Dual-mass (dual-mass) flywheel - kanuni, kubuni, mfululizo

Kwa neno la misimu ya kuruka kwa misa-mbili au mbili-molekuli, kuna kifaa kinachoitwa flywheel ya misa-mbili. Kifaa hiki huruhusu upitishaji wa torque kutoka kwa injini kwenda kwenye usafirishaji na zaidi kwa magurudumu ya gari. Flywheel ya misa-mbili imevutia umma kwa sababu ya muda wake mdogo wa kuishi. Kubadilishana sio kazi tu, lakini pia inahitaji gharama za kifedha, kwani mkoba una kutoka mia kadhaa hadi euro elfu. Miongoni mwa wenye magari, unaweza kusikia swali la gari mbili za magurudumu mawili hutumiwa, wakati hakukuwa na shida na magari.

Kidogo cha nadharia na historia

Injini ya mwako wa ndani ya kurudisha ni mashine ngumu, ambayo operesheni yake inaingiliwa kwa awamu. Kwa sababu hii, flywheel imeunganishwa na crankshaft, kazi ambayo ni kukusanya nishati ya kutosha ya kinetic ili kuondokana na upinzani wa passive wakati wa viboko vya compression (isiyo ya kufanya kazi). Hii inafanikisha, kati ya mambo mengine, usawa unaohitajika wa injini. Injini huendesha kwa usawa zaidi kadiri injini inavyokuwa na mitungi zaidi au gurudumu kubwa la kuruka (nzito). Hata hivyo, gurudumu zito zaidi la kuruka hupunguza uwezo wa kustahimili injini na kupunguza utayari wake wa kusokota haraka. Jambo hili linaweza kuzingatiwa, kwa mfano, na injini ya 1,4 TDi au 1,2 HTP. Kwa flywheel yenye nguvu zaidi, injini hizi za silinda tatu hufanya kazi polepole na polepole pia. Hasara ya tabia hii ni, kwa mfano, mabadiliko ya gear ya polepole. Saizi ya flywheel inaathiriwa zaidi na muundo wa silinda (katika mstari, uma au boxer). Injini inayopingana ya roller-roller kwa kanuni ina usawa zaidi kuliko, kwa mfano, injini ya silinda nne ya mstari. Kwa hivyo, pia ina flywheel ndogo kuliko injini inayofanana ya inline ya silinda nne. Ukubwa wa flywheel pia huathiri kanuni ya mwako, kwa mfano, injini za kisasa za dizeli karibu daima zinahitaji flywheel. Ikilinganishwa na wenzao wa petroli, injini za dizeli kwa kawaida huwa na uwiano wa juu zaidi wa ukandamizaji, ambao juu yake hutumia kazi zaidi - nishati ya kinetic ya flywheel inayozunguka.

Nishati ya kinetic Ek inayohusishwa na flywheel inayozunguka inahesabiwa kwa kutumia fomula ifuatayo:

Ek = 1/2·J ω2

(wapi J ni wakati wa hali ya mwili kuhusu mhimili wa mzunguko, ω ni kasi ya angular ya mzunguko wa mwili).

Shafts za usawa pia husaidia kuondoa operesheni isiyo sawa, lakini zinahitaji kiwango fulani cha kazi ya kiufundi ili kuwachochea. Mbali na kutofautiana, kurudia mara kwa mara kwa vipindi vinne pia husababisha mtetemo wa torsional, ambayo huathiri vibaya gari na usafirishaji. Masi ya kawaida ya inertial ya injini ya mwako wa ndani inajumuisha umati wa inertial wa sehemu za utaratibu wa crank (mizani ya usawa), flywheel na clutch. Walakini, hii haitoshi kuondoa mitetemo isiyohitajika katika hali ya injini za dizeli zenye nguvu na haswa. Kwa hivyo, usafirishaji na mfumo mzima wa kuendesha lazima ulindwe kutokana na athari hizi mbaya, kwani sauti kubwa inaweza kutokea kwa kasi fulani, na kusababisha mafadhaiko mengi kwenye crankshaft na usafirishaji, mitetemo ya mwili isiyopendeza, na ucheshi wa mambo ya ndani ya gari. Hii inaweza kuonekana wazi kwenye mchoro hapa chini, ambao unaonyesha ukubwa wa mtikisiko wa injini na usafirishaji na magurudumu ya kawaida na mawili. Vibrations ya crankshaft wakati wa kutoka kwa injini na oscillations kwenye mlango wa usafirishaji ina amplitudes sawa na masafa. Kwa kasi fulani, mabadiliko haya yanaingiliana, ambayo husababisha hatari na udhihirisho usiofaa.

Inajulikana kuwa injini za dizeli zina nguvu zaidi kuliko injini za petroli, kwa hivyo sehemu zao ni nzito (utaratibu wa crank, vijiti vya kuunganisha, nk). Kusawazisha na kusawazisha injini kama hiyo ni shida ngumu sana, suluhisho ambalo lina safu ya viunga na derivatives. Kwa kifupi, injini ya mwako wa ndani imeundwa na idadi ya vipengele, kila moja na uzito wake na ugumu, ambayo kwa pamoja huunda mfumo wa chemchemi za torsion. Mfumo huo wa miili ya nyenzo, iliyounganishwa na chemchemi, huwa na oscillate kwa masafa tofauti wakati wa operesheni (chini ya mzigo). Bendi ya kwanza muhimu ya masafa ya oscillation iko katika safu ya 2-10 Hz. Mzunguko huu unaweza kuzingatiwa kuwa wa asili na hauonekani na mtu. Bendi ya pili ya masafa iko katika safu ya 40-80 Hz, na tunaona mitetemo hii kama mitetemo, na kelele kama mngurumo. Kazi ya wabunifu ni kuondokana na resonance hii (40-80 Hz), ambayo kwa mazoezi ina maana ya kuhamia mahali ambapo mtu ni mbaya sana (kuhusu 10-15 Hz).

Gari ina taratibu kadhaa ambazo huondoa vibrations zisizofurahi na kelele (vizuizi vya kimya, pulleys, insulation ya kelele), na msingi ni clutch ya kawaida ya msuguano wa disc. Mbali na kusambaza torque, kazi yake pia ni kupunguza vibrations ya torsional. Ina chemchemi ambazo, katika tukio la vibration zisizohitajika, compress na kunyonya zaidi ya nishati yake. Katika kesi ya injini nyingi za petroli, uwezo wa kunyonya wa clutch moja ni wa kutosha. Sheria sawa ilitumika kwa injini za dizeli hadi katikati ya miaka ya 90, wakati 1,9 TDi ya hadithi yenye pampu ya mzunguko ya Bosch VP ilitosha kwa clutch ya kawaida na flywheel ya kawaida ya molekuli moja.

Walakini, baada ya muda, injini za dizeli zilianza kutoa nguvu zaidi na zaidi kwa sababu ya kiasi kidogo na kidogo (idadi ya mitungi), utamaduni wa operesheni yao ulikuja mbele, na, mwisho kabisa, shinikizo juu ya "saw flywheel" "pia ilitengenezwa zaidi na zaidi viwango vikali vya mazingira. Kwa ujumla, kupungua kwa mitetemo ya mwendo hakuweza kutolewa tena na teknolojia ya kitamaduni, na kwa hivyo hitaji la kuruka kwa mawimbi mawili likawa hitaji. Kampuni ya kwanza kuanzisha ZW (Zweimassenschwungrad) flywheel mbili-wingi ilikuwa LuK. Uzalishaji wake wa wingi ulianza mnamo 1985, na BMW ya Ujerumani ilikuwa mtengenezaji wa kwanza kuonyesha kupendezwa na kifaa kipya. Flywheel ya misa-mbili imepata maboresho kadhaa tangu wakati huo, na treni ya gia ya sayari ya ZF-Sachs sasa inachukuliwa kuwa ya hali ya juu zaidi.

Dual molekuli flywheel - kubuni na kazi

Gurudumu la kuruka lenye wingi-mbili hufanya kazi kama gurudumu la kawaida la kuruka, ambalo pia hufanya kazi ya kufifisha mitetemo ya msokoto na hivyo kwa kiasi kikubwa kuondoa mitetemo na kelele zisizohitajika. Flywheel ya molekuli mbili hutofautiana na ile ya kawaida kwa kuwa sehemu yake kuu - flywheel - inaunganishwa kwa urahisi na crankshaft. Kwa hiyo, katika awamu muhimu (hadi kilele cha compression) inaruhusu baadhi ya deceleration ya crankshaft, na kisha tena (wakati wa upanuzi) baadhi ya kuongeza kasi. Walakini, kasi ya flywheel yenyewe inabaki thabiti, kwa hivyo kasi ya pato la sanduku la gia pia inabaki mara kwa mara na bila vibration. Flywheel ya molekuli mbili huhamisha nishati yake ya kinetic kwa mstari kwa crankshaft, nguvu za majibu zinazofanya kazi kwenye injini yenyewe ni laini, na kilele cha nguvu hizi ni cha chini sana, hivyo injini pia hutetemeka na kutikisa injini iliyobaki kidogo. mwili. Mgawanyiko katika hali ya msingi kwa upande wa gari na inertia ya sekondari kwenye upande wa sanduku la gia huongeza wakati wa hali ya sehemu zinazozunguka za sanduku la gia. Hii husogeza masafa ya resonant hadi masafa ya chini ya masafa (rpm) kuliko kasi ya kutofanya kitu na hivyo kuwa nje ya masafa ya kasi ya uendeshaji ya injini. Kwa njia hii, vibrations ya torsional yanayotokana na injini hutenganishwa na maambukizi, na kelele ya maambukizi na mngurumo wa mwili haufanyiki tena. Kutokana na ukweli kwamba sehemu za msingi na za sekondari zimeunganishwa na damper ya vibration ya torsional, inawezekana kutumia diski ya clutch bila kusimamishwa kwa torsional.

Flywheel ya misa-mbili pia hutumika kama kinachojulikana kama mshtuko wa mshtuko. Hii inamaanisha kuwa inasaidia kupunguza miguso ya clutch wakati wa mabadiliko ya gia (wakati kasi ya injini inahitaji kusawazishwa na kasi ya gurudumu) na pia husaidia kuanza kwa urahisi. Hata hivyo, vipengele vinavyostahimili (chemchemi) kwenye flywheel ya molekuli-mbili mara kwa mara huchoka na kuruhusu flywheel kusonga kwa upana na rahisi zaidi kuhusiana na crankshaft. Tatizo hutokea wakati tayari wamechoka - hutolewa nje kabisa. Mbali na kunyoosha chemchemi, kuvaa kwa flywheel pia kunamaanisha kusukuma nje mashimo kwenye pini za kufunga. Kwa hivyo, flywheel sio tu haina dapen oscillations (oscillations), lakini, kinyume chake, inawaumba. Vituo katika mipaka ya kupita kiasi ya mzunguko wa flywheel huanza kuonekana, mara nyingi kama matuta wakati wa kuhamisha gia, kuanzia, katika hali zote tu wakati clutch imehusika au imezimwa, au wakati wa kubadilisha kasi. Wear pia itaonekana kama vianzio vya kutatanisha, mtetemo mwingi na kelele karibu 2000 rpm, au mtetemo mwingi bila kufanya kitu. Kwa ujumla, dual mass flywheels hupata mkazo mkubwa zaidi katika injini zisizo na silinda (k.m. mitungi mitatu/mine) ambapo kutofautiana ni kubwa zaidi kuliko injini sita za silinda.

Kimuundo, flywheel ya molekuli mbili ina flywheel ya msingi, flywheel ya sekondari, damper ya ndani na damper ya nje.

Jinsi ya Kuathiri / Kupanua Maisha ya Flywheel ya Misa Dual?

Maisha ya Flywheel yanaathiriwa na muundo wake na mali ya injini ambayo imewekwa. Flywheel hiyo hiyo kutoka kwa mtengenezaji huyo huyo inaendesha km 300 kwenye injini zingine, na kwa wengine itachukua nusu tu ya sehemu. Kusudi la asili lilikuwa kukuza magurudumu mawili ya misa ambayo yangeweza kuishi kwa umri sawa (km) na gari lote. Kwa bahati mbaya, kwa kweli, ndege ya kuruka mara nyingi inahitaji kubadilishwa mapema zaidi, mara nyingi kabla ya diski ya clutch. Mbali na muundo wa injini na flywheel yenyewe yenyewe, kondakta ana athari kubwa kwa maisha yake ya huduma. Hali zote zinazoongoza kwa usambazaji wa pigo katika mwelekeo mmoja au mwingine hupunguza maisha yake ya huduma.

Ili kuongeza muda wa maisha ya Dual Mass Flywheel, haipendekezi kuendesha gari chini ya injini mara kwa mara (haswa chini ya 1500 rpm), kukandamiza clutch kwa bidii (ikiwezekana bila kuhama wakati wa kubadilisha gia), na sio kupunguza injini (yaani breki). injini). kwa kasi nzuri tu). Mara nyingi hutokea kwamba kwa kasi ya 80 km / h huwasha si gear ya pili, lakini ya tatu au ya nne na hatua kwa hatua kuhama kwa gear ya chini). Wazalishaji wengine wanapendekeza (katika kesi hii VW) kwamba ikiwa gari limeegeshwa na gari la stationary kwenye benki ya upole, handbrake lazima itumike kwanza na kisha gear (reverse au XNUMXth gear) lazima ihusishwe. Vinginevyo, gari litasonga kidogo na flywheel mbili-mass itaingia kwenye kinachojulikana ushiriki wa kudumu, na kusababisha mvutano (kunyoosha kwa chemchemi). Kwa hivyo, inashauriwa kutotumia kasi ya kilima, na ikiwa ni hivyo, tu baada ya kuvunja gari na brake ya mkono, ili usisababisha harakati kidogo na mzigo wa muda mrefu unaofuata - kufunga mfumo wa maambukizi, i.e. flywheel ya molekuli mbili. . Kuongezeka kwa joto la diski ya clutch pia inahusiana moja kwa moja na kupunguzwa kwa maisha ya flywheel mbili-mass. Clutch ina joto zaidi, hasa wakati wa kuvuta trela nzito au gari lingine, kuendesha gari nje ya barabara, nk. Clutch itajifungua yenyewe hata ikiwa injini imevunjwa. Ikumbukwe kwamba joto la mionzi kutoka kwa diski ya clutch husababisha overheating ya vipengele mbalimbali vya flywheel (hasa ikiwa ni uvujaji wa lubricant), ambayo huathiri zaidi maisha ya huduma.

Kukarabati - uingizwaji wa flywheel ya molekuli mbili na uingizwaji na flywheel ya kawaida

Hakuna kitu kama kutengeneza flywheel iliyochakaa kupita kiasi. Urekebishaji unahusisha kuchukua nafasi ya flywheel pamoja na mkusanyiko wa clutch (lamellae, spring ya compression, fani). Urekebishaji mzima ni ngumu sana (karibu masaa 8-10), wakati inahitajika kuvunja sanduku la gia, na wakati mwingine hata injini. Bila shaka, hatupaswi kusahau kuhusu fedha, ambapo flywheels za bei nafuu zinauzwa kwa euro 400, ghali zaidi - zaidi ya 2000 euro. Kwa nini ubadilishe diski ya clutch ambayo bado iko katika hali nzuri? Lakini kwa sababu tu wakati wa kutumikia diski ya clutch, ni suala la muda tu kabla ya kuondoka, na mchakato huu unaotumia wakati, ambao ni ghali mara kadhaa kuliko diski ya clutch, italazimika kurudiwa. Wakati wa kubadilisha flywheel, ni wazo nzuri kuona ikiwa kuna toleo la kisasa zaidi ambalo linaweza kushughulikia maili zaidi - inayoungwa mkono na kuidhinishwa na mtengenezaji wa gari, bila shaka.

Mara nyingi unaweza kupata habari juu ya kuchukua nafasi ya taa ya kuruka ya misa mbili na ile ya kawaida, ambayo lamellas na damper ya torsion hutumiwa. Kama ilivyotajwa hapo awali katika nakala zilizopita, taa ya kuruka-mbili, pamoja na kazi zake rahisi, pia hufanya kazi ya damper ya kutetemesha ya msokoto, ambayo inathiri vibaya hali ya sehemu zinazohamia za injini (crankshaft) au sanduku la gia. Kwa kiwango fulani, kupunguza utetemekaji pia kunaweza kuondolewa na sahani yenyewe, lakini haiwezi kutoa utendaji sawa na ndege ya nguvu zaidi na ngumu ya mawimbi mawili. Pamoja, ikiwa ingekuwa rahisi, ingekuwa ikitekelezwa kwa muda mrefu na watengenezaji wa gari na wamiliki wao wa kifedha, ambao wanafanya kazi kila wakati kupunguza gharama. Kwa hivyo, kwa ujumla haipendekezi kuchukua nafasi ya flywheel ya molekuli mbili na flywheel moja ya misa.

Usidharau kuchukua nafasi ya flywheel iliyovaliwa

Haipendekezi sana kuahirisha uingizwaji wa flywheel iliyovaliwa kupita kiasi. Mbali na udhihirisho hapo juu, kuna hatari ya kulegeza (kutenganisha) sehemu yoyote ya kuruka kwa ndege. Mbali na kuharibu tawi yenyewe, injini au usafirishaji pia unaweza kuharibiwa vibaya. Kuvaa kupita kiasi kwa flywheel pia kunaathiri operesheni sahihi ya sensorer ya kasi ya injini. Wakati vitu vya chemchemi vinapochoka pole pole, sehemu mbili za kuruka huchelewesha zaidi na zaidi hadi ziko nje ya uvumilivu uliowekwa kwenye kitengo cha kudhibiti. Wakati mwingine hii inasababisha ujumbe wa kosa, na wakati mwingine, kinyume chake, kitengo cha kudhibiti kinajaribu kurekebisha na kudhibiti injini kulingana na data isiyo sahihi. Hii inasababisha utendaji duni na, katika hali mbaya, shida za kuanza. Shida hii ni ya kawaida haswa na injini za zamani ambapo sensa ya crankshaft hugundua harakati kwenye upande wa pato la flywheel ya misa-mbili. Watengenezaji wameondoa shida hii kwa kubadilisha upachikaji wa sensorer, kwa hivyo katika injini mpya hugundua kasi ya crankshaft kwenye ghuba ya flywheel.