Site Loader

Содержание

Работает супермаховик. Удивительная механика

Работает супермаховик

Есть ли уже сегодня машины, на которых установлены супермаховики? Да, есть. Пусть эти машины и не выпускаются пока сериями, как «жигули» или «фольксваген», но они существуют. Работают, ездят, всех удивляют.

Самым типичным автомобилем, работающим за счет энергии супермаховика, является, пожалуй, маленький двухместный «махомобиль» американского ученого Дэвида Рабенхорста. Попробуем на его примере разобраться в устройстве махомобилей.

Супермаховик махомобиля соединен с валом разгонного электродвигателя, причем электродвигатель размещен в воздушной среде, чтобы он лучше охлаждался, а супермаховик – в вакууме, чтобы не было лишних потерь энергии. На выходе из вакуумной камеры вал герметизирован магнитным уплотнением. В принципе можно даже разрезать вал и вывести вращение из вакуума специальными магнитными муфтами.

Маховичный автомобиль (махомобиль) Девида Рабенхорста

Другой конец вала супермаховика соединен с гидронасосом обратимого типа, который может работать и в режиме гидродвигателя; о таких гидромашинах я уже говорил.

Жидкость – масло от гидронасоса через распределитель или, что одно и то же, через механизм управления махомобилем, подается в четыре маленькие гидромашины, встроенные в колеса махомобиля. Таким образом, все колеса махомобиля ведущие, и это очень хорошо – махомобиль быстро разгоняется, движется устойчиво, без заносов.

В махомобиле нет таких привычных автомобильных частей, как сцепление, коробка передач, карданный вал, дифференциал, полуоси, электроаккумуляторы, стартер и генератор; отсутствует топливный бак и вся топливная система, система охлаждения с вентилятором, глушитель и, наконец, сам двигатель внутреннего сгорания. Махомобиль бесшумен, он не загрязняет окружающую среду выхлопными газами, приводится в движение практически мгновенно. Известно, что супермаховик может развивать громадные мощности, так необходимые автомобилям для быстрого разгона.

Зарядка энергией, или разгон супермаховика, производится включением разгонного электродвигателя в сеть. Время зарядки – 20—25 мин, что в десятки раз быстрее по сравнению с продолжительностью зарядки электроаккумуляторов. Для приведения махомобиля в движение повышают наклоном шайбы производительность насоса, и масло начинает поступать в гидродвигатели колес, разгоняя машину. Больше наклон шайбы – больше скорость.

Махомобиль рассчитан на крейсерскую, то есть постоянную скорость 90 км/ч, причем кратковременно скорость может быть значительно увеличена, например для выполнения обгонов.

Путь пробега махомобиля с одной зарядки пока около 60 км, но его планируется увеличить в три раза. Это при массе супермаховика 100 кг, скорости его вращения от 23 700 до 11 900 оборотов в минуту и запасе энергии 24 МДж. Удельная энергия супермаховика составляет 240 кДж/кг. Правда, уже испытаны супермаховики с удельной энергией в 650 и даже 700 кДж/кг, а это значит, что и путь пробега увеличивается почти до 500 км!

У махомобиля рекордно малая по сравнению с электро– и автомобилями стоимость пробега – около доллара на 100 км пути. Я думаю, вряд ли какой водитель откажется от такой машины!

Посмотрим теперь, каковы характеристики агрегатов махомобиля Рабенхорста по мощности и массе. Разгонный электродвигатель мощностью 30—40 кВт – 18,4 кг, гидронасос мощностью 37,5 кВт – 11,4 к г, четыре гидродвигателя колес такой же общей мощности – 10 к г, приборы управления – 9 кг, шасси – 175 кг, кузов – 270 кг. Вместе с супермаховиком, его корпусом, подвеской и даже пассажирами выходит чуть более 600 кг.

Махомобиль не боится длительных стоянок – маховик может вращаться без остановки почти полтора месяца. И это не предел, потому что так называемые кольцевые супермаховики, о которых будет сказано ниже, рассчитаны на более чем годичный выбег, а американский 45-килограммовый маховик в магнитном подвесе имеет столь малые потери, что способен крутиться без остановки свыше 10 лет!

Подвеска супермаховика в махомобиле тоже магнитная, только она практичнее, чем «абсолютный» магнитный подвес: здесь есть подшипники, способные не только принимать на себя усилия при тряске, но и ослаблять гироскопическую нагрузку при повороте оси супермаховика.

На сегодняшний день в разных странах уже построено много супермаховичных автомобилей и автобусов.

Некоторые из них, как и швейцарский гиробус, оснащены штангами и могут двигаться как троллейбус. Но при этом раскручивается и супермаховик, который потом снабжает током тяговые электродвигатели. Такие машины, названные гиротроллейбусами, не тратят время, подобно гиробусу, на раскрутку супермаховика, так как «зарядка» идет на ходу. Затем, после разгона супермаховика, гиротроллейбусы едут на накопленной энергии до конечной остановки через весь город. В отличие от швейцарского гиробуса, маховик в таком гиротроллейбусе весит не 1,5 т, а всего около 300 кг.

Гиротроллейбус фирмы «Локхид» (США) (а) и его маховичный накопитель (б)

Существуют проекты использования супермаховиков в авиации. В одном из них для взлета сверхзвуковых самолетов предлагают применять маховичную катапульту. Если разогнать крупный маховик электродвигателем, а затем подключить его к лебедке, соединенной тросом с самолетом, то маховик за несколько секунд разовьет гигантскую мощность, в десятки раз превышающую мощность электродвигателя. За считанные секунды самолет разгонится до 400 км/ч и взлетит. При этом путь разгона будет не более 100—150 м. Такой запуск очень надежен и экономичен.

Маховичная катапульта

Двойную пользу можно получить от установки супермаховиков на легких тихоходных самолетах, у которых собственный двигатель развивает мощность не более 90-120 кВт. Супермаховик массой всего 13 кг способен выдать мощность 115 кВт в течение 20 с, а массой 57 кг – 225 кВт в течение 60 с – время, вполне достаточное для взлета. Кроме того, раскрученный супермаховик обеспечит безопасность экипажа в случае остановки мотора самолета. Энергии, накопленной в супермаховике, хватит для трехминутного полета самолета без мотора. Летчики успеют выбрать пригодную для посадки площадку и приземлиться.

Шотландский маховичный вертолет, прозванный «прыгающий Гиро»

Еще в 30-х годах прошлого века в Шотландии был построен маховичный вертолет. Разгоняли маховик на земле вместе с воздушным винтом, лопастям которого задавали нулевой угол атаки, чтобы разгон шел легче.

После разгона маховика лопасти устанавливали под нужным углом, и машина взмывала в небо. Когда энергии в маховике оставалось уже мало, вертолет плавно опускался. Не правда ли, это очень похоже на игрушечный вертолет, в котором разгон лопастей-маховиков производится пусковым шнурком?

А полвека спустя в США создали разведывательный беспилотный вертолет с супермаховиками. Два легких кольцевых супермаховика диаметром 1,4 м, вращающиеся в разные стороны, раскручивают воздушные винты, расположенные внутри колец супермаховиков. Кольца разгоняют до 4 тыс. оборотов в минуту на специальном автомобиле, с которого вертолет стартует. Вертолет быстро поднимается на 100-метровую высоту, зависает там и, имея на борту фото– и телеаппаратуру, производит съемки или телепередачи. Подобный вертолет удобно использовать и для пожарных работ – его двигатель не заглохнет от дыма, а баки с горючим не загорятся, так как на этом вертолете нет ни двигателя, ни баков.

Разведывательный беспилотный маховичный вертолет

Если нужно попасть на борт вертолета, зависшего высоко над землей, или на какую-нибудь площадку на высоте 100 м и более, лучше всего воспользоваться для этого маховичным подъемником, который позволяет поднять девять человек подряд, причем в пять раз быстрее обычных моторных подъемников.

Маховик подъемника разгоняется маленьким электродвигателем мощностью 1,5 кВт до 28 тыс. оборотов в минуту.

Осуществить экстренный спуск с того же вертолета или из окна горящего высотного здания поможет маховичный лифт, в разработке которого довелось участвовать и мне. При пожаре нередко требуется срочно эвакуировать людей с верхних этажей дома, но в это время ток от здания, как правило, отключают и никакие подъемные механизмы не работают. Вот и придумали особое устройство для такого случая.

Человек надевает специальный пояс с прикрепленной к нему лентой и прыгает вниз. Лента намотана на валу небольшого маховика или супермаховика, как в ленточном вариаторе, о котором речь шла выше. Сматываясь с вала, она разгоняет маховик, сначала медленно, а затем все сильнее и сильнее. Человек же, Втулка наоборот, приближаясь к земле, все больше и больше теряет скорость. И наконец мягко – Корпус приземляется. Пояс с лентой сам поднимается вверх за счет энергии маховика, раскрученного ранее спустившимся человеком. Так маховичный лифт может доставлять на землю одного за другим сколько угодно людей.

Маховичный лифт

Поистине безграничные возможности открываются перед супермаховиками в космосе.

В космическом вакууме у супермаховиков совершенно нет потерь на трение о воздух, а невесомость устраняет нагрузки на подшипники. В этом случае подшипники могут быть простыми «сухосмазывающимися» втулками.

На некоторых спутниках связи уже несколько лет используют супермаховичные накопители энергии. Дело в том, что спутники связи, транслирующие на большие расстояния телефонные разговоры, телепрограммы и радиопередачи, работают обычно не только от солнечных батарей, но и от аккумуляторов энергии, которые дают ток, пока Земля загораживает спутник от Солнца и тот находится в тени. Однако время жизни электрохимических аккумуляторов невелико, они быстро выходят из строя, а из-за них прекращает существование и сам спутник, который мог бы служить еще долго. Вот и пал выбор на долговечные супермаховики. Они вращаются в магнитной подвеске со скоростью 40 тыс. оборотов в минуту. Плотность энергии супермаховиков для спутников связи примерно 0,1 МДж/кг.

В исследовательском центре США создана супермаховичная установка для международной космической станции, превосходящая по своим показателям ранее применявшиеся никель-водородные аккумуляторы. Супермаховик запасает большее количество энергии, а срок его службы вдвое дольше, чем у химических аккумуляторов.

Видимо, не обойтись без супермаховиков и на космических станциях, которые отправятся к далеким планетам, где почти нет солнечного света, дающего энергию для питания электронного оборудования станций. По мнению ученых, кратковременных включений пиропатронов будет вполне достаточно, чтобы с помощью газовой турбины так разогнать супермаховик, что его энергии надолго хватит для бесперебойной работы всех приборов.

В космосе супермаховики необходимы и для более прозаических дел – например, для ремонта станций, приведения в движение механизированного инструмента.

Допустим, космонавту нужно просверлить отверстие или завернуть гайку. Если он применит обыкновенную дрель или гайковерт, то реактивный момент, действующий на корпус ручного инструмента, закрутит в первую очередь самого космонавта. На Земле такого не случается, так как этому противодействует сила тяжести и сила трения, а в условиях невесомости – это обычное явление.

Теперь проделаем следующий опыт. Возьмем самый простой детский волчок – юлу, укрепим на ее кончике сверло, разгоним юлу и уберем руку. На первый взгляд как будто ничего удивительного – юла стоит на сверле и сама сверлит подставку. А ведь ни с какой из обычных дрелей подобный опыт никогда не получится. Даже у электрической дрели корпус тотчас завертится в противоположную сторону и порвет все провода.

Дело в том, что маховики и супермаховики обладают свойством «безреактивности», то есть при вращении они не оказывают реактивного действия на корпус и другие части устройства. Маховик связан с корпусом только подшипниками, а они, свободно проворачиваясь, не передают вращательных усилий.

Маховичная «безреактивная» дрель

Изготовленная мною маховичная дрель успешно сверлила любые доски. При этом она прекрасно выдерживала вертикальное направление благодаря еще одному свойству маховика, о котором уже упоминалось, – способности сохранять устойчивое положение свободной оси в пространстве.

Чтобы проверить это свойство самому, лучше всего снять велосипедное колесо с вилки, взяться за концы оси и, держа колесо на вытянутых руках, попросить товарища раскрутить его. Если колесо раскручено как следует, никакие попытки свернуть ось в сторону ни к чему не приведут, даже несмотря на большие усилия. Колесо будет сопротивляться совсем как живое, стараясь вырваться из рук. Суть происходящего состоит в том, что ось вращающего маховика всякий раз стремится повернуться не туда, куда мы прилагаем усилие, а под прямым углом к этому направлению.

Существует много способов узнать, куда будет поворачиваться ось маховика, но все они трудны и рассчитаны на специалистов. Поэтому я придумал для себя способ попроще, который назвал «правилом колеса». Запомнить его ничего не стоит, достаточно иметь в кармане хотя бы одну монетку или колесико. Пустим монетку катиться по столу. Скоро она начнет падать набок, но что для нас особенно важно – она и сворачивать будет в ту же сторону. Теперь представим себе, что монетка – это вращающийся маховик. Допустим, мы пытаемся свернуть ось этого маховика в ту же сторону, куда падает монета. Направление поворота монеты позволит нам определить, куда на самом деле будет сворачивать ось маховика. Вот и все правило.

Опыт с монетой, демонстрирующий гироскопический эффект

Если ничто не воздействует на ось маховика, то она безупречно сохраняет свое положение в пространстве. И это делает маховик незаменимым в навигационных приборах, которые сейчас устанавливают на всех кораблях, самолетах, ракетах. Называют такие приборы гироскопическими. Об этих интереснейших приборах много написано, и я не буду подробно останавливаться здесь на них. А вот об автомобиле, в котором был применен как раз гироскопический эффект вращающегося маховика, думаю, сказать надо. Построил этот «гирокар» в 1914 году русский инженер П. П. Шиловский. Гирокар демонстрировался в Лондоне, где вызвал огромный интерес. Еще бы, машина Шиловского имела всего два колеса, как велосипед, однако она сохраняла без каких-либо упоров устойчивое положение, даже если все пассажиры садились по одну сторону. «Держал» машину раскрученный маховик благодаря гироскопическому эффекту. В гирокаре использовался примитивный автомат с датчиком наклона в виде шарика в трубке и сервомотором, воздействующим на 300-килограммовый маховик.

Гирокар П. П. Шиловского (а) и принцип его действия (б)

Такие автомобили строились и позже. Возможно, что будущий махомобиль с супермаховичной «энергетической капсулой» спроектируют тоже двухколесным, чтобы использовать сразу оба замечательных свойства супермаховика – способность накапливать энергию и сохранять неизменное положение в пространстве.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

МАХОМОБИЛЬ ФАНТАЗИЯ? РЕАЛЬНОСТЬ! | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Небольшой коллектив энтузиастов — ученые и инженеры кафедры теоретической механики Курского политехнического института — работает над созданием необычного двигателя, действующего без горючего и электричества: их заменит… маховик. Об этих интересных поисках мы попросили рассказать руководителя группы доктора технических наук, профессора Нурбея Владимировича Гулиа, заведующего кафедрой теоретической механики института.

О нем сегодня говорят все чаще и чаще, называя одним из самых перспективных двигателей для автомобилей. Речь идет о маховике или супермаховике, который, будучи раскрученным, может потом длительное время служить приводом для различных машин. Надежды, возлагаемые на него, станут понятны, если вспомнить требования, предъявляемые к транспорту будущего: он должен быть экономичным, безвредным, бесшумным. Он не должен сжигать горючее, выделять ядовитые выхлопные газы, переводить в тепло и выбрасывать в воздух большую часть вырабатываемой энергии«

Идеальным в этом смысле мотором мог бы считаться такой, который способен запасать энергию от дешевого стационарного источника — например,- от электросети, — а затем с высоким КПД отдавать ее для движения автомобиля. То есть двигатель, служащий одновременно и аккумулятором энергии.

Однако единственным реальным типом аккумулятора для привода автомобиля до сих пор считался электрохимический — та самая батарея, что уже стоит на автомобиле. Обоймы их в сочетании с электродвигателем широко используются для создания машин,

А что же маховик? Может быть, про него не знали? История показывает, что попытки его использования велись еще в далеком прошлом.

Самый первый маховик создал древний шумерский мастер из города Ур более пяти тысяч лет тому назад. Это был массивный гончарный круг около метра в диаметре. Раскручивался он за рукоять, затем вращался по инерции, а гончар тем временем обрабатывал свое изделие. Две тысячи лет спустя китайцы применяли огромные, почти 10 м в диаметре, составные маховики в своих водоподъемных сооружениях. Попытки использовать маховики на транспорте начались в прошлом веке. Здесь я должен покаяться читателю, что в своих прежних работах (в том числе и в последней книге «Маховичные двигатели». М., «Машиностроение», 1976) первое применение маховиков в транспорте относил к 1860 году. Но оказалось, что я ошибался почти на 70 лет! Мой коллега В. С. Соколов, которому я выражаю глубокую признательность, обнаружил материалы, указывающие, что первенство принадлежит гениальному русскому изобретателю-самоучке И. П. Кулибину. В его знаменитой «самокатке» наряду с другими техническими новшествами был применен И маховик, расположенный горизонтально под тележкой. При движении «самокатки» по ровной дороге и тем более на спуске маховик раскручивался, накапливая энергию, а затем помогал человеку преодолевать подъемы. Дата создания «самокатки» с маховиком — 1791 год! Есть предположение, что еще раньше использовал маховик в своей «само-беглой коляске» русский механик Леонтий Шамшуренков (1752 г. ). Она также приводилась в движение мускульной силой человека и даже легко преодолевала подъемы. Однако документальных подтверждений этому пока не нашли…

1860 год. Талантливый изобретатель, русский инженер В. И. Шуберский применяет маховик на железной дороге. Бот что писала об этом в июле 1862 года газета «Современная летопись»:

«Два года назад в «Журнале путей сообщения» было заявлено об остроумном изобретении г-на Шуберского. Маховоз господина Шуберского, состоящий из системы маховых колес, предполагается к употреблению при всходе и спуске поездов по крутым скатам железных дорог. Умеряя быстроту движения при спуске с горы и употребляя сбереженную скорость при подъеме в гору, снаряд г-на Шуберского дает возможность проводить железные дороги со значительным склоном, уменьшая количество земляных работ и искусственных сооружений. Опыты над моделью маховоза оказались удовлетворительными, и изобретатель намеревается приступить к опытам в большом виде».

1883 год. Американский адмирал Хауэлл создает маховичную самодвижущуюся торпеду, способную преодолевать расстояние более километра. Эта торпеда еще раз показала высокие энергетические возможности маховика для движения транспортных средств, в том числе и водных.

Проволочные супермаховики, полученные методом намотки на диски из органического стекла.

1905 год. Англичанин Ланчестер получает патент № 7949 на изобретение «…мотора в форме тяжелого быстровращающегося маховика с целью приведения в движение моторного экипажа».

1909 год. Появляются маховичные однорельсовые двухколесные экипажи П. Шиловского, Л. Бреннана, А. Шерля. Здесь маховик использовался для сохранения равновесия машины (гироскопический эффект).

1918 год. Известный русский изобретатель-самоучка А. Г. Уфимцев создает инерционный аккумулятор с электроприводом и маховиком в виде диска. Он мечтает о широком его применении и, в частности, предлагает использовать инерционный аккумулятор для приведения в движение трамвая.

1945 год. Швейцарская фирма «Эрликон» выпустила маховичный автобус — гиробус. Маховик раскручивали на остановках. Проходил гиробус с одной раскрутки 2—3 км, затем сильно сбавлял скорость, но мог ползти до полной остановки еще 2—3 км, вслед за этим появился целый ряд транспортных машин, использующих для движения энергию маховика, — отечественные шахтные гировозы, маховичные тележки для межцеховых перевозок, поезда метро, даже вертолеты.

И наконец, наши дни можно назвать периодом второго рождения маховика. Практически одновременно у нас в стране, в Курском политехническом институте, и в США начала разрабатываться идея супормаховика из сверхпрочных нитевидных материалов. Создается научная теория таких маховиков, без которой немыслимы сколь-нибудь серьезные ‘работы, строятся первые опытные образцы.

Чем же объяснить, кроме явной безвредности для окружающей среды, возросшее внимание к маховику и стремительное нарастание поисков и экспериментов в этом направлении? Ответ на столь непростой вопрос может дать сравнение маховичного двигателя с другими, и в первую очередь с электроаккумуляторными, по их основным параметрам, Главный из них — удельная энергия, то есть сколько ее может быть накоплено в каждом килограмме массы аккумулятора. Обычный кислотный аккумулятор, который сейчас используется на электроавтомобилях, способен накопить около 0,1—0,15 мегаджоуля (МДж) энергии на каждый килограмм своей массы. Для самых сложных, но перспективных батарей, где электролит уже не кислота, а расплавленные щелочные металлы (литий или натрий), реагирующие при температуре 600—800° с серой или хлором (поистине картина, достойная дантова ада!), этот показатель может достигнуть 1 МДж на килограмм.

Примерно таков же он у обычного карбюраторного автомобильного двигателя с бензобаком, рассчитанным на пробег 400 км. Иными словами, если заменить бензиновый мотор электрическим с самыми перспективными электроаккумуляторами, то в лучшем случае ни масса автомобиля, ни его пробег не изменятся.

А как же обстоит дело с маховиками?

Доказано, что ори заданной форме маховика (например, в виде массивного обода) его удельная энергия зависит только от удельной прочности материала (отношение прочности к удельному весу или плотности). Действительно, чем прочнее материал и чем он легче, тем быстрее можно раскрутить маховик из такого материала, не опасаясь, что он будет разорван центробежными сипами. А чем выше скорость вращения маховика, тем больше (причем в квадратной зависимости!) запасенная им кинетическая энергия. Как это ни парадоксально, легкий маховик выгоднее тяжелого, алюминиевый выгоднее свинцового!

Маховик из обычной стали приближается по удельной энергии к кислотным аккумуляторам. Но известно, что стальная проволока в 10 раз прочнее того слитка, из которого ее сделали. Стало быть, если можно было бы изготовить маховик из проволоки, то его удельная энергия сразу приблизилась бы к этому показателе для самых перспективных электроаккумуляторов.

Есть еще нити из кварца, бора, графита, специального материала «кевлар», которые соответственно в 3—7 раз легче стальной проволоки при той же прочности. Выходит, есть возможность в 3—7 раз превысить по удельной энергии лучшие электроаккумуляторы! Приметим также, что получены,-хотя и в малых количествах, материалы на основе кварца, почти в 5 раз более прочные, чем все названные. Это значительно больше, чем могут дать аккумуляторы. А ведь сверхпрочные материалы «прочнеют» день ото дня!

Остается сказать, что изготовить маховик из волокон даже легче, чем, например, отковать его. Достаточно взять катушку из легкого материала (пластмассы, дюралюминия) и намотать на нее волокно или проволоку со склейкой. Автором разработано много способов намотки подобных маховиков (получивших у нас и за рубежом название «супермаховик»), есть даже такие, у которых и начало и конец проволоки оказываются на внутренней стороне мотка, а наиболее нагруженная внешняя сторона получается цельной.

Возьмем еще один важный показатель для сравнения — удельную мощность, то есть мощность, приходящуюся на каждый килограмм массы двигателя. От его величины, например, зависит, сможет ли автомобиль быстро разогнаться, преодолеть подъем или совершить обгон, Для движения хорошей скоростью также нужен двигатель с большой удельной мощностью.

По этому показателю не только супер-, но и самым простым маховикам нет равных. Всем известно, что разогнанный маховик, если попытаться его быстро затормозить, скорее сломает вал, чем остановится. Развиваемая мощность, а стало быть, высокая скорость, хорошая приемистость машины теоретически безграничны, а практически могут в сотни и тысячи раз больше, чем у электроаккумуляторов.

С этим сочетаются такие плюсы, как быстрая, в считанные минуты, зарядка маховика.

А как сроки сохранения энергии? Почему-то думают, что, как бы ни был раскручен маховик, он все же быстро останавливается. Конечно, на воздухе из-за аэродинамических потерь даже супермаховик остановится в считанные часы. Ну а если в корпусе маховика создать вакуум? Да к тому же применить магнитные подшипники? Такой маховик будет вращаться недели и месяцы, а в идеальных условиях — годы. Ведь Земля — огромный космический волчок — тоже своего рода маховик в вакуумном окружении, И вращается-то она, как мы обычно говорим, вечно.

Следующий сравнительный фактор — экономичность. И здесь маховик самый выгодный: и как аккумулятор Энергии, и как двигатель. Потребляет он дешевую электроэнергию; КПД самого маховика в вакууме близок к 100%. кроме того, он может восстанавливать энергию (скажем, на спусках). Это ценное свойство — рекуперация энергии — сохраняет около половины всей энергии и ставит маховик По экономичности значительно выше любого другого аккумулятора.

Свои преимущества у маховика и в долговечности, надежности. Подсчитано, что долговечность у него в шесть раз выше, чем у двигателя внутреннего сгорания, и значительно выше ресурса аккумулятора. Действительно, что маховику Сделается, особенно если он в вакуумной камере? Разве только иногда придется менять подшипники. А если они магнитные, то и этих забот не будет.

Все говорит о надежности маховика: он не заглохнет, как двигатель внутреннего сгорания, не «замкнет», как может случиться у электромобиля. Температурные перепады на него тоже заметно не действуют, Да и в результате аварии скорее выйдет из строя любой другой двигатель, чем маховик.

Если же говорить об экологической безвредности, то маховик — самый гигиеничный двигатель. Он ничего не выделяет в окружающую среду. В то же время публикации в печати о вреде выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания для человека и окружающей среды носят уже массовый характер,

 

Даже электромобили не вполне «невинны» в этом отношении. Это хорошо знают те, кому приходилось заряжать аккумуляторы. И так называемые «герметичные» аккумуляторы при аварии могут выделить в атмосферу продукты сгорания натрия в сере или лития в хлоре..,

 

Тут читатель может засомневаться: не «выделит» ли маховик при аварии нечто еще более опасное — например, все-пробивающие осколки? Что же, рассмотрим и вопросы безопасности.

 

Оказывается, разрыв маховика и супермаховика совсем не одно и то же. Если при разрушении монолитного маховика действительно образуются опасные осколки, то супермаховик в этом отношении совершенно безопасен: куски проволок или волокон не могут пробить даже тонкого кожуха. Более того, супермаховики чаще всего не разрываются полностью. Разрушаются только внешние их витки и трением о корпус автоматически останавливают вращающуюся массу, Множество экспериментов подтверждает это.

 

Предвижу иронические реплики: почему же не останавливают выпуск двигателей внутреннего сгорания или электроаккумуляторов и не переходят на выпуск супермаховиков?

 

Маховичные двигатели находятся пока в колыбели своего развития. Ведутся исследования — и теоретические, и на опытных образцах машин. Но я уверен, что к тому времени, как супермаховики обретут зрелость — а это будет, по-моему, уже в конце века, — сжигать горючее в двигателях будет уже тем самым архаизмом, о котором говорил еще Д. И. Менделеев (помните: «топить можно и ассигнациями»?..).

 

Электроаккумуляторы же вряд ли придется заменять маховиками, особенно в таких условиях работы машины, которые связаны с длительными простоями. К тому же симбиоз маховика и электроаккумулятора может оказаться в ряде случаев экономичнее, чем отдельно маховик или электроаккумулятор.

 

Сегодня же маховичные двигатели уверенно делают свои первые шаги. У некогда единственной в стране небольшой группы энтузиастов, всерьез занявшихся маховиками, растет число последователей и приверженцев. Немалый вклад в работу над супермаховиками вносят студенты кафедры теоретической механики Курского политехнического института. Очень плодотворно трудятся Олег Федосеев — наш теоретик, Иосиф Юдовский — изобретатель и конструктор, Станислав Слепухов — бессменный испытатель экспериментальных машин и опытных маховичных установок.

 

Идя навстречу славному 60-летию Октября и отвечая на призыв комсомола, ставший девизом Всесоюзного смотра НТТМ, «Пятилетке эффективности и качества — энтузиазм и творчество молодых!» мы стараемся вести свои разработки так, чтобы приблизить их к практике, связать с нуждами народного хозяйства. В первую очередь это создание маховичных средств внутризаводского и карьерного транспорта.

 

Почему избрано именно такое направление? Потому что за ним важная проблема, не получившая до сих пор удовлетворительного технического решения. Я имею в виду отсутствие необходимого и в цехах, и в карьерах «безвыхлопного» транспорта, от которого не скапливалось бы облако отработавших газов. Мы считаем весьма перспективным применение для цеховых и карьерных машин маховичных двигателей.

 

Сегодня уже проходит опробование в производственных условиях самосвал с таким двигателем. Аналогичную работу выполняем мы для алюминиевого завода в городе Братске и ряда других предприятий страны. Получено заданна на разработку маховичного самосвала-бетоновоза для Саяно-Шушенской ГЭС.

 

Большую помощь в создании маховичных средств транспорта могут оказать науке молодые конструкторы, моделисты, юные техники, для которых в этой области непочатый край увлекательных поисков и технического творчества. В том числе и в создании микромашин — скажем, для автогородков, конкурс на разработку транспорта для которых проводит журнал. Как пример доступных для юных техников конструкций мы приводим здесь описание построенного у нас маховичного микроавтомобиля.

 

Н. ГУЛИА, доктор технических наук

Рекомендуем почитать

  • УЧЕБНЫЙ «ПЕНОЛЕТ» ZIGZAIN 02
    Постройка модели самолета — дело, в общем, сегодня нехитрое: скачать чертежи в Интернете и выполнить действия по инструкции способен любой, наверное. Либо купить «кит», в котором есть все…
  • ПРИЩЕПКА-СЪЁМНИК
    Однажды работал с рукописями в тени ветвистого дерева. Неожиданно один из бумажных листов подхватило порывом ветра и подняло довольно высоко, где он и застрял среди ветвей. Даже со…

Микроракетный РДТТ — REISspaceport

Финишный микроракетный двигатель – маховичный рекуператор орбито-выведения малого спутника

Для орбито-выведения микроспутников возможно использование гибридного устройства, реализующего несколько функций: тягового движителя, маховичного рекуператора энергии и разогревного источника тока, подчиненные «компактному» решению задач стабилизации на опорной орбите и доставки на финишную орбиту.

Актуальность и научная составляющая Проекта

Существует проблема коллективной  доставки на базовую орбиту и последующего высотно–азимутального распределения достаточно большого количества малогабаритных дешевых устройств-спутников.   

До настоящего времени кассетная грузовая доставка микроспутников на орбиту МКС и последующее их довыведение на сопутствующие орбиты  кинетическим способом не вызывала технологических затруднений. Последние возникают при переходе к новым масштабам с увеличением на порядок числа объектов и их  межорбитальных расстояний (до 800 км).

Поскольку изначально  конструкция микроспутника не имеет резерва на интеграцию с движителям (ракетной ДУ  на расходном рабочем теле),  требуются экономически-обоснованные конструкционно-компоновочные и технологические решения  задачи орбито-разведения.

Необходима  разработка специализированных микро-ДУ, основные технические характеристики  которых должны находиться в  диапазонах:

  • Масса снаряженного изделия — 0.02-0.9 кг
  • Суммарный импульс тяги — 0.05-1.2 кН*с
  • Ограничение по средней тяге — 270 Н
  • Длительность работы — 0.4-4 с

Новизна разработки заключается в  использовании по новому назначению конструкционных и расходных полимерно-композитных материалов «гражданского» (коммерческого) назначения, широко представленных в отдельных секторах рынка стройматериалов.  В частности, для камер сгорания  микроракетных двигателей твердого топлива (микро-РДТТ) могут использоваться полипропилен-стирольные изделия специализированного назначения, рассчитанные на эксплуатационный диапазон внутриполостных давлений до 2 МПа.

В качестве сырья для пресс-порошкового термоформирования сопловых блоков и торцевых днищ широко используются термо-реакто пласты с фенольным связующим (типа AГ-4).

В роли топливного материала в большинстве микро-РДТТ  используются  многокомпонентные смесевые ракетные топлива экзо-эндо термической полимеризации-отверждения, оригинальные  смесевые твердотопливные  составы, модифицированные высокоэнергетическими  метало-порошковыми присадками.

В производстве  вкладных и скрепленных топливных шашек отдается предпочтение полуавтоматической порционной прессовке с вакуумированием.

Важным инновационным решением  предлагаемого Проекта, связанным со спецификой малых автоматический космических аппаратов является попытка объединения на одном рабочем цикле устройства нескольких функций: тягового движителя (основная функция),  маховичного гиродина – рекуператора бортовой энергии и разогревного источника тока (дополнительные функции).  Массогабаритные ограничения спутников класса кубсатов требуют такой интеграции для “компактного” решения задач пространственной стабилизации на опорной орбите c последующей переориентации  вектора тяги встроенной ДУ под  доставку спутника на его финишную орбиту.

Разрабатываемая в рамках предлагаемого Проекта серия двигателей, включающая 17 градаций указанных технических характеристик, должна быть комплиментарна максимально-допустимым перегрузкам довыведения каждого выбранного микроспутника. Сопутствующие сервисные системы управления вектором-модулем реактивной тяги  ДУ не относятся к объектам проводимой ОКР.

Научный задел, положенный в основу заявляемого проекта унаследован Заявителем проекта на основе Договора о кооперации от инновационного учреждения ООО «Иджейл-Россия»  — в форме вклада пром-интеллектуального нематериального актива – НОУ-ХАУ на отдельные  прототипные образцы, прошедшие испытания, подтверждаемые соответствующими актами. 

Опыт  полутора-годичной практики технологической отработки в НКИУ «РЕИС» новой серии из 17 прототипов микро РДТТ (серия 17-0427 «Клепа» — товарный знак, подлежащий регистрации) также входит в общую “копилку актива” проекта и является базой дальнейших ОКР по Проекту на основе ожидаемой грантовой поддержки. Номенклатура прототипной серии перекрывает вышеуказанный диапазон ТТХ и подготавливается к внедрению для мелкосерийного выпуска  на  одном из государственных унитарных предприятий соответствующего производственного профиля.

Разработанные двигатели прошли стендово — летные испытания, для чего была разработана специализированная аппаратура для регистрации внутрикамерных и тяговых параметров

Маховик вместо ДВС: сенсация или закономерность?

Автомобильные компании в США и других западных странах под давлением жестких законодательных мер пытаются путем совершенствования систем впрыска и сгорания топлива, применения катализаторов и нейтрализаторов снизить выбросы токсичных веществ и повысить экономичность ДВС. Однако все эти полумеры оказались не очень эффективными в городах. В черте города мощность ДВС востребуется менее чем на 20%. Например, средняя скорость движения в городе для автомобиля, рассчитанного на 150 – 200 км/ч, не превышает 30 км/ч. Кроме того, сам характер движения представляет собой последовательность ускорений и торможений.

В результате энергия ДВС переходит в значительной степени в безвозвратно теряемое тепло тормозных систем.

Необходимость оптимизации силовой установки и рекуперации (возвращения) энергии в автомобиле назрела уже давно, но была во многом ограничена, с одной стороны, инертностью производителей транспортных средств (как известно, любая перестройка техники требует вложения средств), а с другой – недостаточным технологическим уровнем развития экологически чистых и достаточно емких накопителей и рекуператоров энергии. В идеале такая установка должна обладать большой энергоемкостью и способностью быстро отдавать запас энергии.

Тем не менее, к настоящему времени разработан целый ряд экологически чистых двигателей (ЭЧД).

— Электрические, с электрохимическими аккумуляторами энергии, или электроконденсаторами

— Криогенные, в которых используются низкотемпературные пневматические двигатели, а источником газа для них является жидкий азот или воздух

— Двигатели на топливных элементах, генерирующие энергию в результате химической реакции водорода и кислорода

— Инерционные (маховичные) двигатели, в которых энергия запасается в виде механической энергии быстро вращающегося диска или цилиндра.

Общей особенностью всех ЭЧД (кроме топливных элементов) является относительно низкое удельное энергосодержание их аккумуляторов (см. таблицу). Эта величина не превышает 100 – 200 Вт.час/кг. В то же время энергосодержание углеводородного топлива (для ДВС) составляет в 20 – 30 раз большую величину.

Первым способом их применения явилось механическое объединение ДВС и электродвигателя с электрохимическими аккумуляторами. Практически эта система реализована сейчас в Японии и США, примером чему является выпускаемый серийно «Приус» «Тойоты».

Дальнейшим развитием идеи экологически чистого автомобиля может быть разработка машин нового типа с ДВС малой мощности и силовой установкой повышенной экономичности с использованием более эффективных накопителей и рекуператоров энергии.

В настоящее время в качестве оптимального рекуператора энергии для автомобилей (с учетом удельной энергии, веса, габаритов) может рассматриваться только маховик.

История применения маховиков на транспорте связана с фамилиями выдающихся русских инженеров-изобретателей: В. И. Шуберского, П. П. Шиловского и А. Г. Уфимцева. В 1860 г. В. И. Шуберский впервые предложил применять маховик на транспортном средстве, назвав его «маховозом». А первый гироскопический автомобиль или «гирокар», удерживаемый в равновесии всего на двух колесах быстро вращающимся маховиком, построил П. П. Шиловский в 1914 году. Несколько лет спустя А. Г. Уфимцевым был запатентован разработанный им инерционный аккумулятор, который намного опередил лучшие зарубежные конструкции того времени.

В России выдающийся вклад в развитие данного научно-технического направления внес известный изобретатель маховиков проф. Н. В. Гулиа.

Маховик обладает высокой удельной мощностью, что позволяет быстро передавать энергию на колеса, обеспечивая эффективное ускорение (разгон) автомобиля. При торможении энергия через систему рекуперации может снова возвращаться в маховик сколь угодно быстро, без ограничений, как в электрохимических аккумуляторах, предельной скоростью химических реакций. При этом ДВС может работать на оптимальной, постоянной частоте вращения, являясь по сути разгонным двигателем для маховика. Даже с маломощным двигателем такой автомобиль может иметь разгонные характеристики, как у лучших суперкаров. При таком подходе нет необходимости создания маховиков с предельно высокими параметрами (по числу оборотов, прочности материала, качеству подшипников), т.к. их работа должна быть относительно кратковременной. При этом удельной энергии маховиков может быть достаточно для осуществления функций ускорителя автомобиля после торможения или остановки, а также рекуператора на спусках и подъемах. В результате снижается необходимая мощность ДВС, а значит и вредные выбросы в атмосферу. Кроме того, экономится само горючее при сохранении всех технических характеристик автомобиля.

Фирмой Rosen Motors (США) в 1997 г. был разработан экспериментальный гибридный автомобиль с силовой установкой, объединяющей газотурбинный ДВС с электрогенератором (будем называть его турбогенератором) и супермаховик (см. рис. 1).

Турбогенератор мощностью 30 кВт запускается двумя 12-вольтовыми электрическими батареями и в течение 2 минут разгоняет неподвижный супермаховик до необходимой скорости вращения.

В состоянии полного «заряда» супермаховик накапливает энергию до 1 кВт/час и может выдавать ее на колеса автомобиля с КПД более чем 80%. Для того, чтобы приобрести такую энергию, обычный 2-тонный автомобиль должен разогнаться до скорости 215 км/ч.

Конструкция супермаховика изображена на рис. 2. Вращающаяся часть состоит из углепластикового цилиндра (собственно маховика), соединенного с центральным стальным валом титановыми втулками и подвешенного на магнитных подшипниках. Для устранения аэродинамических потерь при больших скоростях вращения в камере поддерживается вакуум при помощи встроенного вакуумного насоса. Статор супермаховика и система магнитных подшипников на сверхпроводниках охлаждаются криогенной жидкостью, находящейся между статором и специальным кожухом. Вакуумная камера при помощи кольцевых подвесов закреплена в противоаварийном контейнере. В результате данный инерционный аккумулятор в состоянии сохранять энергию вращения практически без потерь в течение нескольких недель!

При движении автомобиля скорость вращения маховика меняется в пределах от 28000 до 60000 об/мин. Мотор-генератор, совмещенный с супермаховиком, может принимать и отдавать мощность до 150 кВт (203 л.с.), причем в очень короткое время, что обеспечивает прекрасные динамические характеристики автомобиля и позволяет эффективно рекуперировать энергию при торможении. Два независимых обратимых электромотора приводят во вращение колеса автомобиля, что дает возможность плавно регулировать скорость в отсутствие механической коробки передач и повышает безопасность движения на скользких участках дороги.

Испытания такого гибридного автомобиля показали его высокие скоростные качества при использовании ДВС малой мощности, существенную экономию топлива и пониженное содержание отравляющих веществ в выхлопных газах.

Конечно, такая схема построения силовой установки автомобиля, прежде всего, целесообразна для городского транспорта с малой и средней грузоподъемностью. Предварительные оценки показывают, что в машинах такого класса вполне можно обойтись ДВС с мощностью 10 – 20 кВт (13 – 26 л.с.) при движении по городу со скоростью до 60 км/ч на горизонтальных участках пути.

Уменьшение необходимой мощности ДВС ведет к соответствующей экономии топлива, снижению загазованности городов и уменьшению шумности.

В Украине оптимизацией действующих моделей и созданием экологически чистых автомобилей с использованием рекуператоров энергии занимаются специалисты Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета в содружестве с учеными Харьковского физико-технического института низких температур НАНУ. Авторы приглашают все заинтересованные научно-технические организации к участию в разработках автомобиля нового поколения с применением новейших технологий.

Удельное энергосодержание современных накопителей энергии для транспорта, Вт×час/кг
Электрические конденсаторы до 5
Кислотно-свинцовые аккумуляторы 40
Никелевые металл-гидридные аккумуляторы 80
Жидкий азот 100 – 200
Литые стальные маховики до 15
Супермаховики из углепластиков, стальных лент 100 – 200

МАХОВИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ НКЭ-3Г КАК БУФЕРНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ И ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

Компания «Кинемак» провела полевые испытания накопителя кинетической энергии НКЭ-3Г мощностью 180 кВт, предназначенного для использования в качестве буферного накопителя для локальных и автономных сетей энергоснабжения с резко переменным графиком нагрузки. Также были проведены завершающие испытания накопителя для работы в функции источника бесперебойного питания ответственных категорий энергопотребителей. Успешное завершение опытно-конструкторских работ позволило компании перейти к организации серийного производства накопителей энергии.

Типоряд агрегатов имеет стандартный для отечественной электротехники мощностной ряд: 55, 75, 90, 110, 150, 200 и 250 кВт.

В качестве буферного накопителя энергии изделие НКЭ-3Г обеспечивает существенное повышение эффективности энергопотребления электрических и автономных кранов, экскаваторов и других агрегатов, работающих с неравномерной нагрузкой. Например, крупные портальные краны зачастую имеют собственный первичный источник энергии в виде дизель-генераторной установки. Её мощность обычно подбирается таким образом, чтобы она могла покрыть максимальное пиковое значение, что случается достаточно редко. В остальное время дизель-генератор работает с существенным недогрузом и это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению ресурса двигателя и повышенному износу электрооборудования крана. Применение буферного накопителя в электрической системе крана позволяет взять пиковую нагрузку на себя, тем самым создав условия для более сбалансированной работы дизель-генератора. Это позволяет провести замену генератора на менее мощный, потребляющий гораздо меньший объём дизельного топлива. При этом сам накопитель питается от энергии, которая выделяется крановыми двигателями при опускании груза (в ходе рекуперации энергии груза). По результатам проведённых испытаний накопителя НКЭ-3Г установлено, что объём экономии дизтоплива может достигать 30-35%.

Техническое обслуживание накопителя энергии не отличается от обслуживания дизель-генератора, в том числе длительность межремонтного периода совпадает с таковым у ДГУ. Накопитель поставляется в контейнере типа «Север», имеет широкий диапазон климатических условий работы. Функционирование агрегата полностью автономно, он также оснащён системой дистанционного контроля и, при необходимости, управления основными параметрами.

Технические параметры накопительного агрегата:

Использование маховичного накопителя НКЭ-3Г в качестве источника бесперебойного питания представляет большой интерес для общепромышленных и других типов потребителей, имеющих оборудование первой и особой     категорий энергоснабжения. Наиболее востребованы аппараты бесперебойного питания с мощностью от 80 кВт и выше, то есть как раз тот мощностной ряд, который производит компания «Кинемак». ИБП на базе маховичного накопителя включаются параллельно питающей линии и в случае просадок или пропадания напряжения в ней автоматически начинают поддерживать питание ответственных категорий оборудования потребителей. Это происходит без задержки в энергоснабжении и питание обеспечивается до тех пор, пока не выйдет на рабочую мощность резервный источник питания или не восстановится основная сеть. После появления основной линии или включения ДГУ маховичный накопитель заряжается до полной энергоёмкости в течение нескольких минут и снова включается в сеть как ИБП в полной готовности обеспечивать бесперебойность питания. Такой ре-жим работы невозможно осуществить ни с какими другими ти-пами устройств бесперебойного питания.

Стационарный буферный накопитель энергии НКЭ-3Г по-ставляется в специализированном контейнере, приспособленном для работы оборудования в широком диапазоне внешних температур от -30 до +45 оС. Оборудование работает поностью автономно под управлением автоматизированной системы управления. Для дистанционного мониторинга работы накопителя имеются два независимых канала связи. Маховичный накопитель энергии прост в эксплуатации, имеет длительный установленный срок службы до 20 лет.

Компания «Кинемак» поставляет потребителям полностью готовое решение, для чего проводит предварительный анализ  проблем с энергоснабжением на объекте, определяет наиболее эффективную конфигурацию оборудования для их решения, производит накопитель, устанавливает и запускает его, проводит обучение персонала заказчика для осуществления текущего обслуживания устройства. Сервисное обслуживание, включая капитальный ремонт, также производится специалистами нашего предприятия в кратчайшие сроки на месте установки накопителя. Гарантийный срок службы НКЭ-3Г составляет 3 года.

Александр Кацай,
генеральный директор

ООО «Кинемак»
тел.: +7 (495) 969 9816
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
www.kinemak.ru

Гировоз / Хабр

Наша вики определяет гировоз, как локомотив с механическим аккумулятором энергии (маховиком), предназначенный для транспортирования составов вагонеток по рельсовым путям горизонтальных выработок шахт, опасных по взрыву газа или пыли.

На локомотиве установлен массивный маховик, весом более 1,5 тонн, к которому присоединен с одной стороны вала пневматический двигатель.

При подаче на этот двигатель сжатого воздуха под высоким давлением он начинает раскручивать маховик до скорости порядка 3 тысяч оборотов в минуту.

Таким образом происходит запасание кинетической энергии, эдакий механический инерциальный аккумулятор.

В данном случае мы имеем своего рода гироскоп — быстровращающееся массивное тело, собственно этот факт и отражен в названии локомотива.

1. рама

2. маховик

3. песочная система

4. механизм переключения скоростей

5. двухступенчатый редуктор

6. тормозная система

7. ходовая часть

8. пневматический двигатель

На зарядной станции, расположенной либо на одном конце маршрута, либо же с двух сторон, с помощью подачи на пневмодвигатель сжатого воздуха, нагнетаемого мощным компрессором, происходит раскручивание маховика.

После машинист, выбрав соответствующую передачу, начинает движение.

Поскольку используются подобные локомотивы в основном в шахтах горнодобывающих производств, локомотив следует с порожними вагонетками по тоннелю к месту добычи порядка километра, далее вагонетки нагружают и он возвращается назад.

Проделываемый путь, как правило, составляет около двух километров.

Через фрикционную передачу маховик передает крутящий момент на колеса локомотива, отдавая запасенную энергию.

Недостатком является малый запас хода, ограниченное время стоянки, так как маховик все равно будет постепенно останавливаться из-за трения о воздух и трения в подшипниках, а также гироскопический момент от маховика.

Да и выход из под контроля полуторатонного тела, вращающегося с огромной скоростью, не сулит ничего хорошего.

С шахтами и пороховыми складами всё понятно, а были ли попытки создания гировозов для обычной железной дороги?

Впервые гировозами заинтересовались в европейских странах в 1940-е годы.

Их производство было освоено фирмой «Эрликон».

В интернете не много сведений об этом.

NCB Gyro или Electrogyro Locomotive

Мощность 200 л.с. (150 кВт), оснащён двумя маховиками.

Пишут о 3-х тонном горизонтальном маховике, заключённом в сосуд, заполненный водородом низкого давления.

Вертикально установленный трехфазный электродвигатель был непосредственно соединен с каждым валом маховика.

Электродвигатель питался от бокового источника питания на статических стойках через четырёхконтактный качающийся рычаг, который пневматически выдвигается или убирается водителем, его хорошо видно на фото и на чертеже.

Электричество можно было взять только в то время, когда локомотив стоял рядом с одним из этих столбов.

Каждый маховик работал со скоростью 3000 об / мин при полной «зарядке».

Пишут, что зарядка занимала 2,5 минуты и локомотив мог работать в течение приблизительно 30 минут.

Он весил 34 тонны и имел максимальную скорость 24 км / ч.

Локомотив работал с 1958 года неплохо, но в 1965 году был переоборудован в дизельный вариант.

Также, большие электровозы, например British Rail Class 70 , иногда оснащались маховиками, чтобы перемещать их через промежутки в контактной сети.

Пишут, что их можно было отличить по своеобразному  заметному гудящему шуму от тяжелых маховиков.

British Rail Class 70

И перейдём к заглавному фото.

Parry People Movers Ltd. (PPM) — британская компания, производящая лёгкие трамваи и железнодорожные мотрисы, которые используют накопитель энергии маховика (FES) для хранения энергии для тяги.

Типичный маховик PPM изготовлен из стального круга диаметром примерно 1 м и массой 500 кг, предназначенный для вращения с максимальной скоростью 2500 об / мин.

Маховик установлен горизонтально в центре агрегата под сиденьем.

Маховик приводится в движение двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем.

Маховик позволяет улавливать энергию торможения (при замедлении или спуске с уклона) и повторно использовать ее для ускорения (так называемое рекуперативное торможение).

Когда мотриса тормозит, гидростатическая трансмиссия возвращает энергию в маховик.

Пишут о разных модификациях–с одним и с несколькими маховиками.

Вообще, использование маховиков на транспорте было достаточно обширно, например гиробус–троллейбус с автономным ходом.

Моторное отделение гиробуса.

Справа виден трёхфазный двигатель, ниже него — картер маховика.

Интересно, что управлять гиробусом сложно, так как его маховик обладает свойствами гироскопа (стремится сохранять неизменное положение в пространстве).

Недостатки: большой вес — гиробус, предназначенный для перевозки 20 человек на 20 километров, должен иметь маховик массой в 3 тонны.

Вращающийся со скоростью в 3000 оборотов в минуту маховик требует особых мер безопасности (линейная скорость обода маховика достигает 900 километров в час).

И напоследок, есть космические программы, связанные с накоплением энергии в маховике.

Но это уже, скорей всего, не просто маховик, а супермаховик–тема отдельного разговора:).

Источник.

Источник.

Источник.

Мой первоначальный пост.

Концептуальный Porsche 918 с маховичным аккумулятором вместо пассажирского кресла

То, что компания Porsche покажет в Детройте очередную вариацию своего будущего флагмана ― гибридной модели 918, было известно заранее ― штутгартцы начали дразнить публику за месяц до премьеры. Но увидеть такое не ожидал, наверное, никто!

Porsche 918 RSR предстал в виде спортпрототипа в боевой раскраске со стартовым номером 22, призванным напомнить о лемановском Porsche 917, на котором в 1971 году Хельмут Марко и Ханс ван Леннеп установили рекорд средней скорости 24-часового марафона, продержавшийся до 2010 года ― 222,304 км/ч.

Ле-Ман, 1971 год. На трассе ― Porsche 917 Хельмута Марко и Ханса ван Леннепа

Если женевский концепт Porsche 918 Spyder имел, как следует из названия, открытый кузов, то RSR ― это купе с углепластиковым монококом и дверями «крылья бабочки», для облегчения входа-выхода захватывающими изрядную часть крыши.

Но главные отличия от женевского концепта ― внутри. Вместо блока литий-ионных батарей, подзаряжаемых от электрической сети, в купе RSR использована начинка «гоночной лаборатории» 911 GT3 R Hybrid ― система KERS, разработанная Porsche совместно с подразделением команды Williams F1. Напомним, что она состоит из механического накопителя энергии ― маховика-аккумулятора и двух электромоторов, расположенных на передней оси.

Под этим кожухом с пропеллером скрывается бензиновый мотор V8 (563 л.с.)

Основной бензиновый мотор V8 (563 л.с. при 10.300 об/мин) от болида Porsche RS Spyder, расположенный над задней осью, приводит задние колеса через шестиступенчатую секвентальную коробку передач. Два передних электромотора при торможении работают как генераторы, питая третий электромотор, который раскручивает маховик-аккумулятор до 36000 об/мин. В тяговый режим передние электромоторы включаются нажатием кнопки и развивают по 75 кВт (102 л.с.) ― полной зарядки накопителя энергии хватает примерно на восемь секунд работы электродвигателей. Таким образом, суммарная «бензоэлектрическая» мощность кратковременно достигает 767 л.с., а автомобиль становится полноприводным! При этом для улучшения управляемости крутящие моменты электродвигателей перераспределяются электроникой.

Вместо пассажирского кресла ― маховик-аккумулятор, способный раскручиваться до 36000 об/мин

Внутри роскошь уступила место аскетичности и функциональности: вместо сенсорной панели ― тумблеры, перед глазами водителя ― дисплей рекуперации, на руле ― лепестки управления коробкой и индикатор включенной передачи. Купе 918 RSR ― одноместное: громоздкий маховик-аккумулятор размещен на пассажирском кресле. Фактически это заготовка для лемановского болида следующего года. А серийные купе и Spyder модели 918 должны появиться в 2013 году.

Любопытно, что в Детройте модель 918 RSR представляли новый президент Porsche Маттиас Мюллер, главный инженер Вольфганг Хатц, а на сцену ее вывел бывший поршевский инженер Вольфганг Дюрхаймер, теперь возглавляющий Bentley!

Намек на то, каким будет новый автомобиль из чеширского Крю?

Маховик двигателя – обзор

3.2.3 Приемные устройства

Некоторое упрощение в анализе недемпфирующих динамических систем с несколькими степенями свободы часто может быть достигнуто с помощью приемных устройств, особенно если требуются только собственные частоты. Если гармоническая сила F sin vt действует в какой-то точке системы так, что система реагирует с частотой v , а точка приложения силы имеет смещение x = X sin vt , то если уравнения движения линейные, x = α F sin vt , где α, являющаяся функцией параметров системы, и v , но не функция F , известна как прямой прием в разрешении x .Если смещение определяется в какой-либо точке, отличной от той, к которой приложена сила, α называется переносом или перекрестным восприятием.

Можно видеть, что частота, при которой восприимчивость становится бесконечной, является собственной частотой системы. Приемы могут быть записаны для вращательных и поступательных координат в системе, то есть наклона и прогиба в точке.

Таким образом, если на тело массой m действует сила F sin vt и реакция тела равна x = X sin vt ,

Fsin vt=mx.vt=mx..=m(−Xv2sin vt)=−mv2x.

Таким образом,

x =−1mv2F sin vt,

Это прямое восприятие твердого тела.

Для пружины α = 1/ k . Это прямой прием пружины.

В незатухающей модели системы с одной степенью свободы уравнение движения имеет вид

mx..+kx=Fsin vt,

k mv 2 ). Это прямой прием системы с одной степенью свободы.

В более сложных системах необходимо уметь различать прямую и перекрестную приемистость и указывать точки, в которых рассчитывается приемистость. Это делается с помощью индексов. Первый нижний индекс указывает координату, в которой измеряется отклик, а второй — ту, в которой приложена сила. Таким образом, α pq , представляющее собой перекрестную восприимчивость, представляет собой отклик в точке p, деленный на гармоническую силу, приложенную к точке q, а α pp и α qq являются прямыми восприимчивостями в точках p и q соответственно.

Рассмотрим систему с двумя степенями свободы, показанную на рис. 3.12

Рис. 3.12. Двухстепенная система с принудительным возбуждением.

Уравнения движения:

m1x..1+(kI+k2)x1−k2x2=f1,

и

m2x..2+(k2+k3)x2−k2x1=0.

lete F 1 = F 1 SIN VT , и предположить, что x 1 = x 1 SIN VT и x 2 = X 2 sin vt .Подстановка в уравнения движения дает

(k1+k2−m1v2)X1+(−k2)X2=F1,

и

(−k2)X1+(k2+k3−m2v2)X2=0.

Таким образом,

α11=X1F1=k2+k3−m2v2Δ,

, где

Δ=(k1+k2−m1v2)(k2+k3−m2v2)−k22.

α 11 — прямое сопротивление, а Δ = 0 — частотное уравнение.

Также перекрестная восприимчивость

α21=X2F1=k2Δ.

В этой системе есть еще две приемные части, ответы из-за f 2 относятся ко второму корпусу.Таким образом, можно найти α 12 и α 22 . Это фундаментальное свойство, что α 12 = α 21 (принцип взаимности), так что в результате получаются симметричные матрицы.

Общая формулировка ответа системы:

X1=α11F1+α12F2,

То есть

{X1X2}=[α11α12α21α22]{F1F2}.

Некоторое упрощение в анализе сложных систем может быть достигнуто, если рассматривать сложную систему как ряд простых систем (рецептивные способности которых известны), связанных друг с другом с помощью условий совместимости и равновесия.Метод состоит в том, чтобы разбить сложную систему на подсистемы и проанализировать каждую подсистему отдельно. Найдите восприимчивость каждой подсистемы в точке, где она соединяется с соседней подсистемой, и «соедините» все подсистемы вместе, используя условия совместимости и равновесия.

Например, чтобы найти прямую восприимчивость γ 11 динамической системы C в одной координате x 1 , система рассматривается как две подсистемы A и B, как показано на рис.3.13.

Рис. 3.13. Динамические системы.

По определению

γ11=X1FI, α11=XaFa и β11=XbFb.

Потому что системы связаны.

Xa=Xb=X1,   (совместимость)

и

F1=Fa+Fb,   (равновесие).

, т. е. приемную способность системы γ можно найти из приемных величин подсистем.

В простой системе пружина-корпус подсистемы A и B представляют собой пружину и корпус соответственно. Следовательно, α 11 = 1/ 11 = -1 / 11 = -1 / мВ 2 и 1 / γ 11 = k mv 2 Как указано выше.

Частотное уравнение имеет вид α 11 + β 11 = 0, поскольку это условие делает γ 11 = ∞.

Рассмотрим применение недемпфированного динамического гасителя вибрации, показанное на рис. 3.14. Система разделена на подсистемы A и B.

Рис. 3.14. Подсистемы абсорбера.

Для подсистемы A,

fA=Mx..A+KxA; следовательно α=1/(K−Mv2).

Для подсистемы B,

fB=k(xB−yB)=my..B=−mv2YB; следовательно β=−(k−mv2)/kmv2.

Таким образом, частотное уравнение α + β = 0 дает

Mmv4−(mK+Mk+mk)v2+Kk=0.

Часто удобно решать частотное уравнение α + β = 0 или α = − β графическим методом. В случае поглотителя как α, так и −β можно изобразить как функцию v , а пересечения дают собственные частоты Ω 1 и Ω 2 (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Прием поглотителя вибрации.

Можно видеть, что эффект от добавления различных поглотителей в первичную систему можно легко определить без повторного анализа всей системы.Просто необходимо начертить приемную способность каждого поглотителя на рис. 3.15, чтобы найти Ω 1 и Ω 2 для всей системы.

Техника приема особенно полезна, когда требуется исследовать последствия добавления динамической системы к существующей системе, например, дополнительный этаж или установка кондиционирования воздуха в здании. Как только приемная способность исходной системы известна, необходимо только проанализировать дополнительную систему, а затем включить ее в исходный анализ.Кроме того, иногда приемные способности динамических систем измеряются и доступны только в графической форме. Пример 30.

Некоторые подсистемы, например показанные на рис. 3.16, связаны двумя координатами, например прогиба и уклона в общей точке.

Рис. 3.16. Приложенные силы и реакции системы.

Теперь в этом случае

Xa1=α11Fa1+α12Fa2,Xa2=α21Fa1+α22Fa2,Xb1=β11FbI+β12Fb2,

и

Xb2=β21Fb1+β22Fb2.

Прикладные силы или моменты представляют собой F 1 SIN VT и F 2 SIN VT , где

F1 = FA1 + FB1,

и

F2 = FA2 + FB2.

Поскольку подсистемы связаны между собой

X1=Xa1=Xb1,

и

X2=Xa2=Xb2.

, следовательно, если возбуждение применяется только на x 1 , F 2 = 0 и

γ11 = X1F1 = α11 (β11β22-β122) + β11 (α11α22-α122) δ,

, где

Δ=(α11+β11)(α22+β22)−(α12+β122),

и

γ21=X2F1=α12(β11β22−α12β12)−β12(α11α22−α12β12)Δ.

Если

FI=0,γ22=X2F2=α22(β11β22−β122)−β22(α11α22−α122)Δ.

Поскольку Δ = 0 является частотным уравнением, собственные частоты системы C равны

|α11+β11 α12+β12α21+β21α22+β22|=0.

Это чрезвычайно полезный метод для нахождения частотного уравнения системы, поскольку требуются только приемные сопротивления подсистем. Приемы многих динамических систем были опубликованы в The Mechanics of Vibration RED Bishop & DC Johnson (CUP 1960/1979). При многократном применении этого метода можно считать, что система состоит из любого количества подсистем.Таким образом, этот метод идеально подходит для компьютерного решения.

Следует понимать, что, хотя метод восприимчивости полезен для записи частотного уравнения, он не упрощает решение этого уравнения.

Пример 30

Показан двигатель с маховиком. Двигатель должен приводить в движение гребной винт с инерцией I через вал с жесткостью на кручение k , как указано. Восприимчивость к крутильным колебаниям системы двигатель-маховик была измерена в точке А в ограниченном диапазоне частот, который не включает внутренние резонансы системы.На рисунке показана приемная способность в точке A как функция (частоты) 2 .

Рассчитайте наименьшую ненулевую собственную частоту двигателя, маховика и винта, если I = 0,9 кг·м 2 и k = 300 кН·м/рад.

Систему двигатель-гребной винт можно рассматривать как две подсистемы, A и B:

Частотное уравнение имеет вид α 11 + β 11 = 0, где α 11 представлено в графической форме, а β 11 находится следующим образом.Для пропеллерной системы:

Теперь

−IkΦBv2=ΦB(k−Iv2k).

Таким образом,

β11=ΘBTB=−ΦB(k−Iv2k)1ΦBIv2  =−(k−Iv2kIv2).

Если α 11 и − β 11 нанести на график как функции (частоты) 2 , пересечение дает значение частоты, которое является решением α 11 + β 11 = 0, то есть находится собственная частота свободных колебаний.Таблица ниже может быть рассчитана для − β 11 , потому что k = 300 × 10 3 Нм/рад и I = 0,9 кг м 2 .

2 IV 2 K — IV 1 K — IV 2 KIV 2 2 3-β 11

5 -0.55 × 10 -6 6

5 0,45 × 10 6
V 2
0,3 × 10 6 0,27 × 10 6 0.03 × 10 6 6 0,081 × 10 12 -0.37 × 10 -6
0,4 × 10 6 0.36 × 10 6 0,06 × 10 6 0.108 × 10 12 12
0,5 × 10 6 0,15 × 10 6 0.135 × 10 12 -1.11 × 10 -6 -6 8

Рецепт β 11 теперь может быть нанесен (частота) 2 , как показано ниже:

Пересечение происходит на (частота) 2 = 0.39 × 10 6 (рад/с) 2 , то есть частота 624 рад/с или 99,4 Гц. Это собственная частота комбинированной системы двигатель-гребной винт. Видно, что эффект от использования разных винтов с разными значениями k и I легко найти без повторного анализа всей системы двигатель-гребной винт.

Интересная идея с четырехтактным двигателем, заменяющим маховик легким электромотором

Заблокируйте маховики, ребята, американский изобретатель идет за ними.Рэнди Мур из RK Transportation работает над идеей замены маховика двигателя легким ротором со встроенными магнитами, чтобы применять небольшие импульсы электромагнитного крутящего момента именно тогда, когда они необходимы для более легкого ускорения.

Проблема, по мнению Мура, заключается во всем, что происходит между «ударами» цикла четырехтактного двигателя. Рабочий такт толкает поршень вниз со значительной энергией, но затем такт выпуска, такт впуска и такт сжатия тормозят систему.

Инерция и вес маховика могут помочь поддерживать вращение всего механизма и несколько сгладить подачу мощности. Но инерция работает в обе стороны; чем тяжелее маховик, тем труднее разгоняться и замедляться, поэтому двигатель может продолжать успешно работать в течение трех тактов без мощности, но ему также будет трудно свободно набирать скорость, когда вы нажимаете на газ.

Идея Мура довольно проста: заменить маховик легким диском, встроить магниты в этот диск и воздействовать на эти магниты электромагнитными импульсами, чтобы заменить инерцию маховика электрическим крутящим моментом.Эффективная замена маховика ротором для маломощного электродвигателя, который может передавать крутящий момент точным и полезным способом.

Энергетические импульсы применялись бы при нахождении поршня в верхней и нижней мертвых точках его хода, чтобы поразить его в точках минимального трения

Транспорт РК

Мур хочет ударить по кривошипу небольшим крутящим моментом, когда поршень находится в нижней мертвой точке перед тактом сжатия, помогая ему сжать топливно-воздушную смесь перед рабочим тактом.Он считает, что его система максимально полезна на низких оборотах, в основном при ускорении. На крейсерских скоростях катушки в корпусе могли начать выпадать и позволить двигателю работать самостоятельно или даже начать работать в обратном направлении, чтобы зарядить собственные батареи или конденсаторы системы.

Одно интересное применение может быть, например, в небольшом двигателе бензопилы, который, возможно, выиграл бы от небольшой электрической помощи, когда двигатель начинает вязнуть под большой нагрузкой. Другие могут включать в себя двигатели для небольших мотоциклов и скутеров или, возможно, гоночные автомобили, которые могут выиграть от быстрого ускорения без маховика.

Устройство в настоящее время снова находится на стадии «лаборатории» после того, как дела с первым прототипом, построенным на неисправном «дешевом иностранном двигателе», пошли не так хорошо. Мур попытался использовать легкую пластиковую деталь водопровода для удержания вращающихся магнитов, и все это закончилось «эффектным взрывом». Сообщается, что некоторые из магнитов все еще находятся на свободе.

В сообщении в блоге, которое, как ни странно, в основном описывает его предыдущие неудачи в работе с двигателями, Мур говорит, что планирует вернуться к идее прототипа, как только у него будет время и смелость, чтобы дать ей еще одну трещину.У него есть патент на эту идею, и он ищет партнеров для сотрудничества. Возможно, мозговой трест «Новый Атлас» сможет дать какой-нибудь совет?

Источник: RK Transportation

В чем разница между маховиком и гибкой пластиной?

Термины «маховик» и «гибкая пластина» часто взаимозаменяемы в автомобильной промышленности. Хотя они, по сути, выполняют одну и ту же работу, они не одинаковы.

Проще говоря, если у вашего грузовика механическая коробка передач, скорее всего, у вас есть маховик.С другой стороны, если у вас есть автомат, он будет оснащен гибкой пластиной.

Этот пост предназначен для того, чтобы расширить и ответить на некоторые из наиболее распространенных вопросов о маховиках и гибких пластинах, которые задают Highway & Heavy Parts.

Что делает маховик?

Дизельные двигатели с механической коробкой передач оснащены маховиком. Коленчатый вал двигателя соединен с маховиком, который, в свою очередь, соединяется со сцеплением. Он действует как своего рода «посредник» для вашего двигателя и сцепления в сборе.

Но это не единственная его работа. Маховик, хотя он и выглядит простым, выполняет множество функций. От работы в качестве фрикционной пластины до помощи стартеру проворачивать двигатель, эта простая деталь играет решающую роль в том, чтобы ваш грузовик вставал и выполнял свою работу каждый день, как и вы. Поэтому он должен быть очень прочным.

Чтобы сделать что-то прочным, вес часто увеличивают. На дизельном двигателе большой мощности маховики, как правило, имеют большой вес. Этот дополнительный вес требует больше силы для перемещения, но это необходимо, если вы хотите, чтобы маховик прослужил долго.

Деталь должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузки при ежедневном вождении, но достаточно легкой, чтобы не снижать расход топлива больше, чем это необходимо. Это старое уравнение мучило инженеров с самого начала создания автомобиля.

К счастью, с каждым новым грузовиком маховики становятся все прочнее и легче. Все это приводит к увеличению MPG и уменьшению общей вращательной массы. К сожалению, в некоторых случаях это означает, что долговечность падает.Детали, которые когда-то были «хорошими на всю жизнь», теперь служат, например, всего несколько сотен тысяч миль.

В зависимости от типа вашего двигателя и целей, в которых он используется, маховики различаются по размеру. Раньше большинство маховиков изготавливали из сверхпрочной стали. В настоящее время мы начинаем видеть центры из углеродного композита, в которых только кольцо сделано из обычной стали.

Если вам нужно заменить маховик, возможно, вам также следует взглянуть на коленчатый вал.Ознакомьтесь с нашим руководством по установке коленчатого вала здесь!

3 признака неисправности маховика дизельного двигателя

Механикам старой школы приходилось полагаться на свои знания, глаза и уши, чтобы определить, что не так с вашим автомобилем. В настоящее время это становится утерянным искусством, поскольку большинство грузовиков подключаются к диагностическому компьютеру, который мгновенно сообщает вам, что их беспокоит.

Но не все можно сделать с помощью компьютеров, и использование ваших органов чувств может помочь определить проблему до того, как станет слишком поздно.Вот некоторые из наиболее распространенных признаков того, что маховик выходит из строя.

1. Запах гари

Сцепление следует рассматривать как элемент регулярного обслуживания. Он состоит из колодок, которые изнашиваются при переключении передач в грузовике. Шайбы или колодки сцепления соприкасаются с маховиком при переключении передач. Это, конечно, приведет к износу маховика.

Запах горящего сцепления очень уникален, и как только вы его почувствуете, вы сразу же узнаете его.На срок службы сцепления и маховика может сильно повлиять опыт и умение водителя переключать передачи. Тем не менее, запах горящего сцепления не следует воспринимать легкомысленно, и его следует немедленно проверить, так как это может быть признаком других серьезных проблем.

2. Проскальзывание шестерни

«Перемалывай их, пока не найдешь» — то, что большинство неопытных водителей услышат, когда начинают. Хотя в некоторых случаях проскальзывание шестерен может быть признаком износа маховика. Если вы не можете переключиться на следующую передачу или ваша трансмиссия вылетает, скорее всего, что-то не так со сцеплением, маховиком и/или трансмиссией.

Если вы заметили проскальзывание передач, первое, что нужно сделать, это проверить трансмиссионную жидкость. Если присутствует металлическая стружка, это хороший показатель того, что что-то не так.

3. Вибрация сцепления

Вибрация сцепления ощущается по всей кабине во время движения. Обычно это вызвано изношенным механизмом крепления пружины на маховике. Если вовремя не решить проблему, это может значительно повлиять на работу маховика, особенно при выжатой педали сцепления.

 

Что делает гибкая пластина?

Как упоминалось ранее, гибкая пластина служит той же цели, что и маховик на автомобиле с механической коробкой передач.С другой стороны, гибкая пластина используется на грузовиках, оснащенных гидротрансформаторами, которые обычно используются в автоматических коробках передач.

Подобно сцеплению, преобразователь крутящего момента расположен между гибкой пластиной и самой коробкой передач. На этом сходство между гибкой пластиной и маховиком заканчивается.

Гибкая пластина обычно изготавливается из штампованной стали и имеет зубчатый венец, приваренный по краю, чтобы шестерня стартера могла зацепиться за нее при включении.Поскольку в автоматической трансмиссии нет сцепления, всю установку можно сделать намного легче, поскольку нет ничего, за что нужно было бы «цепляться» за сцепление.

Но, как и маховик, гибкая пластина используется для соединения с коленчатым валом вашего двигателя, помогая передавать энергию вращения на трансмиссию через гидротрансформатор. На протяжении многих лет производители добавляли отверстия и канавки в гибкие пластины для снижения веса и оптимизации баланса. Это помогает улучшить общую экономию топлива, поскольку масса вращения меньше, но обычная установка автоматической трансмиссии по-прежнему менее эффективна по сравнению с аналогичной механической коробкой передач.

3 признака отказа гибкой пластины дизельного двигателя

Гибкая пластина, как и маховик, подвержена поломкам. В отличие от своего брата, flexplate страдает от собственных проблем. Этот раздел посвящен перечислению наиболее распространенных проблем, с которыми сталкиваются изношенные или неисправные гибкие пластины.

1. Проблемы с запуском

Часто поврежденная гибкая пластина вызывает проблемы при попытке запустить двигатель. Если гибкая пластина деформирована, зубчатый венец, который помогает включать стартер, будет поврежден или преждевременно изношен.

Этот симптом проявляется в том, что двигатель кажется «застрявшим» при прокручивании коленчатого вала. Другими словами, не переворачиваясь с той же скоростью.

2. Стук

Как ни посмотри, стук никогда не бывает хорошим признаком. Большинство свяжет стук с шатунным подшипником или другими проблемами двигателя, но если он исходит из области трансмиссии, это, скорее всего, треснувшая гибкая пластина.

Гибкая пластина крепится к коленчатому валу несколькими болтами, подобно ступице на ободе автомобиля.Именно здесь будет большая часть стресса, и когда что-то пойдет не так, скорее всего, возникнут проблемы. В большинстве случаев шум исчезает при ускорении, поскольку центробежная сила способствует расширению трещин.

3. Вибрация

Некруглая или несбалансированная гибкая пластина будет вибрировать при повороте. Это может ощущаться в кабине и должно быть исследовано как можно скорее. Есть несколько причин, по которым нежелательные вибрации проникают в кабину грузовика, и одной из них может быть поврежденная гибкая пластина.Они вращаются несколько раз в секунду, и малейшее несовершенство может вызвать большие проблемы.

 

Нужна помощь с гибкой пластиной или маховиком? Наш опытный персонал, сертифицированный ASE, всегда готов ответить на ваши вопросы. Просто позвоните нам по телефону 844-304-7688!

 

Связанные статьи:

ОСНОВНЫЕ РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ВОССТАНОВЛЕННЫМИ, ВОССТАНОВЛЕННЫМИ И ВОССТАНОВЛЕННЫМИ ДИЗЕЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

РУКОВОДСТВО ПО СЕРИЙНЫМ НОМЕРАМ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ: CATERPILLAR, CUMMINS, NAVISTAR И ДРУГИМ

ПОЧЕМУ ВАЖНО ОБКАТЫВАТЬ ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ? ОБЩИЕ ПРОЦЕДУРЫ ОБКАТКИ

Видео по теме:

 

Мало времени? Получите вашу цитату онлайн!


Мы понимаем: когда вам нужны запчасти для дизельных двигателей, время имеет решающее значение.Вот почему мы разработали систему онлайн-котировок HHP.

Просто заполните форму, указав свое имя, информацию о двигателе и необходимые детали, и наши сертифицированные ASE технические специалисты свяжутся с вами и составят смету. Это настолько близко к волшебству, насколько это возможно для дизельного двигателя!

Стоит ли модернизировать облегченный маховик двигателя?

Добавление большей мощности с помощью чего-то вроде турбокомпрессора — достаточно распространенная идея. Но некоторые модификации, вместо того, чтобы увеличивать исходную производительность, касаются более тонкой настройки характера автомобиля.Например, вы можете установить короткий переключатель или поменять местами передаточные числа вашей трансмиссии. Или вы можете установить на свой автомобиль более легкий маховик двигателя или двухмассовый маховик. Но стоит ли рассматривать этот мод?

Что делает маховик вашего двигателя?

Прежде чем мощность вашего двигателя попадет на ведущие колеса, она должна пройти через дифференциал и трансмиссию. И если вы не водите автомат с гидротрансформатором, между трансмиссией и двигателем есть сцепление.Соединение трансмиссии и диска сцепления представляет собой маховик, прикрепленный к коленчатому валу двигателя, поясняют AutoGuru и Car and Driver . Как сообщает 2CarPros , аналогом гидротрансформатора-автомата является гибкая пластина.

Независимо от того, есть ли у вас автомобиль или мотоцикл, маховик двигателя внутреннего сгорания служит той же цели, сообщают CarThrottle и Cycle World . Это большой металлический диск, который накапливает энергию вращения при вращении.И хотя для вращения маховика двигателя требуется некоторая энергия, он также может свободно высвобождать эту энергию по мере необходимости. Скажем, например, когда вы сбрасываете газ и направляетесь к свету.

Короче говоря, маховик обеспечивает плавное движение поршней вашего двигателя. Он не только сохраняет импульс, но и гасит нежелательные вибрации, что снижает нагрузку на трансмиссию. Это также помогает двигателю запускаться в первую очередь.

Маховик двигателя окружен зубьями шестерни, которые входят в зацепление со стартером, сообщает ItStillRuns .Когда вы включаете зажигание, стартер использует маховик для вращения поршней и запуска цикла сгорания.

Зачем вам более легкий маховик?

СВЯЗАННЫЕ: Hyundai создала механическую коробку передач без сцепления

Иногда полезно иметь более тяжелый маховик двигателя, сообщает ItStillRuns . Если ваш автомобиль работает с большими нагрузками, например, буксирует прицеп, тяжелый маховик не дает ему заглохнуть.Но если целью является производительность, лишний вес, особенно вращающийся лишний вес, должен быть удален.

Установка более легкого маховика двигателя имеет некоторые недостатки. Хотя двигатель может легче набирать обороты, это также означает, что обороты быстро падают, когда вы не ускоряетесь. В результате плавное переключение передач и трогание с места становится сложнее. Но это означает, что ваш автомобиль или мотоцикл разгоняется быстрее и легче достигает пиковой мощности.

2016 Порше 911 Р | Porsche

Отличным примером такого изменения поведения является Porsche 911 R 2016 года, в котором использовался одномассовый маховик вместо двухмассового.

В чем разница между одномассовым и двухмассовым маховиком?

Механически Porsche 911 R очень похож на современный GT3 RS. Только у него меньше звукоизоляционных материалов, меньше аэродинамических элементов, меньше предметов роскоши и механическая коробка передач. И хотя двухмассовый маховик был стандартным, Porsche также предлагал опциональный одномассовый, сообщает Car and Driver .

Разрез маховика двухмассового двигателя ZF | ZF

СВЯЗАННЫЙ: Действительно ли послепродажные выхлопные коллекторы повышают производительность?

Двухмассовый и одномассовый маховики выполняют те же функции, что и «обычный» маховик, сообщает EEuroParts .Однако они предназначены для увеличения демпфирующих способностей маховика, хотя и по-разному.

Двухмассовый маховик, как следует из названия, имеет две массы, соединенные пружинами и подшипниками, поясняет PhoenixFriction . Это увеличивает способность демпфирования, что означает более плавное переключение передач и ускорение. Кроме того, это означает меньший уровень шума от трансмиссии и силового агрегата, а также меньший износ.

Одномассовый маховик, напротив, не имеет ничего между этими двумя массами.Вместо этого это один большой кусок металла. Отсюда и название «одномассовый». Одномассовый маховик легче двухмассового, поэтому 911 R «раскручивается так, как будто его поршни сделаны из гелия», сообщает MotorTrend . Недостатком является повышенный уровень шума и вибраций, а также потенциально больший износ трансмиссии.

Следует ли устанавливать более легкий маховик?

Обновление дрифт-кара, быстросъемный руль и ковши! Приехал комплект сцепления, Stage 1 Organic с облегченным одномассовым маховиком.Будет установлен после прибытия комплекта короткого переключения передач и новой выхлопной системы. последнее не лишено недостатков. Они менее долговечны и дороже. Кроме того, если он выйдет из строя, вам придется заменить его, а не переделывать. Что, если вы согласны с дополнительным NVH, возможно, сообщает PhoenixFriction .

Что касается установки более легкого маховика обычного двигателя, применимы те же плюсы и минусы.Более легкий маховик делает двигатель более отзывчивым, но это также приводит к большему шуму трансмиссии. И это облегчает остановку вашего автомобиля или велосипеда.

Легкий маховик двигателя Flyin’ Miata | Flyin ‘MIata

СВЯЗАННЫЙ: Что такое «переключение с проскальзыванием» и может ли оно испортить вашу машину?

Тем не менее, если вы планируете участвовать в гонках на своем транспортном средстве, это может быть полезным обновлением. Это также не обязательно дорого; Flyin’ Miata имеет легкий маховик Miata, который можно приобрести за 349 долларов.Но если вы планируете заменить штатный маховик двигателя, лучше сделать это, если вы также работаете со сцеплением. Это потому, что чтобы добраться до маховика, нужно снять коробку передач.

Следите за новостями от MotorBiscuit на нашей странице в Facebook.

Двигатель

WP и маховик делают продукцию Local и Genesis доступной для всех клиентов

ОСТИН, Техас — 13 февраля 2020 г. — WP Engine, технологическая компания WordPress, объявила сегодня о двух обновлениях, которые упростят рабочий процесс разработчиков и позволят им создавать цифровые приложения мирового уровня.Начиная с сегодняшнего дня Local (ранее Local by Flywheel) будет напрямую подключаться к платформе WP Engine WordPress Digital Experience Platform (DXP). Кроме того, клиенты Flywheel теперь будут иметь бесплатный доступ к фреймворку и темам Genesis — функция, уже доступная для клиентов WP Engine.

Теперь все 130 000 клиентов Flywheel и WP Engine могут пользоваться теми же решениями для разработчиков мирового класса для своей объединенной клиентской базы, которые они ранее предлагали только своим соответствующим клиентам.Local — это наиболее надежное локальное решение для разработки WordPress с более чем 150 000 пользователей, которым нравится его простая среда разработки для создания сайтов WordPress, тестирования этих сайтов и ускорения рабочего процесса разработки. Genesis — самая популярная в мире инфраструктура тем для WordPress, используемая более чем на 600 000 веб-сайтов.

WP Engine, технологическая компания WordPress

Когда WP Engine объявила о приобретении Flywheel в июне 2019 года, ее целью было предложить самые надежные и надежные платформы в WordPress, а также наиболее ориентированные на разработчиков инструменты для создания на этих платформах.Эти платформы и инструменты включают в себя DXP от WP Engine, платформу управляемого хостинга от Flywheel, Local и Genesis — все надежные бренды под эгидой WP Engine, технологической компании WordPress. Сегодня эта компания насчитывает более 900 сотрудников в восьми офисах в пяти странах.

«Наше видение — стать самой надежной технологической компанией WordPress в мире», — сказала Хизер Бруннер, председатель и генеральный директор WP Engine. «Наше семейство решений WordPress означает, что у нас есть возможность удовлетворить потребности любой организации в WordPress от начала работы до масштабирования для самых сложных и популярных сайтов в мире.В течение последних шести месяцев мы были заняты тем, чтобы донести до наших клиентов сильные стороны каждого соответствующего бренда с помощью наших ведущих в отрасли решений для разработчиков, Local и Genesis, и это лишь первый из нескольких запланированных запусков, которые состоятся в ближайшие несколько месяцев. ”

Наследие приверженности сообществу WordPress

Это объявление не только открывает возможность использования Local и Genesis для широкой клиентской базы WP Engine и Flywheel, но и подчеркивает твердую приверженность и инвестиции WP Engine в сообщество WordPress с открытым исходным кодом.Благодаря неустанным усилиям этого энергичного и преданного сообщества десятков тысяч разработчиков по всему миру Local и Genesis стали самыми популярными решениями для разработки в мире. Это сообщество создало одни из самых красивых веб-сайтов в мире. WP Engine планирует продолжать опираться на поддержку сообщества WordPress и его участников, предоставляя значимые возможности для дальнейшего сотрудничества для постоянного улучшения WordPress.

Лучшее из обоих миров: местный

Многие начинающие и опытные разработчики WordPress сталкиваются с проблемой желания работать или тестировать и предварительно просматривать свой сайт в безопасной автономной среде. Кроме того, им нужен отличный инструмент локальной разработки, который легко использовать для всех уровней квалификации, но при этом предоставляющий расширенные возможности для тех, кто в нем нуждается.

Введите локальный. Local — это самый популярный и простой в использовании инструмент WordPress для более быстрого создания и тестирования сайтов WordPress.Сегодня WP Engine выпускает Local Connect, который помогает локальным пользователям развертывать свои сайты на платформе WP Engine одним щелчком мыши. Кроме того, клиенты WP Engine получат отмеченную наградами техническую поддержку Local от команды WP Engine. Это первая из нескольких запланированных функций между Local и WP Engine.

Основные преимущества :
  • Начните работу за считанные минуты благодаря простой установке, интуитивно понятному интерфейсу и легкому созданию сайтов
  • Повысьте производительность с помощью набора мощных инструментов разработки, включая инструменты оболочки, инструменты тестирования электронной почты и различные журналы веб-сайтов
  • Улучшенный опыт разработки благодаря интеграции с и поддержка от WP Engine

Лучшее из обоих миров: Genesis

Для разработчиков WordPress, стремящихся сократить время выхода на рынок, Genesis предоставляет надежную техническую основу для создания хорошо спроектированных, безопасных, быстро загружаемых и оптимизированных для SEO приложений WordPress.Кроме того, он готов к работе с Gutenberg и является единственным фреймворком на рынке со встроенной поддержкой AMP. Теперь он доступен бесплатно для всех клиентов Flywheel.

Основные преимущества:
  • Облегченная кодовая база и встроенная SEO-оптимизация обеспечивают высокую производительность сайта
  • Настройка тем в один клик позволяет настроить сайты и подготовить их к настройке за считанные минуты, а не часы
  • Удобство работы благодаря интеграции и поддержке Flywheel

Для получения дополнительной информации о маховике перейдите по ссылке https://getflywheel.ком/. Для получения дополнительной информации о движке WP перейдите на https://wpengine.com/. Дополнительную информацию о Local можно найти на http://localwp.com/. Для получения информации о Genesis перейдите по ссылке https://wpengine.com/themes/genesis-framework/.

О двигателе WP

WP Engine — это технологическая компания WordPress, которая предоставляет наиболее надежные бренды и ориентированные на разработчиков продукты в WordPress, включая WP Engine, Flywheel, Local, StudioPress и Genesis. С более чем 900 сотрудниками в восьми офисах в пяти странах WP Engine предоставляет решения WordPress для компаний и агентств любого размера.

Контакты:

Эрик Джонс

Вице-президент по глобальным коммуникациям

[электронная почта защищена]

Automotive Innovation рассматривает первый экспериментальный двигатель Генри Форда с маховиком

Генри Форд построил свой первый экспериментальный двигатель из металлолома. Он испытал его на кухонной раковине после ужина 24 декабря 1893 года. Для зажигания протянул провод от лампочки на потолке. Его жена Клара вручную подавала бензин во впускной клапан, а Генри крутил маховик.Взревел двигатель, сотрясая раковину.

«В преданиях Ford Motor Company датой считается 24 декабря 1893 года, канун Рождества. Это была кухня Генри и Клары Форд в их квартире на Бэгли-авеню, 58, недалеко от современного центра Детройта. (Читайте о Бэгли-авеню, 58 здесь.) Генри включил зажигание и прокрутил маховик, в то время как Клара подавала бензин во впускной клапан по одной и по две капли за раз. Когда простой, собранный вручную двигатель ожил над раковиной, сбылась самая ранняя мечта Форда и началась его замечательная автомобильная карьера.

История двигателя Форда для кухонной мойки в равной степени является фактом и фольклором, вызывая множество вопросов, начиная с даты его создания. На фотографии выше, сделанной в Гринфилд-Виллидж Форда много лет спустя, заявленная дата изобретения — 1887 год, что крайне маловероятно. Форд имел привычку датировать свои исторические достижения задним числом, чтобы укрепить свои судебные дела против патента Селдена и отполировать свой собственный имидж пионера автомобилестроения. Действительно, многие считали, что Форд лично изобрел автомобиль, и, хотя он никогда не делал этого заявления, он редко пытался опровергнуть это.Первой машиной, которую многие американцы когда-либо увидели или на которой ездили, был «Форд», и в этом смысле идея была достаточно верной.

По традиции Форда, частично основанной на воспоминаниях Клары Форд, двигатель впервые запустился в канун Рождества 1893 года. Однако некоторые близкие сотрудники Форда относят дату еще позже, в январе 1896 года. Оливер Бартел был уроженцем Детройта. пионер автомобилестроения, который работал с Чарльзом Б. Кингом и Фордом над их самыми ранними автомобилями, включая гоночный автомобиль Ford Sweepstakes (прочитайте его историю здесь).По словам Бартеля, он показал Форду два выпуска журнала The American Machinist от 7 ноября 1895 г. и 9 января 1896 г. с описаниями двигателя Кейна-Пеннингтона, простой четырехтактной машины, которую можно было изготовить из обычных материалов.

Как сказал Бартель, Форд построил свой двигатель на основе этой конструкции, и сам Бартель видел, как он строится, и помог Форду запустить его. Кинг, который также хорошо знал Форда в то время, представил аналогичный отчет. И как бы то ни было, двигатель Кейна-Пеннингтона в журнальных статьях удивительно похож на двигатель Форда для кухонной мойки и на двухцилиндровую версию первого автомобиля Форда, квадрицикла, впервые выпущенного в июне 1896 года.

Какой бы ни была его дата и происхождение, двигатель кухонной мойки — это умное устройство, как показано на фотографии выше, любезно предоставленной Генри Фордом. (Верхнее фото также любезно предоставлено Генри Фордом.) Цилиндр представлял собой простой кусок трубы из черного железа, расточенный и отточенный внутри для установки поршня диаметром примерно один дюйм, в то время как простой шток и кривошип устройство, соединенное с маховиком-косой пусковой рукояткой. Остальные компоненты были обычными хозяйственными магазинами и предметами сантехники.Поколения домашних слесарей копировали двигатель как строительный проект, и планы можно найти в Интернете.

Электрическая лампа включена в фотографию Генри Форда по уважительной причине: на самом деле это была система зажигания двигателя. Кухонная лампа была последовательно подключена к паре металлических контактов внутри цилиндра, один из которых был закреплен на месте, а другой прикреплен к поршню. Когда контакты разошлись и цепь разомкнулась, на контактах зажглась электрическая дуга, воспламенив топливно-воздушную смесь.Популярным термином для этой примитивной, но эффективной системы зажигания, которая при использовании на дорогах заменяла аккумулятор и индукционную катушку, был популярный термин «сделай сам». В те дни Форд хорошо разбирался в электричестве — он был главным инженером на электростанции Эдисона в нескольких кварталах отсюда.

Хотя современным глазам это может показаться не таким уж большим, двигатель кухонной мойки был важным первым шагом в процессе, который в конечном итоге поставил Америку на колеса. Если вы хотите увидеть его лично, двигатель находится в постоянной экспозиции в Музее науки и инноваций Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган.


Проверить цены сейчас

№ 2671: Сколько цилиндров?

Сегодня сколько цилиндров? Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет этот сериал о машинах, которые делают нашу цивилизацию run, и люди, чья изобретательность создала их.

Так сколько цилиндров должно быть в двигателе автомобиля? Большинство наших автомобилей имеют либо четыре цилиндра в ряд, либо цилиндры в ряд. V-образное расположение — два или три с каждой стороны.Итак, зачем все эти фантазии? Почему не один большой цилиндр?

Подумайте о поршне, который движется вперед и назад в цилиндре, создавая коленчатый вал вращается. Он кратковременно приводит в движение вал каждые два оборота. Двигатели наших автомобилей работают в четырехтактные циклы. Происходит воспламенение и поршень толкает вниз. Затем он очищает выхлоп, когда он возвращается. Далее это втягивает новую смесь воздуха и бензина на пути вниз.Наконец, это идет вверх, сжимая эту смесь. Потом еще одно зажигание, и цикл повторяется.

Одноцилиндровый двигатель разгоняется на первом такте; затем замедляется во время остальные два оборота четырехтактного цикла. Это вызвало бы такое двигатель трястись и вибрирует.

Итак, нам нужен большой маховик, чтобы он двигался между зажиганиями. С более цилиндров и поршней, мы можем прикрепить шатун каждого поршня к другому угловое расположение на коленчатом валу — затем мы рассчитываем взрывы так, чтобы каждый один запускает вращение во время двух оборотов.И маховик может быть намного меньше.

Карл Бенц использовал одноцилиндровый двигатель в своем первом автомобиле 1885 года. первый Двигатель модели Т имел четыре цилиндра в ряд. Некоторые роскошные автомобили 1920-х годов имели рядные двигатели с восемью цилиндрами. Двигатели с таким количеством Использовались 12 или более цилиндров подряд, но в основном в больших морских и стационарные двигатели.

Конечно, бесперебойная работа — это только одна цель.Больше цилиндров дает меньше маховика веса, но они также означают более высокие затраты на производство и обслуживание. Тогда есть компактность. Дюзенберг прямо-8 был фаворитом богатых кинозвезд 20-х годов. Но у него была 12-футовая колесная база. Представлять себе параллельная парковка этого зверя.

Ответом был двигатель V-8 — два ряда по четыре штуки в форме буквы V. Даже Карл Бенц экспериментировал с двигателем V-2 после того, как построил свой одноцилиндровый мотор.V-образное расположение может даже позволить двум цилиндрам управлять общей шатунной шейкой, толкая его в разных угловых положениях. И здесь сложность возрастает: Инженеры создали все виды умных конструкций коленчатых валов для использования с цилиндрами в все виды положений — V-4, V-6, плоские-4, плоские-6.

На самолеты налагались различные конструктивные ограничения. Рядный двигатель предлагает мало лобовое сопротивление. Братья Райт использовали рядный 4-цилиндровый двигатель, но с довольно тяжелый маховик.Затем первые строители перешли к двигателям с девятью цилиндрами, излучающими от центрального узла. Поршни вращались вокруг вала и не нуждались в маховике. ни системы охлаждения.

Многие новые технологии останавливаются на одной лучшей форме. Но некоторые находят более одного хороший вариант, тогда продолжайте жонглировать среди конкурентов. Просто подумайте о ПК против ПК. Mac’ы, классическая музыка против кантри — просто подумайте о цилиндрах в их внешнем виде. бесконечные аранжировки.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересует, как изобретательные умы работай.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.