0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Все о том как улучшить характеристики двигателя

Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками

Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двига­телей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асин­хронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пазами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе.

Двигатель с глубокими пазами на роторе. От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него пазы ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которые вложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. С обеих сторон эти стержни приварены к замыкающим кольцам. Обычно глубокий паз имеет соотношение размеров hп/bп= 9÷10, где hп,bп— высота и ширина паза.

А момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет наибольшее значение (f2 = f1), индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня сцеплена с боль­шим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис. 15.6, а). На рис. 15.6, б показан график распределения плотности пусково­го тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Это равноценно увеличению ак­тивного сопротивления стержня ротора, что, как известно, способствует росту пускового момента двигателя и некоторому ограничению пускового тока.

Таким образом, двигатель с глубокими пазами на роторе об­ладает благоприятным соотношением пусковых параметров: большим пусковым моментом при сравнительно небольшом пус­ковом токе. По мере нарастания частоты вращения ротора частота тока в роторе убывает (f2 = sf1) В связи с этим уменьшается индук­тивное сопротивление обмотки ротора х2= f2.Распределение плотности тока по высоте стержня в том случае становится более равномерным, что ведет к уменьшению активного сопротивления ротора. При работе двигателя с номинальной частотой вращения,

Рис 15.6 Ротор с глубокими пазами:

а — устройство, б — распределение плотности тока ротора по высоте стержня при пуске и при работе двигателя

когда f2 34 женном пусковом токе. По мере увеличения частоты вращения ро­тора уменьшается частота тока в роторе, при этом индуктивное со­противление рабочей клетки уменьшается, и распределение плотности тока в стержнях пусковой и рабо­чей клеток становится почти оди­наковым. В итоге происходит пере­распределение вращающего момента между клетками: если в начальный период пуска момент создается главным образом токами пусковой клетки, то по окончании периода пуска вращающий момент создается в основном токами рабочей клетки. Так как активные сопротивления клеток ротора неодинаковы, то зависимостьМ = f(s)этих клеток изо­бражается разными кривыми (рис. 15.9).

Рис 15.9. Механическая характеристика двухклеточного асинхронного двигателя

Максимальное значение мо­мента пусковой клетки вследствие ее повышенного активного сопро­тивления смещено в сторону скольжений, близких к единице. Вращающие моменты от обеих клеток направлены в одну сторону, поэтому результирующий момент двигателя равен сумме моментов пусковой Мпк и рабочейМрабклетокМ = Мпк + Мраб

Увеличение мощности

1 улучшение характеристик двигателя
2 уменьшение массы автомобиля
3 Улучшение трения колес улучшение сцепных свойств автомобиля с дорожным покрытием
4 Сопротивление воздуха и скорость Улучшение аэродинамических свойств автомобиля
5 Потери мощности в трансмиссии Уменьшение неизбежной потери мощности при прохождении через трансмиссию
6 Улучшение стартовых свойств за счет применения электроники
7 Уменьшение инертности системы

Основной раздел

Увеличение мощностных характеристик двигателя

Есть несколько основных принципов по увеличению мощности двигателя, некоторые очень трудоемки и дорогостоящи но некоторые довольно доступны и их можно воспроизвести у себя в гараже. С этой страницы, которая будет развиваться и дополняться, будет доступна вся информация по тюнингу двигателя, как основных положений и теории так и практических советов по увеличению мощности и сколько примерно дает прибавку каждый вид тюнинга.

Несколько вводных слов об основах увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания. Основные принципы позволяющие добавить мощности и крутящего момента. Некоторые позволяют сохранить расход топлива или даже его уменьшить, при том что мощности будет больше. Фантастика скажете вы! Нет все обосновано.

1. Увеличение мощности и крутящего момента за счет увеличения количества сожженного топлива.

Топливо в двигатель добавить не сложно, основная проблема заключается в том чтобы снабдить это топливо окислителем. В роли окислителя выступает кислород находящийся в воздухе. Для оптимального горения, топливо-воздушная смесь должна состоять из 1 части топлива (по весу) и 14 частей воздуха (тоже по весу) такая смесь называется стехиометрической и позволяет получить наиболее выгодные с точки зрения максимальной мощности показатели. Поэтому при форсировке двигателя ориентируются на увеличение количества поступаемого окислителя (воздуха) в цилиндры за такт сгорания.
Самые эфективные методы увеличения топливо воздушной смеси.

1. Увеличение рабочего объема двигателя.

Увеличивает мощность и крутящий момент во всем диапазоне частот, если бы не существовало потерь на впуске то мощность увеличивалась бы линейно. Есть даже поговорка «ничто не заменит кубические сантиметры. Приводит к увеличению расхода топлива, так как при тех же оборотах прокачивается больше топливовоздушной смеси. Если увеличить объем и удлинить передачи трансмиссии то увеличение расхода не будет большим.

Читать еще:  Шум при запуске двигателя на холодную хонда аккорд

Степень сжатия это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия приводит к увеличению мощности и крутящего момента во всем диапазоне оборотов, при этом при той же выделяемой мощности двигателем потребление топлива будет меньшим. Пример: после увеличения степени сжатия автомобиль при движении со скоростью 100 км в час будет меньше расходовать бензина чем автомобиль с большей степенью сжатия на той же скорости. Но есть одно но. С увеличением степени сжатия двигатель становится более требовательным к октановому числу топлива. хотя есть некоторые непростые ухищрения позволяющие этого избежать. Но совсем не бюджетно!

3. Увеличение оборотистости двигателя.

Если тот же крутящий момент получить на более высоких оборотах то максимальная мощность двигателя увеличится. Связано это с тем что мощность, есть произведение крутящего момента на обороты при котором этот момент образуется. Данный вид тюнинга может значительно повысить мощность вашего двигателя. Если планируется сильно повышать обороты то придется заменить все детали участвующие в работе, а они могут оказаться весьма дорогостоящими. Расход может стать очень большим, так как после доработки двигатель не может так же эффективно работать на малых оборотах, как раньше и придется пользоваться большими. На постоянной основе!

Улучшение наполнения двигателя.

3.1 Тюнинг головки(вок) двигателя — самая действенная из всех манипуляций по доработке атмосферного двигателя внутреннего сгорания, за счет доработки головки блока и установки нового распредвала, можно существенно повысить эффективную мощность двигателя в основном за счет смещения максимального крутящего момента в сторону высоких оборотов. При этом полка момента становиться уже в зависимости от прибавки мощности. Чем больше в процентном соотношении прибавка мощности, тем более выраженным становиться пик момента. Связано это с тем, что двигатель настраивается на определенный диапазон работы частот вращения коленчатого вала и на других оборотах работает неэффективно. Системы впуска и выпуска для большей эффективности тоже должны быть настроены и соответствовать рабочим оборотам форсированного двигателя.

Тюнинг головки блока можно разделить на несколько составных частей.

3.1.1 Тюнинг впускных и выпускных каналов.
3.1.2 Тюнинг впускных клапанов.
3.1.2 Тюнинг выпускных клапанов.
3.1.3 Тюнинг камеры сгорания
.
3.1.4 Тюнинг клапанных пружин.
3.1.5 Тюнинг направляющих втулок клапанов.
3.1.6 Подбор и установка распредвала.
3.1.7 Замена головки или головок двигателя на более производительные.

4. Тюнинг впуска и выпуска

Самый распространенный вид тюнинга двигателя. Позволяет минимизировать потери давления на впуске и облегчить выпуск отработавших газов. При применении на стандартном двигателе, все манипуляции с тюнингом впуска и выпуска малоэффективны и иногда прибавка даже не чувствуется. На подготовленном двигателе, данный вид тюнинга будет очень полезен и даже необходим.

5. Установка наддува.

Установка различных видов наддува позволяет искусственно увеличить рабочий объем двигателя. Во впускной коллектор воздух не засасывается, а подается под давлением благодаря установки турбонаддува или приводных нагнетателей. Чем больше давление на впуске тем больше мощности выдаст двигатель. Грубо говоря 1 атмосфера или 14 пси увеличивает мощность вдвое.

Является дополнительным окислителем топлива. Попадая в камеру сгорания N2O под действием теплоты распадается на атомарный кислород повышая процентное соотношение кислорода и на азот который подавляет детонацию в двигателе. Впрыск закиси осуществляется на короткое время и не используется на постоянной основе. Можно прибавить значительное количество лошадиных сил 25-150 и более в зависимости от системы и двигателя. Существует несколько систем впрыска закиси азота.

Сухая
Мокрая
Система прямого впрыска закиси азота

Уменьшение тепловых потерь двигателя

Данный вид усовершенствования двигателей широко применяется в автоспорте, но не очень развит среди дорожных автомобилей. Основной принцип: добиться перехода, как можно большего количества тепловой энергии в полезную работу двигателя и минимизировать тепловые потери в систему охлаждения и в выхлопную трубу. У современных бензиновых двигателей общий КПД около 30% у дизелей 45%. При уменьшении тепловых потерь мощность двигателя увеличивается а расход топлива снижается. Все что увеличивает КПД приводит к снижению расхода топлива, так как энергия которая могла быть утрачена, используется и совершает полезную работу.

Уменьшение механических потерь двигателя

Стандартный двигатель можно значительно усовершенствовать, сделать его экономичнее и при этом мощнее одновременно. Все это возможно если уменьшить механические потери на трение и инерционные потери. прибавка мощности и крутящего момента может быть не большой но весьма полезной так как она будет заметна во всем диапазоне оборотов и максимизирует все остальные доработки двигателя. При этом потребление топлива не увеличится, так как эти прибавки получаются за счет увеличения механического КПД двигателя. Доработки требуют работы в основном над уже имеющимися деталями двигателя и довольно трудоемки, хотя прибавки мощности дают не большие

Простейшие способы добавить лошадей в двигатель

Раздел постоянно обновляется путем добавления информации.

Как увеличить мощность и скорость мотоцикла?

После долгого использования свое агрегата многие владельцы задумываются о том, как увеличить мощность мотоцикла. Сделать это можно в домашних условиях с минимальными затратами. Однако для значительного повышения характеристик потребуется небольшой бюджет и специальная техника.

Читать еще:  Что такое сапун двигателя гранты

Российские мотоциклы отличаются поршневой системой, ее способами охлаждения и размерами. Для повышения возможностей мотора необходимо увеличить количество сжимаемого горючего за короткое время, а также уменьшить потери.

Достаточно большие затраты мощности уходят на трение деталей в двигателе. Устранить такую проблему не представляется возможным. Единственное, что можно улучшить – это масло. Если вы заливали обычное недорогое масло, то стоит сделать акцент на зарекомендовавших себя, производителях. Для российского оборудования отлично подойдет Shell. Однако есть компании, которые довели до ума технологии производства своей продукции. К таким можно отнести компанию Motul.

Также стоит проверить давление в шинах, цепную передачу и прочее. Такие доработки не принесут значительных улучшений характеристик, однако помогут добиться лучшей динамики и уменьшения вибраций.

Наилучшим вариантом в том, как увеличить мощность двигателя мотоцикла, станет доработка КПД мотора за счет улучшения наполняемости цилиндра. Для этого необходимо произвести полную отчистку всех каналов и узлов, по которым попадает топливо и воздух. Однако не переусердствуйте. Значительное изменение траектории подачи топливно-воздушной смеси может грубо нарушить систему продувки и систему выхлопа горючих газов.

Ни в коем случае не устанавливайте прямоточные глушители. Они увеличат расход горючего и прибавят шума во время езды. На заводе точно рассчитывают способности мотора, поэтому излишнее вмешательство не увеличит показатели, а только повысит износ механизмов мотоцикла.

Кроме доработки старого мотора, можно установить в него новые комплектующие, или вовсе заменить движок. Так, например, увеличив рабочий объем, будет обеспечен значительный прирост показателей и оборотистость. Также, отличным вариантом может стать замена карбюратора. Частые загрязнения и плохая регулировка, мешают полноценной работе двигателя. В таких случаях необходимо прочистить все составные части карбюратора, в особенности это касается иглы, подающей горючее.

При правильной эксплуатации, работа мотора нарушаться не должна. Главное своевременно заменять износившиеся детали и расходники. Например, обязательными является замена воздушных фильтров и масел.

Форсировка иномарок

Если с советскими мотоциклами поработать не особо получается, то современные зарубежные байки вполне пригодны для доработки. Так, например, японские модели, по причине экономических, экологических и других влияний, не используют максимальные возможности своих аппаратов. На таких байках, вопрос о том, как увеличить скорость мотоцикла, встает двояко. С одной стороны добиться повышения мощности не составляет проблем, но при этом происходит значительная потеря ресурсов.

Рассмотрим пример. Первым делом стоит обратить внимание, что у всех японских марок очень маленькое передаточное число. Сделано это в силу безопасности водителя, так как высокие показатели передаточного числа обеспечат сильные рывки и позиционирования максимальной скорости, которая по факту будет отличаться от реальной.

Увеличение передаточного числа – это самый быстрый и экономичный способ повышения характеристик мотоцикла. Наверняка, во время поездки, каждый замечал, что при передвижении по городу используются в основном 3-я или 4-я передачи, в то время как 5-я и 6-я почти не используются. Так вот, установив передаточное число таким образом, чтобы в него вошли все 6 передач, вы обеспечите байку новую динамику. Она будет сильно отличаться от стандартной и первое время придется привыкать. После изменения передаточного числа, обязательно установите корректор спидометра. Он обеспечит улучшенную способность переключения передаточного числа.

Также работе мотора мешают экологические ограничители. Их отключение повысит работоспособность двигателя. Особенно сильно это относится к маркам Suzuki и Kawasaki. В их параметры заложены показатели, при которых обеспечивается минимальное количество загрязнений атмосферы. Это достигается поздним зажиганием на первых передачах. Отключив такую программу, вы увеличите мощность и момент мотора при движении на первых передачах. Даже у движков с малым объемом прибавится порядка 5 л.с., а при больших объемах от 15 л.с. Для отключения необходимо купить специальное устройство, наподобие индикатора передач со встроенным блоком отключения задержки.

Перечислены основные способы увеличения мощности на мотоциклах. Не забывайте, что доработка поможет вам увеличить мощность, а правильное техническое обслуживание – сохранить заводские показатели.

Что важнее: крутящий момент или мощность двигателя?

Так уж повелось, что любого автолюбителя при оценке способностей машины в первую очередь интересует такой показатель, как мощность. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. И вот почему

Несмотря на то, что гужевой транспорт давно «канул в Лету» и «л. с.» является персоной нон-грата в международной системе классификации, «лошадиная» единица измерения мощности продолжает пользоваться спросом. Причем не только у простого люда, но и на государственном уровне. Для этого достаточно взглянуть на квитанцию об уплате транспортного налога.

Между тем, появившаяся в период промышленной революции «л. с.» весьма условна. А все потому, что она определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения усилий, необходимых для подъема 75-килограммового груза на один метр за одну секунду. Новая единица измерения, взятая на вооружение фабрикантами для оценки превосходства стационарных механизмов над животными, со временем перекочевала в мир подвижного состава.

Читать еще:  Чем питается двигатель автомобиля

Позже шотландский инженер Джеймс Уатт ввел в обращение официальную единицу измерения мощности своего имени – «Вт», которую для удобства использования укрупнили до «кВт». Ватт, синхронизированный с л. с. в соотношении 1 кВт = 1,36 л. с., так и не добился всеобщей любви, оставив пальму первенства конской силе. Однако мощность мощностью, но, как говорится, двигает машину не она, а крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах (Н∙м).

Что такое крутящий момент?

У многих автомобилистов нет адекватного представления о том, что это за «зверь». О нем, впрочем, как и о мощности, бытует расхожее мнение: чем больше, тем лучше. По сути, это тесно связанные характеристики. Мощность в ваттах не что иное, как крутящий момент в ньютон-метрах, умноженный на число оборотов и на 0,1047. Другими словами, мощность демонстрирует количество работы, выполняемой двигателем за определенный промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Если, скажем, автомобиль завяз в глинистом грунте и обездвижился, то производимая им мощность будет равняться нулю. Ведь работа не совершается. А вот момент, хотя его и не хватает для движения, присутствует. Крутящий момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.

Главным достижением работающего мотора при превращении тепловой энергии в механическую является момент, или тяга. Высокие моментные значения характерны для дизельных двигателей, конструктивная особенность которых – большой (больше диаметра цилиндра) ход поршня. Большой крутящий момент у дизеля нивелируется относительно низким допустимым числом оборотов, которые ограничивают для увеличения ресурса. Высокооборотистым бензиновым моторам свойствен «крен» в сторону мощности, ведь их детали отличаются меньшим весом. И степень сжатия тоже ниже. Правда, современные силовые агрегаты – и дизельные, и бензиновые – совершенствуясь, становятся ближе и конструктивно, и по показателям. Но пока банальное правило рычага сохраняется: выигрывая в силе, проигрываешь в скорости. И, соответственно, в расстоянии.

Лучшие черты двигателя определяются совокупностью оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей силового агрегата. Близкие к оптимальным характеристики имеют электрические двигатели. Они располагают тягой, близкой к максимальной, практически с начала движения. В то же время значение мощности прогрессивно возрастает. Существенным фактором в вопросах определения мощности и крутящего момента являются обороты двигателя. Чем они выше, тем большую мощность можно снять.

В этом контексте уместно упомянуть о гоночных моторах. Из-за относительно скромных объемов они не блещут умопомрачительным крутящим моментом. Однако способны раскручиваться до 15–20 тыс. оборотов в минуту (мин -1 ), что позволяет им выдавать супермощность. Так, если рядовой силовой агрегат при 4000 об/мин генерирует 250 Н∙м и порядка 140 л. с., то при 18 000 мин -1 он мог бы выдать в районе 640 л. с.

К сожалению, повышать частоту вращения довольно сложно. Мешают силы инерции, нагрузки, трение. Скажем, если раскрутить мотор от 6000 до 12 000 мин -1 , то силы инерции возрастут вчетверо, что потенциально грозит опасностью перекрутить мотор. Повысить величину крутящего момента можно с помощью турбонаддува, но в этом случае негативную роль начинают играть тепловые нагрузки.

Принцип максимальной отдачи мощности красноречиво иллюстрируют моторы болидов «Формулы-1», имеющие весьма скромный объем (1,6 литра) и относительно невысокий показатель тяги. Но за счет наддува и способности раскручиваться до высоких оборотов выдают порядка 600 л. с. Плюс к тому, конструкция у «Ф1» – гибридная, и электродвигатель, дополняющий основной мотор, при необходимости добавляет еще 160 «лошадей».

Важной характеристикой, отражающей возможности мотора, является диапазон оборотов, при котором доступна максимальная тяга. Но еще важнее эластичность двигателя, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Другими словами, это соотношение между числами оборотов для максимальной мощности и оборотов для максимального крутящего момента. Оно определяет возможность снижения и увеличения скорости за счет работы педалью газа без переключения передач. Или возможность езды на высоких передачах с малой скоростью. Эластичность, к примеру, выражается способностью автомобиля разгоняться на пятой передаче с 80 до 120 км/ч на пятой. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель. Из двух двигателей одинакового объема и мощности предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также облегчит работу трансмиссии.

А если все-таки задаться вопросом о том, что важнее – крутящий момент или мощность, деля мир на черное и белое, ответ будет предельно прост: так как это зависимые величины, важно и то и другое.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector