ATI - Pericolele scripetelor de putere; Înțelegerea amortizorului armonic
Pericolul scripetelor de putere și
Înțelegerea amortizorului armonic
DE STEVE DINAN DIN DINAN BMW
Am amenințat de multă vreme că scriu o serie de articole tehnice pentru educarea consumatorilor și pentru a risipi concepțiile greșite despre tehnologia auto-comercializare. Motivat de problemele legate de mașinile clientului care rezultă din instalarea fuliilor electrice, doresc să explic potențialele pericole ale acestor produse și să abordez daunele pe care le cauzează motoarelor.
Teoria din spatele fuliei de putere este că o reducere a vitezei acționării accesorii va reduce la minimum pierderile parazite care răpesc puterea motorului. Pierderile de putere parazitare sunt rezultatul energiei pe care motorul o folosește pentru a roti componente accesorii precum alternatorul și pompa de apă, în loc să producă energie pentru accelerare. În încercarea de a reduce la minimum această pierdere de energie, multe companii susțin că produc energie suplimentară prin îndepărtarea clapetei armonice și înlocuirea acesteia cu un ansamblu ușor. În timp ce se poate realiza un câștig mic de putere, există un număr semnificativ de probleme potențiale asociate cu această modificare, unele mici și una deosebit de mare și dăunătoare.!
Metoda populară pentru fabricarea fuliilor de putere pe motoarele E36 este prin îndepărtarea clapetei armonice și înlocuirea acesteia cu un ansamblu ușor de aliaj. Acesta este un produs foarte periculos, deoarece acest amortizor este esențial pentru longevitatea unui motor. Înlocuirea acestei piese duce adesea la deteriorarea severă a motorului.
De asemenea, este important să înțelegem că, deși motorul unui BMW este proiectat de o echipă de ingineri calificați, aceste scripete de putere sunt create și instalate de oameni care nu înțeleg câteva principii foarte importante ale fizicii. Aș dori mai întâi să ofer o scurtă explicație a acestor principii care sunt esențiale pentru buna funcționare a unui motor.
1) Deformare elastică
Deși este o credință obișnuită că piesele mari din oțel, cum ar fi arborele cotit sunt rigide și inflexibile, acest lucru nu este adevărat. Când o forță acționează asupra unei manivele, aceasta se îndoaie, se flexează și se răsucește la fel ca o bandă de cauciuc. Deși această mișcare este adesea foarte mică, aceasta poate avea un impact semnificativ asupra modului în care funcționează un motor.
2) Frecvența naturală
Toate obiectele au o frecvență naturală la care rezonează (vibrează) atunci când sunt lovite cu un ciocan. Un exemplu zilnic în acest sens este un diapazon. Sunetul pe care îl produce o anumită furcă este direct legat de frecvența la care vibrează. Aceasta este „frecvența sa naturală”, care este dictată de dimensiunea, forma și materialul instrumentului. La fel ca un diapazon, arborele cotit are o frecvență naturală la care vibrează atunci când este lovit. Un aspect important al acestui principiu este acela că, atunci când un obiect este expus la o ordine puternic amplificată a propriei sale frecvențe naturale, acesta va începe să rezoneze cu o vigoare crescândă până când se vibrează singur în bucăți (eșecul oboselii).
3) Eșecul oboselii
Eșecul oboselii se produce atunci când un material, metalic, în acest caz, se rupe de la răsucirea sau îndoirea repetată. O agrafă este un exemplu excelent. Luați o agrafă și flectați-o înainte și înapoi cu aproximativ 90 °. După aproximativ 10 oscilații, agrafa se va rupe de oboseală.
Explicația naturii distructive a scripetelor de putere începe cu cele două moduri de echilibru și vibrații de bază într-un motor cu ardere internă. Este foarte important ca aceste moduri să fie înțelese ca fiind separate și distincte.
1) Vibrația motorului și a componentelor sale rigide cauzate de dezechilibrul pieselor rotative și alternative. Acesta este motivul pentru care avem contragreutăți pe arborele cotit pentru a compensa masa pistonului și tijei, precum și motivul echilibrării componentelor din motor.
2) Vibrația componentelor motorului datorită deformărilor elastice individuale ale acestora. Aceste deformări sunt rezultatul impulsurilor periodice de ardere care creează forțe de torsiune pe arborele cotit și pe arborele cu came. Aceste cupluri excită arborii în ordine secvențială de vibrație și oscilație laterală. Vibrația motorului de acest fel este contracarată de clapeta armonică și este subiectul principal al acestei lucrări.
Vibrație torsională (frecvență naturală)