Amortizor armonic O sursă cheie pentru puterea pierdută
Toți suntem vinovați de instalarea unei piese strălucitoare pe hot rod sau motor care nu adaugă putere, dar am convins că sistemul „funcționează mai bine” cu acesta instalat. Acum imaginați-vă instalarea unei piese care nu creează direct puterea, dar interacțiunea sa cu ansamblul rotativ al motorului poate elibera energie care altfel ar fi putut irosi energie sub formă de vibrații sau poate că partea reduce doar uzura prematură a rulmenților și a componentelor asociate . Această parte - clapeta armonică - există deja pe fiecare motor acționat pe stradă și este adesea trecută cu vederea ca doar un punct de montare pentru scripetele accesorii sau o locație pentru atașarea greutăților pentru motoarele echilibrate extern. Clapeta armonică prezintă o oportunitate crucială pentru a vă optimiza ansamblul rotativ pentru a asigura o durată de viață mai lungă sau pentru a elibera energia irosită care ar putea fi aplicată mai bine pe anvelope.
Deci este un echilibru sau este un amortizor? Cei doi termeni sunt folosiți interschimbabil, dar din punct de vedere tehnic au funcții diferite. Un echilibru adaugă greutate pentru a ajuta (extern) să echilibreze ansamblul rotativ inferior al unui motor, în timp ce un amortizor, calmează vibrațiile în timpul vibrației arborelui cotit care apar ca o funcție a procesului de ardere. Rețineți, în timp ce toate echilibratoarele armonice sunt amortizoare, toate amortizoarele nu sunt echilibratoare. Cu toate acestea, în scopul cursei pe bancă, ambii termeni sunt adesea folosiți pentru a însemna aceeași parte.
Amortizor elastomeric Romac cu semne de sincronizare gravate cu laser.
Păstrându-l de bază
În timpul procesului de ardere, fiecare piston este forțat să se deplaseze în jos pe cilindru ca urmare a unei explozii conținute în camera de ardere. Această cursă conferă arborelui cotit o forță de rotație bruscă. Chiar dacă este o componentă foarte robustă, arborele cotit nu este perfect rigid. Deci, în timpul acestor evenimente de ardere, manivela se va răsuci ușor ca răspuns la fiecare explozie/impact.
Această răsucire a manivelei este similară cu o bară de torsiune simplă, cu un braț de pârghie la un capăt. Acum presupuneți că ați lovit brațul cu pârghia cu un ciocan. Vă puteți imagina că va apărea o ușoară răsucire la prima lovire a brațului pârghiei, dar aceasta ar fi urmată de brațul care revine la locul său, poate chiar vibrează pentru o scurtă perioadă de timp înainte de a vă odihni.
Animația unui arbore cotit cu 108.476 Hz de distorsiune armonică.
În acest exemplu, avem o răsucire torsională urmată de vibrații torsionale (în timpul evenimentului de primăvară). Răsucirea torsională este o funcție a lungimii piesei (motoarele în linie vor avea un arborele cotit mai lung decât configurațiile în V) și grosimea, modulul de forfecare al materialului (gândiți-vă: rigiditatea materialului) și cuplul (forța din combustie x aruncarea manivelei). În mod similar, vibrația torsională este o funcție de lungimea părții, rigiditatea torsională și momentul polar de inerție (gândiți-vă: capacitatea obiectului de a rezista la torsiune). Pentru o explicație detaliată a acestor fenomene, consultați Memoriul tehnic # 8150 al lui Himmelstein.
Care este problema?
Vibrația torsională are efecte secundare rareori de dorit. Deoarece forța este transmisă într-un arbore cotit în puncte discrete în rotația sa (exemplu: la fiecare 90 de grade de rotație într-o aplicație V8), cuplul de ieșire nu este continuu, creând astfel impulsuri și vibrații de torsiune. În cazul în care aceste impulsuri apar în jurul frecvenței de rezonanță a unui arbore cotit, efectele pot fi multiplicate. Atunci când se întâmplă acest lucru, crește riscul de defectare a componentelor (manivela spartă), precum și șansa de uzură prematură a rulmenților. În unele cazuri, aceste vibrații pot fi transmise către alte puncte ale grupului de propulsie, cum ar fi trenul de valvă (prin lanțul de distribuție) sau în jos pe linia de transmisie către anvelope. Oricare dintre direcții nu este de dorit, deoarece poate jefui puterea în plus față de potențialele piese.