  • Двигатель внутреннего сгорания работает путем преобразования химической энергии в механическую.Взрыв топливовоздушной смеси приводит в движение поршни, приводящие в движение коленчатый вал.
  • Электродвигатель работает путем преобразования электрической энергии в механическую.

Бензиновый автомобильный двигатель сегодня является наиболее популярным типом силовой установки. Используются два решения.

  • Бензиновый двигатель (двигатель с искровым зажиганием) с многоточечным впрыском топлива.

Как работает автомобильный двигатель

Система впуска воздуха подает воздух в цилиндры двигателя, а сам воздух сжимается турбонагнетателем (чаще используется) или компрессором (используется реже).Количество воздушной массы, поступающей в двигатель, регулируется путем открытия дроссельной заслонки (во время движения) и работы шагового двигателя (в неподвижном состоянии при работающем двигателе).

Компьютер управления двигателем непрерывно собирает данные от ряда датчиков. На основании этого он выбирает момент открытия и время открытия форсунок. Форсунки являются частью топливной системы, которая подает топливо из бака. В топливной системе есть ТНВД высокого давления, который сжимает топливо.Топливо впрыскивается прямо в цилиндры. Топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры, которая вырабатывается свечами зажигания, конечной частью системы зажигания.

Это, конечно, общее описание того, как работает бензиновый двигатель, без особых подробностей. Точная конструкция бензинового двигателя внутреннего сгорания и схема его работы немного сложнее.

Бензиновый двигатель, работающий на сжиженном газе - как он работает?

Работа двигателя точно такая же, разница в том, что вместо топлива в двигатель подается газ в зависимости от генерации установки в жидкой или газовой фазе.Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом (двигатель с воспламенением от сжатия, дизельный двигатель). Конструкция дизельного двигателя не менялась с конца 1990-х годов. За прошедшие годы была разработана в основном выхлопная система, отвечающая за удаление вредных компонентов выхлопных газов.

Система забора воздуха всасывает воздух, который сжимается турбонагнетателем. Прежде чем воздух поступает в цилиндры, он охлаждается интеркулером (охладителем наддувочного воздуха).На основе данных от ряда датчиков компьютер управления двигателем регулирует момент и время открытия форсунок Commmon Rail. Система впрыска подает топливо из бака, сжимает его до высокого давления (с помощью специального насоса) и подает на форсунки Common Rail. Дизельное топливо впрыскивается под очень высоким давлением в камеры сгорания (цилиндры) в конце такта сжатия. Дизельное топливо воспламеняется само по себе при контакте с горячим сжатым воздухом.Цилиндры могут нагреваться свечами накаливания на этапе запуска.

На практике конструкция дизельного двигателя мало отличается от бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Различия касаются использования свечей накаливания вместо свечей зажигания и большего давления топлива, подаваемого в цилиндры.

Как работает электродвигатель?

Принцип очень простой. Электрический ток (постоянный или переменный, в зависимости от типа двигателя) приводит двигатель в движение.Электродвигатель имеет один механический элемент - это ротор, установленный на подшипниках. Все работает благодаря работе обмоток и работе магнитного поля.
Электродвигатели используются в гибридных автомобилях в качестве дополнительного источника движения, а в электромобилях - в качестве основного и единственного источника движения.
Кроме того, они используются в автомобилях внутреннего сгорания в различных вспомогательных функциях (электрические стеклоподъемники, стартер и т. Д.).
Конструкция электродвигателя довольно проста.Будь то двигатель для большого легкового автомобиля или миниатюрного электромобиля.

Конструкция двигателя или как устроен двигатель автомобиля?

Конструкция каждого двигателя внутреннего сгорания аналогична и включает в себя одинаковые компоновки. Как известно, дьявол кроется в деталях. Современные двигатели сделаны с большой точностью. Двигатели изготавливаются из различных сталей, чугуна, алюминиевых и кремниевых сплавов, а некоторые компоненты (например, головки) - только из алюминия.Эти материалы должны выдерживать самые разные нагрузки: от высоких температур до высокого давления и коррозии. Для обеспечения их герметичности также используется ряд прокладок из резины, металла или комбинации этих материалов.

Конструкция электродвигателей, независимо от габаритов и мощности, очень проста.
Вы заинтересованы в создании двигателя для вашего автомобиля? Это секрет.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный)?

Двигатель в автомобиле, работающий от ДВС, имеет следующую конструкцию:

Картер двигателя - с цилиндрами, масляными каналами и каналами охлаждающей жидкости.
Коленчатый вал проходит в нижней части картера. В верхней части коробки расположены поршни (в цилиндрах), приводящие в движение коленчатый вал.

Головка двигателя - в ней работают распредвалы (или распредвал), управляя впускными клапанами (подача воздуха из системы впуска) и выпускными клапанами (отводом выхлопных газов в систему выпуска).

Крышка головки , в которой установлены бензиновые или дизельные форсунки, свечи накаливания (в дизельных двигателях) и система зажигания (катушки зажигания и свечи зажигания) в бензиновых двигателях.

Система ГРМ - обеспечивает синхронизацию между работой поршней и работой впускных и выпускных клапанов.

Система охлаждения , которая предотвращает перегрев двигателя и поддерживает его рабочую температуру. Он состоит из насоса охлаждающей жидкости, термостата, радиатора, вентилятора и ряда шлангов.

Система смазки , которая подает и фильтрует моторное масло. Он состоит из масляного насоса, масляного поддона (внизу двигателя, под картером).Система должна быть герметичной. Очень важна герметичность масляного поддона.

Любая утечка моторного масла может привести к ускоренному износу двигателя и даже к заклиниванию. К счастью, замена поддона и его уплотнений не сложна. В случае проблем с протекающей прокладкой стоит использовать эффективный герметик K2 Siltec.

  • K2 SILTEC 90G

    Герметик для деталей двигателя

Скопируйте и вставьте название продукта в поисковую систему Google и найдите магазин, в котором он есть в продаже, за 3 секунды.
  • Электрическая система, поставляющая электричество. Он состоит из аккумулятора, генератора и регулятора напряжения.
  • Система подачи топлива, подающая топливо из бака, а также направляя его к форсункам.
  • Система впуска воздуха в двигатель. Их можно дополнительно сжать турбиной.
  • Выхлопная система - удаляет выхлопные газы из двигателя, очищает их от вредных компонентов.
  • Контроль работы двигателя. Его сердцем является компьютер, который контролирует работу приводного блока ECU, а также многих датчиков, которые к нему подключены.К ним относятся датчики давления воздуха, датчики температуры воздуха, расходомер воздуха, датчик положения дроссельной заслонки, датчик положения коленчатого вала и частоты вращения, датчик положения распределительного вала, датчик температуры моторного масла, датчик уровня моторного масла и многое другое.

Как устроен электродвигатель?

Конструкция электродвигателя очень проста. Двигатель состоит из ротора, корпуса, щеток, коммутаторов и магнитов.

Как устроены отдельные, наиболее важные части двигателя внутреннего сгорания?

Блок двигателя - это составной элемент. Чаще всего его изготавливают методом литья из специального сплава. Гильзы цилиндров заделываются в блок цилиндров в процессе литья. Здесь применяются различные решения по выбору материалов. Требуется очень точное литье, поскольку блок имеет ряд каналов, по которым циркулируют моторное масло и охлаждающая жидкость.

Чтобы знать, как устроен двигатель, нам необходимо знать точную структуру отдельных механических частей, которые играют ключевую роль в работе двигателя.Важно следующее:

  • Конструкция коленчатого вала, получаемого в процессах поперечной прокатки и разнонаправленной ковки. Коленчатый вал - самая дорогая и самая важная часть двигателя. Коленчатый вал приводится в движение поршнями. Коленчатый вал заканчивается маховиком. Маховик передает мощность на коробку передач через муфту.
  • Конструкция поршня - основного элемента кривошипно-поршневой системы, работающего в цилиндрах двигателя. Поршни приводят в движение коленчатый вал, совершая возвратно-поступательное движение во время работы.

В следующих руководствах мы опишем точную работу и структуру отдельных компонентов приводного устройства.

FAQ

Как устроен двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих компонентов:

• Головка двигателя, в которой работает система газораспределения (которая управляет впускными и выпускными клапанами) и где расположены форсунки, свечи зажигания, свечи накаливания (в дизельных двигателях) и зажигание. катушки (в бензине).
• Верхняя часть блока цилиндров, где расположены камеры сгорания (цилиндры). В цилиндрах есть поршни.
• Нижняя часть блока цилиндров, где работает коленчатый вал.
• Масляный поддон с установленным масляным фильтром и маслосливной пробкой.
Двигатель имеет каналы для моторного масла (к точкам смазки) и охлаждающей жидкости.

Как шаг за шагом работает мотор?

Бензиновый двигатель с косвенным впрыском - Двигатель всасывает воздух.Во впускном коллекторе воздух смешивается с топливом, подаваемым форсунками. Когда впускные клапаны открыты, топливовоздушная смесь поступает в цилиндры. Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания. Взрыв заставляет поршень двигаться. Поршень приводит в движение коленчатый вал.

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива - двигатель набирает воздух. Не у каждого прямого впрыска есть турбина - воздух идет в цилиндры. Форсунки дозируют топливо непосредственно в цилиндры.Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания.

Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива. Двигатель всасывает воздух. Воздух сжимается турбонагнетателем. Воздух поступает в цилиндры при открытии впускных клапанов. Форсунки впрыскивают дизельное топливо в цилиндры. Топливно-воздушная смесь самовоспламеняется. Во время пуска камера сгорания может нагреваться свечами накаливания.

Из каких материалов изготавливаются автомобильные двигатели?

Используются чугун, сталь, алюминий и их сплавы.Это связано с тем, что производители должны обеспечивать малый вес двигателя и, в то же время, высокую устойчивость к ряду переменных факторов.

.

Yamaha DT Poland • Просмотр темы

  • Сегодня 05 дек 2021, 17:32

Перейти: Главная страница ›Механика› Schemes, Serwisówki

Инструкции всевозможные, сервисные ...

Сообщений: 3 • Страница 1 из 1

Схема двигателя

yamaha 125 двигатель 10v

автор: YamahaDT125MX »14 янв 2018 г., 18:44

может быть, но я не могу его найти.Мне нужна схема, как собрать пазл этого движка со всем описанием. Сижу на днях и ничего не могу найти. помощь

Yamaha DT125MX
Сообщений: 6
Возраст: 29
Регистрация: 13.01.2018, 18:34
Гаду-Гаду: 0
Мотоцикл: , например Ник


Замороженный
Модератор
Сообщений: 2157
Возраст: 3
Регистрация: 18.09.2013, 14:53
Расположение: Пустынные равнины в укромных уголках Альп
Гаду-Гаду: 0
Мотоцикл: Jamacha Dete 125 iks '06

Yamaha DT125MX
Сообщений: 6
Возраст: 29
Регистрация: 13.01.2018, 18:34
Гаду-Гаду: 0
Мотоцикл: , например Ник


Сообщений: 3 • Страница 1 из 1

Вернуться к электросхемам, СТО

Кто на сайте

Пользователи, просматривающие этот форум: в настоящее время в форуме нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей

.

Как подключить инвертор к двигателю?

Из этой статьи вы узнаете:

  • Какая информация требуется при подключении двигателя
  • Как подключить двигатель в зависимости от напряжения питания преобразователя
  • Как избавиться от беспорядка

Преобразователи частоты, также называемые инверторами, поддерживают постоянный крутящий момент двигателей, изменяя частоту и напряжение источника питания. В этом курсе мы проведем вас через весь процесс подключения такого устройства к вашему двигателю.Мы будем использовать ретранслятор Astraada серии DRV-24.

Сначала посмотрите на паспортную табличку двигателя. Первая информация, которую мы можем прочитать, - это мощность. В данном случае это 0,37 кВт, поэтому мы будем использовать инвертор 0,4 кВт. Поскольку наш инвертор питается от 230 В (ниже также показан пример трехфазного инвертора), двигатель должен быть подключен в соответствии с конфигурацией, соответствующей этому напряжению - она ​​отмечена символом треугольника.

Раскрывая клеммную колодку двигателя, мы видим схемы подключения в зависимости от различных конфигураций.После подключения проводов в соответствии с инструкциями подключите устройство к двигателю, чтобы отдельные клеммы (U, V, W) были соединены с соответствующими эквивалентами в инверторе.

В случае трехфазных инверторов подключите так называемый «силовой» кабель к входам R, S и T соответственно, в то время как двигатель подключается таким же образом, как и в случае однофазного инвертора. (Выходы U, V и W)

Для этого мы должны подготовить два набора проводов, а соединения для заземления провести через металлическую пластину, к которой прикреплена система.

Мы используем экранированные кабели для подключения питания, чтобы минимизировать шум, создаваемый выходными транзисторами наших инверторов. Следующим шагом является выбор подходящей защиты для нашей установки. Документация на DRV-24 поможет нам в выборе устройства. В нашем случае это будет автоматический выключатель максимального тока с номинальным током 10А.

Слева: заземляющий провод, нейтральный провод и фазный провод

Подключите фазный провод к предохранителю, затем проложите провод от предохранителя к преобразователю, а также подключите к нему нейтральный провод и заземляющий провод, сначала подключенный к металлу. монтажную пластину, а затем к инвертору (пока не затягивайте винты для подключения внешнего фильтра ЭМС).

Следующий шаг - прикрутить заземляющие кабели (предохранитель, преобразователь и двигатель) к металлической пластине.

Но это еще не конец, потому что мы должны дополнительно подключить внешний фильтр ЭМС к клеммам преобразователя, нейтрали и фазы. Это уменьшит помехи и обеспечит электромагнитную совместимость класса C2. Теперь затяните все зажимы L, N, PE. Прикрутите прилагаемый фильтр к корпусу. Этот шаг необходим для инверторов мощностью менее 4 кВт.Устройства с большей мощностью имеют встроенные фильтры.

Для уменьшения шума, создаваемого выходными транзисторами, кабель двигателя также необходимо заземлить. Достаточно снять изоляцию с короткого участка, а затем прикрутить его к упомянутой пластине с помощью хомута.

После подключения источника питания КРУ можно переходить к настройке инвертора.

и получите 10 практических статей для начала!

Спасибо!

Скоро вы получите от нас свое первое сообщение.

.90,000 ☑️ Паровая машина: принцип работы, устройство, схема

Сегодня паровых машин ассоциируются с пережитком прошлого. Они были тяжелыми, крайне неэкономичными и загрязняли окружающую среду. Тем не менее их производство позволило быстро развить промышленность и транспорт. Изобретение паровой машины - огромный технологический скачок в истории человечества. Как устроен паровой двигатель и используется ли он до сих пор?

Кто изобрел паровой двигатель?

Греческий изобретатель Эрнон Александрийский считается инициатором создания первой паровой машины.Это было простое устройство, состоящее из двух элементов. Первый представлял собой водогрейный котел и шар, установленный на оси. Что интересно, это был не обычный шар, а с насадками, установленными с двух сторон. Горячий пар направлялся к висящему шару и выходил через рассматриваемые сопла. Из-за силы отдачи он начал вращаться вокруг своей оси. К сожалению, это устройство не нашло значимого применения.

Паровоз - изобретен

Паровой двигатель считается настоящим паровым двигателем, спроектированным в 1710 Томасом Ньюкоменом в Англии.По конструкции эта машина уже напоминала современные паровые машины. Поршень, движущийся внутри цилиндра за счет подаваемого горячего пара, отвечал за подачу энергии. Двигатель Томаса Ньюкомена, вопреки историческому изобретению Хернона, уже нашел подходящее применение. Его использовали в шахтах и ​​использовали для откачки воды.

Джеймс Ватт в промышленной революции

У паровой машины, спроектированной Томасом Ньюкоменом, был серьезный недостаток. Он действовал очень медленно.К счастью, в 1782 г. и Джеймс Ватт модернизировали эту идею. Кульминацией его творчества стала двухсторонняя паровая машина, получившая наконец версию с центробежным регулятором вращения. Благодаря этому промышленная революция смогла продвинуться «полным ходом». Из любопытства стоит добавить, что было выпущено 250 штук этой машины.

Как работает паровой двигатель?

Конструкция классической паровой машины на основе решения Джеймса Ватта относительно проста.Вода в чайнике доводится до кипения, нагревая его. Чаще всего для этого использовались уголь или древесина. Образовавшийся водяной пар попадает в цилиндр и перемещает поршень внутри него. Весьма интересна работа всей системы, потому что горячий пар поочередно подается в переднюю и один раз в заднюю часть цилиндра.

Функционирование паровой машины можно описать четырьмя пунктами:

  1. Водяной пар входит в цилиндр через открытый впускной канал.
  2. Из-за преобладающего давления поршень смещается.
  3. При достижении заданного значения клапан закрывается.
  4. Поршень начинает возвращаться в исходное положение, выпуская весь скопившийся в процессе пар.

На начальных этапах разработки паровых двигателей для приведения в движение использовался насыщенный пар. Это было простейшее решение, но неэффективное. Этот пар конденсировался на стенках цилиндра, что, как следствие, приводило к потерям тепла и уменьшало эффективность всей системы.Намного более эффективным решением оказалось использование ненасыщенного пара (с температурой выше точки кипения воды). Он подавался под высоким давлением в цилиндр высокого давления, а затем подавался в цилиндр низкого давления. Двойное расширение гарантировало большую эффективность двигателя.

Преимущества паровой машины

Одним из несомненных достоинств паровых машин является их простая конструкция. Это напрямую приводит к высокому механическому сроку службы.Конечно, при условии, что все движущиеся части должным образом смазаны и обслуживаются.

Достоинством также является простота получения топлива и схема работы этого типа двигателя. Благодаря этому можно быстро и легко диагностировать и устранить дефект.

К достоинствам и недостаткам паровой машины можно отнести также так называемый Многотопливная емкость . Можно сжигать не только уголь, но и другие твердые виды топлива, например, древесину. А как насчет производительности? Здесь мощность пара может быть настоящим сюрпризом, потому что эти двигатели создают очень высокий крутящий момент и, что лучше всего, даже на начальных оборотах.

. Недостатки паровой машины

Самый большой недостаток паровых двигателей - выброс огромного количества побочных продуктов сгорания угля. Кроме того, чтобы запитать паровоз на среднем участке железной дороги, нужно взять на борт десяток или несколько десятков тонн угля. Также будем иметь в виду, что это сырье недешево.

Добавим КПД паровой машины, который обычно не превышает 10%, и оказывается, что, несмотря на огромное количество топлива, количество получаемой от него энергии тревожно мало.Еще один недостаток - огромный вес паровых двигателей, которые, несомненно, намного массивнее более популярных двигателей внутреннего сгорания.

Наконец, есть еще один существенный недостаток - длительная подготовка двигателя к работе, то есть к запуску. Чтобы паровая машина заработала, потребуется несколько десятков минут. Это время должно быть включено, среди прочего проверка и смазка движущихся частей, очистка топки, подготовка и зажигание топлива и, наконец, нагрев воды (простой запуск парового двигателя потребляет огромное количество топлива).При этом даже крупногабаритные дизельные двигатели, установленные на тепловозах, намного раньше достигают своей рабочей температуры.

Паровоз в вагоне

Паровые двигатели, несмотря на множество преимуществ, были успешно заменены гораздо более эффективными и экономичными дизельными двигателями. Другая проблема - чисто экологическое существо. Не обманывая себя, сжигание огромного количества угля не остается нейтральным для окружающей среды. К счастью, эти величественные двигатели не забыты полностью, и в 2001 году был создан прототип современного парового двигателя.

Это ZEE , или двигатель с нулевым выбросом. Эта трехцилиндровая система объемом 992 куб. См, 3 , вырабатывала 50 кВт мощности. Как работал такой двигатель? На каждый баллон стояла горелка, нагревающая воду в замкнутой системе. Полученный таким образом водяной пар достиг давления 50 бар.

Двигатель ZEE отличался высоким КПД, достигающим даже 23%. Это означает, что он был более чем в 2 раза эффективнее двигателей, установленных на паровозах. К сожалению, этого пока недостаточно, чтобы конкурировать с тогдашними бензиновыми или дизельными агрегатами.

Сводка

Паровые двигатели, несомненно, способствовали развитию отрасли. Использование пара для привода машин на транспорте и в промышленности казалось вечным решением, и на самом деле так оно и было. Прошло более 300 лет с тех пор, как Томас Ньюкомен построил паровую машину в 1710 году. Паровые машины долгое время были важной частью мировой экономики. Можем ли мы рассчитывать на их возвращение?

Все указывает на то, что интенсивное развитие технологий в конце 20 века успешно вытеснило традиционные паровые двигатели.Хотя на самом деле они очень надежны и обладают относительно высокими характеристиками, самая большая проблема - это тип используемого в них топлива. Все сводится к нагреву воды, который также должен быть дешевым, легким и высокомобильным решением. К сожалению, современные двигатели внутреннего сгорания гораздо более полезны в этом отношении, и нет никаких признаков большой отдачи от паровых двигателей.

Тем не менее, следует признать, что наряду с долгой историей этого типа машин, большое количество людей испытывает к ним огромную любовь.В особенности это касается энтузиастов железной дороги, для которых паровозы - настоящая редкость, вызывающая большой ажиотаж.

Главный редактор Joblife.pl

В течение 11 лет он создает специализированный информационный контент. Его знания получены из многоязычных информационных каналов и научных энциклопедий.Лично я энтузиаст горных путешествий и энтузиаст маркетинга.

.

Авиационный поршневой двигатель внутреннего сгорания - SAMOLOTY.PL

Чтобы подробно изучить технические изгибы авиационной силовой установки, необходимо на мгновение рассмотреть, какой движущей силой для самолета является поршневой двигатель внутреннего сгорания. Также необходимо понять, почему он так долго доминировал в авиации, достигнув невероятного уровня технического развития, и почему более полувека назад он был в значительной степени вытеснен. Итак, для начала рассмотрим общую, но необходимую информацию, которая позволит вам легко понять технические характеристики двигателя, предоставленные производителями.И прежде всего, чтобы ответить на вопрос:

Что такое поршневой двигатель внутреннего сгорания самолета?

Поршневой двигатель внутреннего сгорания был фактически первым типом двигателя, широко использовавшимся в силовых установках самолетов, и в течение долгого времени конструктивно преобладал в силовых установках самолета. Первым двигателем такого типа, разработанным специально для самолета, можно считать тот, который братья Райт построили для своего «Флайера», первого управляемого полета с двигателем.У него уже была первая особенность (точнее, это должно было предполагаться), характеризующая поршневые двигатели самолетов, а именно, он должен был быть легким. Точнее говоря, он должен был быть легким для той мощности, которой он мог достичь.

Принцип работы авиационного поршневого двигателя внутреннего сгорания (LSST) такой же, как и у всех других поршневых двигателей, которые приводят в движение другие машины (автомобили, корабли, локомотивы и т. Д.). Однако есть некоторые особенности, которые отличают LSST и делают его конструктивно отличным от других двигателей этого типа.А чтобы хорошо понимать, что такое авиационный поршневой двигатель, их нужно заменить. А это:

  1. Малое отношение массы к мощности (так называемые силовые нагрузки). LSST должен обеспечивать высокую мощность при минимально возможном весе. Например: если двигатель весит 450 кг и выдает 745 кВт, его отношение веса к мощности составляет от 1 до 1,6, т. Е. Мощность нагрузки составляет 0,6 кг / кВт. Если тот же, все еще весом 450 кг, имеет мощность 1200 кВт, его отношение веса к мощности будет 1: 2,6, так что мощность нагрузки составит 0,37 кг / кВт.Так двигатель повысит свою эффективность. Другими словами, чем ниже отношение массы к мощности, тем эффективнее движущая сила и выше летные характеристики самолета. К сожалению, поршневые двигатели имеют большие ограничения, когда речь идет о них, и для них это соотношение варьируется от 0,4 кг / кВт для двигателей малой мощности до 0,24 кг / кВт для двигателей большой мощности. Это в основном предельное значение, и любая модификация поршневого двигателя с таким коэффициентом только приводит к непропорционально большому увеличению массы по сравнению с увеличением мощности. Для сравнения, для современных турбореактивных двигателей этот коэффициент составляет от 1 до 13.

  2. Количество цилиндров: LSST обычно имеют как минимум 4 цилиндра (за исключением двигателей сверхлегких самолетов). Общее количество цилиндров может быть четным (как в рядных двигателях с другим расположением) или нечетным (как в радиальных двигателях, например, 5, 7 или 9). В годы Великой Отечественной войны силовые агрегаты этого типа имели 12-24 цилиндра. На рубеже 1940-х и 1950-х годов, когда поршневые двигатели были на пике популярности, количество цилиндров варьировалось от 18 до 28, а наибольшее число составляло 36 цилиндров (четырехзвездочный двигатель)

    .
  3. Расположение цилиндров : Рядные поршневые двигатели встречаются редко из-за количества цилиндров и необходимости уменьшения габаритных размеров.Наиболее распространенными конструктивными решениями являются раздвоенные, звездообразные, штабелированные или двухтактные (широко известные как «боксерские») системы.

  4. Механизм управления двигателем - синхронизация: в отличие от других поршневых двигателей, в которых используются разные типы фаз газораспределения (верхний, нижний, боковой клапан), в авиационных двигателях используется только верхний клапан (даже когда двигатель находится в так называемом перевернутом положении). ).

  5. Условия эксплуатации : необходимо помнить, что двигательная установка самолета работает в атмосфере и в очень разных условиях, не только с точки зрения погодных условий, но также (или, фактически, прежде всего) температуры, давления и содержания кислорода.Самолет движется вертикально, и в этом случае свойства атмосферы меняются значительно и за очень короткое время. Конечно, можно сказать, что машины тоже ходят в горах, то есть на разной высоте, но ни один разумный человек всерьез не рассмотрит такое сравнение. Другое дело - изменить высоту в пределах нескольких сотен метров за несколько десятков минут и еще нескольких тысяч метров за несколько минут. Так что конструктивно двигатели, которые приводят в движение самолеты, должны быть правильно адаптированы к нему, что усложняет дело в этом отношении.Чтобы летать быстрее и, прежде всего, выше, LSST должны быть оснащены системой нагнетания (двигатели с турбонаддувом), и даже в этом случае их эффективность снижается с высотой. Это еще один фактор, который сильно ограничивает их использование.

  6. Коробка отбора мощности г: двигатель самолета вырабатывает некоторую мощность за счет энергии химического процесса сгорания и термодинамического расширения газов. Затем эта энергия сначала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, а затем во вращательное движение коленчатого вала.И только для того, чтобы привести в движение устройство, которое могло двигать самолет - пропеллер. Итак, говоря о поршневом авиационном двигателе, следует иметь в виду, что винт является его основным приемником энергии. Он был создан для этого, и это определяет его особую структуру и особенности.

Возвращаемся к вопросу: что такое авиационный поршневой двигатель?

Мы пытаемся дать краткое определение, охватывающее основные характеристики этого типа силовой установки:

«Авиационный поршневой двигатель внутреннего сгорания - тепловая машина, в которой полезная работа получается в процессе сгорания (двигатель внутреннего сгорания) внутри цилиндра топливно-воздушной смеси, в результате чего газы расширяются и увеличивают свой объем ( объемные двигатели) оказывают давление на поршень в цилиндре (поршневые двигатели) и, таким образом, приводят его в движение.Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение, используемое для привода гребного винта через кривошипно-шатунную систему. Этот двигатель используется для приведения в движение самолетов ».

Конструктивно LSST состоит из:

  1. Karter - это корпус двигателя в сборе, в котором смонтированы его основные элементы, такие как гильзы цилиндров, кривошипная система. Обычно он делится на блок цилиндров, который включает внешние кронштейны для установки в моторном отсеке, и масляный поддон.Сверху картер закрывается резьбовой головкой с системой газораспределения.

Рисунок 1. Детали двухтактного поршневого двигателя (бокера).

Рисунок 2. Фрахтование звездочки.

Рисунок 3. Блок цилиндров рядный.

  1. Шатуны - Цилиндры, поршни с кольцами, шатуны, коленчатый вал, крепежные детали.Эта система преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Рисунок 4. Шатун радиального двигателя

.

Основные компоненты коленчатого вала:

  • Основные шпильки
  • Шатуны
  • Оружие
  • Масляный автобус

Фото 5. Коленчатый вал рядного двигателя

.

Фото 6.Шатун двухрядного двигателя в конфигурации V

Основные части шатуна

  • Головка
  • Вал
  • Голова
  • Крышка головки

Рисунок 7. Основные части шатуна

Рисунок 8. Система кривошипа рядного двигателя

.

Рисунок 9. Элементы поршня

Фото 10.Поршень с шатуном


Фото 11. Схема кривошипной системы рядного двигателя

.

  1. Система синхронизации - Впускные и выпускные клапаны, коромысла, пружины клапанов, толкатели, органы управления открытием и закрытием клапанов (распределительный вал и распределительные валы). Эта система обеспечивает открытие и закрытие клапанов, позволяя воздушно-топливной смеси (или воздуху только в случае дизельных двигателей) входить и выпускать выхлопные газы в цилиндры, а также соответствующее время начала зажигания.

Рисунок 12. Схема базовой системы синхронизации

.

  1. Топливная система - Топливный насос, топливопроводы, карбюратор (карбюраторные двигатели) или система впрыска топлива (двигатели с впрыском). Эта система подает в цилиндры воздушно-топливную смесь (или воздух только в дизельных двигателях).

  2. Система смазки - масляный поддон или закрытый масляный бак, масляный насос, фильтры, маслопровод (система высокого давления), подающий масло к наиболее важным компонентам двигателя, где возникает трение.Эта система обеспечивает надлежащую смазку двигателя, снижает трение и внутреннее сопротивление, частично охлаждает двигатель и очищает его от металлических частиц, образующихся в результате работы двигателя под большой нагрузкой.

  3. Система охлаждения - ее состав и состав зависят от способа охлаждения двигателя. Самая простая система охлаждения - воздушное охлаждение. В авиации он использовался долгое время, в основном из-за меньшего веса таких двигателей и более простой конструкции.Самолет движется быстро, поэтому воздушный поток смог собрать тепло, выделяемое в двигателе при сгорании топлива, кроме того, вращающийся винт вызывал сильное движение воздушного охлаждения двигателя (чаще всего это было звездообразное движение, хотя в линейные двигатели тоже имели эту систему охлаждения). Особенно активно он использовался в силовых установках боевых самолетов из-за высокой устойчивости к боевым повреждениям. Такая система чаще всего состояла из ребер цилиндра и подвижных жалюзи, регулирующих воздушный поток.Система жидкостного охлаждения была намного сложнее, хотя ее преимуществом был гораздо более высокий КПД и возможность большей нагрузки двигателя независимо от внешних условий. Он состоит из радиатора, жидкостного насоса, термостата и шлангов, по которым охлаждающая жидкость подается в двигатель и отводится от двигателя к радиатору. Основная задача этой системы - поддерживать температуру двигателя в диапазоне его наибольшего КПД.

Фото 13.Схема системы охлаждения

Фото 14. Схема цилиндра воздушного охлаждения с внешними ребрами специальной формы.

  1. Система зажигания - Катушка зажигания, аппараты зажигания, магнето, кабели высокого напряжения, свечи зажигания. Эта система предназначена для генерации электрической искры между электродами свечей зажигания, помещенными в цилиндры в правильной последовательности и в нужное время.Скачок искры инициирует воспламенение топливовоздушной смеси в данном цилиндре.

  2. система запуска - она ​​использовалась для запуска двигателя, а ее элементы и конструкция были и остаются очень разнообразными. В период I часто запускался вручную путем поворота винта при включенном зажигании, позже для запуска двигателя использовались кривошипно-шатунная передача и система передач. Во время Второй мировой войны и позже использовался электростартер со стартером, соединенным с маховиком.Другое решение заключалось в том, чтобы начать с пропускания сжатого воздуха через двигатель, заставляя поршни двигаться и воспламеняться. Одним из самых интересных решений этой системы стал истребитель Hawker Typhoon. Он имел мощный 24-цилиндровый двигатель Napier Sarbre мощностью 2200 л.с. с системой детонационного пуска. Принцип действия был основан на быстром расширении газов, что достигалось обозначением соответствующего заряда взрывчатого вещества, а создаваемое давление немедленно приводило в движение цилиндры и немедленно запускало двигатель.Как рассказывали пилоты «Тайфунов» и механики, управляющие этими самолетами, впечатление было потрясающее: вы вставили контейнер, по форме и размеру напоминающий «банку с апельсинами», в соответствующее отверстие в фюзеляже. После этого взрыватель сработал с задержкой. Через некоторое время раздался громкий хлопок, похожий на выстрел из пистолета, за которым последовал рев работающего двигателя, и пропеллер внезапно превратился во вращающийся круг.

  3. Нагнетатель - классический поршневой двигатель втягивает воздух и топливовоздушную смесь за счет вакуума, создаваемого поршнем при его движении вниз.Это эффективно, но только до определенной высоты над землей. Чем он выше, тем сильнее падает атмосферное давление и тем меньше кислорода содержится в воздухе. На высоте 6000 м атмосферное давление примерно вдвое ниже, чем на уровне моря. И такое же количество кислорода, которое может быть задействовано в процессе горения. Эффективность двигателя быстро падает. Чтобы этого не произошло, используются нагнетатели, нагнетающие (сжимающие) воздух в цилиндры. Главный элемент - компрессор.Остальные элементы дизайна зависят от типа нагнетателя.

По конструктивным причинам мы можем выделить следующие типы:

- механический (так называемый нагнетатель) - самый ранний из используемых, в котором компрессор приводится в движение валом двигателя через шестерню. Коробка передач может быть односкоростной или двухскоростной для плавного увеличения скорости компрессора и повышения эффективности на больших высотах.

- турбокомпрессор - гораздо более современный и используемый сегодня, где приводом компрессора является газовая турбина, использующая энергию выхлопных газов двигателя.

- turbonormalize r - это турбокомпрессоры, поддерживающие постоянное давление наддува, равное давлению на уровне моря до определенной высоты. Регулирование мощности турбины, приводящей в движение компрессор, заключается в увеличении или уменьшении (через диафрагму во впускном канале) количества выхлопных газов, поступающих в турбину.Избыток отработанных газов отводится в атмосферу через отдельный канал за заслонкой. Чем больше выхлопных газов направляется в турбину, тем больше оборотов турбины и больше давление наддува в цилиндрах. Наоборот. Открытие заслонки регулируется автоматически анероидом, измеряющим давление наддува во впускном канале к цилиндрам - если оно выше, чем на уровне моря, заслонка открывается, и большая часть выхлопных газов, вместо того, чтобы приводить в движение турбину, улетает. в атмосферу.Если он падает - заслонка закрывается и большая часть выхлопных газов нагнетается на турбину.

- Турбокомпрессоры VAPC (регулируемый абсолютный контроль давления) - они автоматически регулируют давление наддува в соответствии с размером отверстия

дроссель.

Однако использование турбокомпрессора не является термодинамически простым процессом. Потому что при сжатии воздух сильно нагревается. Его температура после компрессора и до того, как он нагнетается в цилиндры, может достигать даже 100 градусов Цельсия (т.н.Эффект CDT - температура нагнетания компрессора). Нагретый воздух имеет больший объем, поэтому, несмотря на перезарядку, в баллоны поступает меньше воздуха и меньше кислорода. Таким образом, КПД двигателя снижается. Чтобы исправить это, перед входом в цилиндры используется устройство воздушного охлаждения, так называемое интеркулер (эффект, называемый IAT - температура воздуха на впуске). Это в значительной степени снимает эту проблему.

Также, когда дело доходит до стабильности работы двигателя, использование этой системы сопряжено с проблемами.Есть два явления, которые очень неблагоприятны или даже опасны для двигателя. Это называется overboost и самозагрузка. Первый из них возникает, когда давление наддува на землю чрезмерно увеличивается (особенно это касается двигателей с сильным наддувом). Этот процесс, если его не контролировать, может привести к взрыву. Чтобы этого не произошло, есть специальные предохранительные клапаны (клапан избыточного давления), которые открываются автоматически и выпускают воздух из впускного канала цилиндра.Второе явление возникает при полете на большой высоте в регулируемых системах (турбонормализаторах). Он заключается в том, что при выходе самолета на большую высоту, где давление настолько низкое, что турбокомпрессорная система работает на максимальной мощности (все выхлопные газы направляются на турбину и возможности саморегулирования системы заканчиваются). Небольшое падение давления выхлопных газов (например, из-за увеличения потолка или уменьшения мощности двигателя и оборотов) вызывает немедленное падение оборотов турбины и, следовательно, снижение давления наддува.Это влечет за собой дальнейшее снижение мощности, частоты вращения и давления выхлопных газов. И процесс движется сам собой. Бывают сбои в работе двигателя, неконтролируемые падения или увеличения мощности (потому что процесс может идти и в обратном направлении), и это всегда создает опасность во время полета. К сожалению, в этом случае единственный выход - испытать пилота и спокойно снизить высоту полета, чтобы система могла снова войти в уровень саморегулирования.

Устройство, связанное с турбонагнетателем, о котором стоит упомянуть, - это так называемыйPRS (Power Recowery System), то есть система восстановления энергии (не путать с системой восстановления мощности KERS в автомобилях формулы F-1!). Он также использует энергию выхлопных газов, приводящих в движение турбину. Но в отличие от турбокомпрессора, турбина не приводит в движение компрессор, а соединена с валом двигателя через преобразователь крутящего момента (это тип муфты, которая передает мощность не за счет сил трения поверхностей трения, а за счет силы вязкости и сопротивление жидкости - отсюда и название гидрокинетическая).Роторная турбина передает свой крутящий момент на вал, что увеличивает мощность двигателя до 20% (что в случае поршневого двигателя может дать увеличение мощности до нескольких сотен км).

Фото 15. Способы наддува поршневых двигателей самолетов

  1. Выхлопная система - ее элементами являются коллектор, который напрямую принимает выхлопные газы, сжатые из цилиндров, выхлопной трубы и глушителя, что снижает шум двигателя.В авиационных двигателях коллекторы используются отдельно для каждого цилиндра, тогда у самолета столько выхлопных труб и выпускных отверстий, сколько цилиндров у двигателя. Или комбинированные коллекторы, которые собирают выхлопные газы из определенного количества цилиндров и выпускают их через выхлопную трубу (выхлопные трубы) в атмосферу. Кроме того, используются средства пожаротушения, особенно в боевых самолетах (широко применяемых во время Второй мировой войны), для предотвращения выхода пламени из выпускных отверстий для выхлопных газов. Это явление показывает положение самолета в сумерках или ночью.

Вот вам и строительство. Теперь немного информации о параметрах, которые характеризуют, или иначе - описывают двигатель.

Maciej ugowski

.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ - Независимый информационный сайт

Тяговые двигатели и системы охлаждения двигателей

Это электрические машины, преобразующие электричество. к механическим в виде крутящего момента. Основными элементами тяговых двигателей являются статор и вращающийся в нем ротор. Статор выполнен в виде полого цилиндра и одновременно представляет собой корпус двигателя (его корпус), чаще всего в виде отливки из чугуна или стали.Ротор - это вращающаяся часть двигателя, которая вращается внутри статора.
В тяговых машинах применяют тяговые двигатели в зависимости от типа используемого привода. Есть тяговые электродвигатели постоянного тока - коллекторные электродвигатели. (так называемые серийные) и электродвигатели переменного тока - асинхронные, чаще всего: с короткозамкнутым ротором, асинхронный, трехфазный.

a) Тяговые двигатели серии - это двигатели постоянного тока, используемые в старых типах транспортных средств. В этих двигателях обмотки возбуждения статора и ротора соединены последовательно. (один за другим), чтобы через них протекал один и тот же ток.Таким образом, в двигателях этого типа запитываются обе обмотки статора. в корпусе двигателя, а также в обмотке вращающегося ротора. Внутри статора по его окружности расположены основной и вспомогательный полюса, на которые намотаны обмотки. Ближайшая часть столба ось называется полюсным наконечником и шире остальной части полюса.

Пример серийного двигателя


Схематический пример серийного двигателя

Корпус двигателя с обмотками

Ротор двигателя в корпусе

По этой причине на роторе используется коммутатор, то есть переключающий элемент, который позволяет электрическому току течь к ротору синхронно с вращением ротора, переключение направления тока в обмотках ротора вместе с его вращением.Коммутатор имеет форму цилиндра, по окружности которого медные секции расположены радиально и изолированы друг от друга. подключены соответственно к обмоткам ротора.


Ротор двигателя с коммутатором и коммутатором (описание на поверхности)

Графитовые (угольные) щетки, прижимаемые пружинами, скользят по поверхности коллектора. Это решение позволяет передавать электроэнергию в вращающийся ротор.


Графитовые щетки в щеткодержателях, прижатые к коллектору


Щетодержатели со щетками перед сборкой крыльчатки

Преимущества серийного двигателя:
- рабочий мотор подстраивает частоту вращения под текущую нагрузку - чем больше ток, тем ниже частота вращения двигателя и наоборот,
- высокий пусковой момент,
- относительно простое управление пуском (запуск через сопротивление или прерыватель),

Недостатки серийного двигателя следующие:
- большой вес и габариты,
- электродинамическое торможение, используемое в неполном диапазоне скоростей (торможение ED невозможно на низкой скорости),
- требует осмотра и ремонта - используемый коммутатор и щетки требуют регулярных проверок и замен в связи с износ из-за трения и возможные повреждения в результате фрикционного и электрического износа..
- Всегда требует работы под нагрузкой - уменьшение нагрузки вызывает увеличение скорости, что может привести к остановке двигателя. эффект увеличения его скорости вращения до бесконечности в соответствии с принципом подстройки скорости вращения к текущей нагрузке - чем меньше ток, тем выше скорость вращения двигателя.

б) Асинхронные тяговые двигатели - это двигатели переменного тока, используемые в современных рельсовых транспортных средствах. В этом решении запитана только обмотка статора.Трехфазный переменный ток в обмотке статора создает переменное магнитное поле (для каждой фазы) таким образом, что результирующее поле является вращающимся полем. Это поле из-за магнитной индукции (отсюда и название асинхронные двигатели) вызывает электродвижущая сила в обмотке ротора. Взаимодействие полей статора и ротора создает электромагнитный момент, который заставляет ротор вращаться. Отсутствие коммутатора в двигателе приводит к тому, что он практически не требует обслуживания в течение всего периода эксплуатации.В плане осмотра практически требуется только осмотр и возможная замена подшипников ротора и проверка сопротивления обмотки (состояния изоляции).
Ротор в рассматриваемых двигателях вращается со скольжением относительно вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора (скорость скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного потока статора - отсюда и название: асинхронный.

Пример асинхронного двигателя (асинхронный)

Преимущества асинхронного двигателя:
- малый вес и небольшие габариты по отношению к мощности,
- рабочий процесс практически не требует обслуживания,
- электродинамическое торможение, применяемое во всем диапазоне скоростей.

Недостатком асинхронного двигателя является сложное управление запуском двигателя, требующее запуска частота (импульс).

Размеры серийных и асинхронных двигателей в зависимости от их мощности приведены ниже для сравнения. Что немаловажно, фотографии сделаны с аналогичной точки зрения, чтобы проиллюстрировать различия в размерах.


Сравнение габаритов серийных и асинхронных двигателей по мощности Двигатель серии
: 173 кВт / асинхронный двигатель: 1400 кВт

Во время работы тяговые двигатели нагреваются из-за протекания большого тока.По этой причине необходимо обеспечить им охлаждение, чтобы исключение возможности превышения температуры, значение которой могло привести к повреждению двигателя. В современных автомобилях Тяговые двигатели используются не только для разгона тягового автомобиля, но и для электродинамического торможения. По этой причине еще более подвержены длительно высоким рабочим температурам, поскольку их обмотки нагреваются как при запуске, так и при торможении.В автомобилях без электродинамического тормоза двигатели не находятся под нагрузкой во время торможения, поэтому температура их обмоток падает.
По системам охлаждения (так называемой вентиляции) тяговых двигателей различают собственное охлаждение и принудительное .

Двигатели с самовентиляцией - это двигатели с вентиляторами, установленными на валах ротора. Вращающаяся крыльчатка перемещает лопасти вентилятора, которые засасывают воздух внутри двигателя, продувая обмотки.


Примерная схема воздухораспределения для охлаждения двигателя


Воздухозаборники в кузове автомобиля


Воздуховоды в корпусе

Гибкий сильфон на стыке между коробом кузова и двигателем в тележке

Использование сильфона между корпусом и двигателями в тележках обеспечивает свободное движение тележек по отношению к корпусу в соответствии с с допустимыми диапазонами движения системы опоры тела.

Для двигателей с принудительным охлаждением требуются нагнетательные вентиляторы, которые забирают воздух и затем через воздуховоды. они подводят и вдувают их в корпус двигателя, охлаждая обмотки. Решения используются, когда каждый двигатель имеет независимую вентилятор или несколько двигателей охлаждаются от одного вентилятора. Вентиляторы двигателя приводятся в движение электродвигателями. В современном В транспортных средствах для привода вентиляторов используются асинхронные двигатели, управляемые инвертором.


Мотор-вентилятор на крышу (описание выше)


Вентилятор двигателя в кузове тепловоза


Вентилятор двигателя в кузове тепловоза (описание на поверхности)


Вентилятор двигателя в кузове локомотива с двухмашинным бортовым преобразователем (описание на поверхности)


Воздухозаборник и вентилятор двигателя под кузовом (описание на местности)


Воздуховоды в салоне и под кузовом


Сильфон для подключения воздуховодов к двигателю


Воздухозаборник в корпусе двигателя, к которому прикреплен сильфон

Из-за возможности перегрева обмоток электродвигателей тяговых транспортных средств различают:
- постоянная мощность - это мощность тяговых двигателей тягового транспортного средства, с которой они могут они работают непрерывно без риска повреждения двигателей из-за перегрева обмоток.
- часовая мощность - это мощность тяговых двигателей тягового транспортного средства, с которой они могут они не более чем за час.
- мгновенная мощность - мощность тяговых двигателей тягового автомобиля z что они могут работать только в течение короткого времени без риска повреждения двигателей из-за перегрев обмоток.

На фото ниже показан пример экрана диагностического терминала на рабочем месте водителя с температурой тяговых двигателей и потребляемыми ими значениями тока.

Отображение температуры двигателя на водительском терминале


Начало страницы


Назад

.Поршни

, или устройство и работа кривошипа - часть 1

Основные задачи поршней

Основными задачами поршней являются:

  • уплотнения цилиндров
  • Передача тяги от газов к нижним по потоку частям кривошипно-шатунного механизма
  • Направляющая шатуна сверху
  • достаточно эффективный отвод тепла от поверхности (днища поршня), контактирующей с выхлопными газами

Форма поршня также влияет на соответствующие условия сгорания в цилиндре , такие как, например,турбулентность топливно-воздушной смеси. Поршень также должен быть легким, но в то же время прочным и устойчивым к истиранию. Правильное тепловое расширение и благоприятные условия теплопроводности могут быть соблюдены путем выбора подходящего материала.

Наиболее часто используемый материал для поршней сегодня - это алюминиевый сплав с добавками кремния, магния, меди и никеля . Это дает им достаточно низкий вес, и в результате вся система кривошипов менее нагружена из-за более низких сил инерции.

Детали поршня

Конструкция поршня

Конструкция поршня включает следующие элементы:

  • Низ

    Форма головки поршня, особенно в двигателях с воспламенением от сжатия, зависит от типа камеры сгорания. Например, когда мы имеем дело с прямым впрыском, большая часть смеси горит на дне соответствующей формы. В случае разделенной камеры сгорания (вихревой камеры и форкамеры), обычно используемой в сочетании с непрямым впрыском, головки поршня обычно плоские или слегка выпуклые для увеличения их прочности.

    Примеры профилей днища

  • Кольцевая деталь

    Как следует из названия, эта деталь содержит кольца, которые выполняют две основные задачи: герметизируют поршень в цилиндре и отводят тепло от поршня к стенкам цилиндра. Изготовлены из серого чугуна, высокопрочного чугуна или легированного чугуна с добавлением хрома, никеля и молибдена.

    Кольца имеют вырез по окружности, чтобы их можно было установить на поршень (обычно 2 или 3) и придать им достаточную эластичность. Первые кольца сверху используются для уплотнения . Иногда средний играет роль как уплотнителя, так и скребка (скребка-скребка). Кольцо, наиболее удаленное от днища поршня, представляет собой кольцо, которое соскабливает излишки масла со стенок цилиндра, чтобы предотвратить его попадание в камеру сгорания.

    Конструкция поршневых колец

  • Направляющая часть

    Также известная как юбка поршня, она направляет поршень в цилиндре и передает его силы на стенки цилиндра. Эта деталь наиболее подвержена истиранию. Правильная работа не только направляющей части, но и всего поршня во многом зависит от его теплового расширения и остаточного зазора между ним и цилиндром.

    Слишком маленький зазор будет означать заклинивание поршня после нагрева и расширения, а слишком большой зазор приведет к его неправильному положению в цилиндре и уменьшит герметичность. В поршнях некоторых двигателей используются специальные вставки из материала, который трудно расширить. Они позволяют ограничивать и контролировать тепловое расширение юбки поршня. Однако недостатком является ухудшение теплоотвода к нижним частям рубашки.

  • Ступицы

    Ступицы внутри поршня служат опорой для стального штифта, соединяющего поршень с шатуном. Обычно этот штифт может вращаться как в ступице, так и в шатуне, , хотя иногда он может быть неподвижным в одном из этих компонентов. Пружинные кольца защищают его от выскальзывания из ступицы.

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)