EmDrive дает тягу из-за плохого экранирования / Хабр
В течение нескольких лет ученые ведут обсуждение «невозможного двигателя» EmDrive, который дает «лишнюю» тягу, которая берется как бы из ниоткуда. Его многократно проверяли, как обычные энтузиасты, так и ученые из НАСА. Каждый раз оказывалось, что двигатель хотя бы и очень малую тягу, но дает. И это каждый раз вызывало удивление и непонимание экспертов.
На днях стало известно о результатах проверки «невозможных» двигателей (не только EmDrive) со стороны ученых из Дрезденского технического университета. Результаты неутешительны для тех, кто уже собирался лететь на EmDrive к звездам. Ученые, проводившие эксперименты, уверены, что тяга возникает из-за плохого экранирования двигателя.
EmDrive был представлен широкой общественности в 1999 году Роджером Шойером. На Geektimes он неоднократно описывался. В частности, говорилось, что конструкция двигателя — это несколько элементов, включая несимметричный резонатор и магнетрон. Последний направляет на резонатор электромагнитное излучение, провоцируя появление стоячих электромагнитных волн. Из-за того, что конструкция несимметрична, волны создают разное давление на стенки двигателя и дают тягу.
Ранее утверждалось, что работа двигателя нарушает закон сохранения импульса. Два года назад НАСА опубликовало результаты исследования двигателя. Тогда ученые выяснили, что в случае подведения электрической мощности в 60 Вт двигатель дает тягу около 80 микроньютонов. После того, как столь авторитетная организация опубликовала такие результаты, с ними уже мало кто хотел спорить, хотя до этого момента большое количество ученых подвергали сомнению существование тяги.
Относительно недавно к хору голосов, ратующих за «двигатель нового типа» присоединились и китайцы, которые заявили, что EmDrive работает. Тем самым они подтвердили результаты опытов их коллег из НАСА. Сообщалось даже, что ученые из КНР решили испытать двигатель на орбите Земли.
Сейчас возможности двигателя решили изучить специалисты под руководством Мартина Таймара из Дрезденского университета. Они использовали для измерения тяги двигателей при помощи специализированной установки, разработанной более четырех лет назад и с тех пор непрерывно совершенствующейся. Это нечто вроде крутильных весов, которые были изобретены в конце XVIII века, их использовали для проверки и измерений законов Кулона и Ньютона. Правда, если в обычных крутильных весах использовалась нить, то в разработке немцев установлены чувствительные крутильные пружины, удерживающие камеру с двигателем. Смещение камеры измеряется при помощи лазерного интерферометра.
Точность устройства настолько высока, что оно позволяет зафиксировать силу тяги величиной в несколько микроньютонов. Для того, чтобы обеспечить чистоту экспериментов, ученые решили снизить до минимума влияние факторов, которые могли бы дать лишнюю тягу. Для этого двигатель поместили в условия почти полного вакуума, установили систему мониторинга микроклимата установки и защитили двигатель от наводок при помощи дополнительных экранов.
Несмотря на все принятые меры предосторожности двигатель продолжал работать, его тяга составила около 4 микроньютонов. Это даже несколько больше, чем показывали результаты нескольких других экспериментов. Но проблема в том, что были зафиксированы и смещения камеры. Хуже всего для стройной теории «невозможного двигателя» то, что тяга сохранялась даже в том случае, если электромагнитные колебания внутри подавлялись.
По мнению специалистов все это потому, что никакой неучтенной тяги нет, а проблема — с внешними факторами, пускай и малозаметными. Один из факторов — магнитное поле Земли. Выше уже говорилось, что несмотря дополнительную защиту двигателя экранами тяга все равно появлялась. Поэтому и был сделан вывод о тяге в качестве проявления воздействия магнитного поля Земли.
Кроме EmDrive испытывались и другие двигатели, включая двигатель Маха, который был предложен Джеймсом Вудвартом в 1990 году. Здесь для работы используются принцип, что инерционная масса тела возникает лишь за счет гравитационного взаимодействия со всеми телами Вселенной. Взаимодействие изменяется в том случае, если колеблются отдельные части тела, что позволяет колебаться и массе тела. Если подобрать изменения установив определенный порядок, можно добиться тяги. Тяга получилась тоже небольшой — что-то около 1,2 микроньютона. Но как оказалось величина тяги все равно зависела от угла поворота двигателя, что указывает на наличие внешних факторов, как и в случае с EmDrive.
Пока что доказательства «неработоспособности» двигателей являются лишь косвенными, но ученые работают над тем, чтобы ознакомить со своим трудом других коллег. Многие ученые и раньше высказывались в отношении работы EmDrive в том духе, что несмотря на то, что внешний фактор, который обеспечивает «лишнюю» тягу, пока не найден, вся конструкция не может нарушать законы физики. Речь идет либо о погрешности, либо о том самом неучтенном факторе. Единороги — не существуют, как бы нам того ни хотелось.
Em-Drive — эфирный двигатель, опровергающий законы релятивистской физики. EM Drive от NASA – гиперпространственный двигатель Испытания двигателя EM-Драйв
Успешное освоение космоса постоянно требует от человечества изучения и открытия новых технологий, которые позволили бы иметь более мощное оборудование и создавать системы обеспечения жизни экипажа для дальнейших космических полетов. Одной из таких революционных технологий может стать гипотетический электромагнитный двигатель EmDrive, который до недавнего времени считался невозможным. Однако в 2016-м году NASA опубликовало результаты исследования и проведенных экспериментов двигателя, которые доказывают его работоспособность. Следующий шаг американского космического агентства в исследовании данного вопроса – проведение экспериментов над двигателем EmDrive в открытом космосе.
Но начнем по порядку
Прежде всего, кратко рассмотрим принцип работы рядового двигателя ракеты. Есть три наиболее популярных типа ракетных двигателей:
Химический – наиболее распространенный тип ракетного двигателя. Его принцип работы следующий: в зависимости от агрегатного состояния топлива (твердотопливный или жидкостный двигатель) тем или иным способом окислитель смешивается с горючим, образуя топливо. После химической реакции — топливо сгорает, оставляя после себя продукты сгорания — быстро расширяющийся разогретый газ. Струя этого газа и выходит из сопла ракеты, формируя так называемое «рабочее тело», представляющее собой ту самую «огненную» струю, которую мы часто наблюдаем, например, в телепередачах или фильмах.
Ядерный – тип двигателя, в котором газ (например, водород или аммиак) нагревается в результате получения энергии от ядерных реакций (ядерный распад или синтез).
Электрический – двигатель, в котором разогревание газа происходит за счет электрической энергии. Например, термический тип такого двигателя разогревает газ (рабочее тело) при помощи нагревательного элемента, в то время как статический тип – ускоряет движение частиц газа при помощи электростатического поля.
Сборка реактивного двигателя
Корпус такого двигателя обязан состоять из неплавящегося металла.
Независимо от выбора типа двигателя, для его работы потребуется внушительный запас топлива, которое делает космический корабль значительно тяжелее и требует большей мощности от того же двигателя.
Двигатель EmDrive – что это и как работает?
В 2001-м году британский инженер Роджер Шойер предложил новый тип электрического двигателя, принцип которого в корне отличается от принципа работы перечисленных выше двигателей.
Конструкция представляет собой закрытую металлическую камеру (резонатор) в форме усеченного конуса (нечто вроде ведра с крышкой), который имеет определенный коэффициент отражения микроволнового излучения. Подключенный к конусу магнетрон генерирует электромагнитное излучение в микроволновом диапазоне, которое поступает в резонатор и создает там так называемую стоячую волну. За счет резонанса энергия колебания микроволн возрастает.
Как известно, свет, или электромагнитное излучение, оказывает давление на поверхность. По причине сужения камеры в одну сторону, давление микроволн на меньшее основание усеченного конуса – меньше, чем давление на большее основание. Если рассматривать камеру как закрытую систему, то результатом описанного выше эффекта будет лишь нагрузка на материал камеры, причем на одну ее сторону – больше. Однако, создатель концепции двигателя EmDrive утверждает, что данная система является открытой по причине предельной скорости движения электромагнитного излучения («скорость света»).
Физический принцип действия такого двигателя не ясен в полной мере. Роджер Шойер убежден, что объяснения данной технологии возможно в рамках всем известной ньютоновской механики. Вероятно, в силу наличия коэффициента отражения микроволнового излучения в камере, некоторая малая часть излучение выходит наружу, за пределы резонатора, что делает систему открытой. В то же время, выход излучения со стороны большего основания усеченного конуса происходит в большей степени по причине большей площади основания. Тогда выходящее микроволновое излучение будет аналогом рабочего тела, которое и создает тягу, движущую космический корабль в обратном направлении от излучаемых микроволн.
В то же время, исследователи НАСА предполагают, что истинна действия двигателя лежит намного глубже, в квантовой механике, в общей теории относительности, согласно которой система является открытой. Максимально упростив теорию, можно сказать, что частицы могут исчезать и рождаться в замкнутом контуре пространства-времени.
Возможность реализации двигателя подобным методом оценивали несколько научно-исследовательских организаций, в том числе и НАСА.
Результаты экспериментов
В течение 15-ти лет было проведено множество экспериментов. И хотя результаты большинства из них подтверждали работоспособность концепции двигателя, мнение независимых экспертов отличалось от мнения экспериментаторов. Главной причиной опровержения результатов экспериментов является факт неверной постановки и осуществления эксперимента.
Наконец-то за исследования двигателя EmDrive взялось американское космическое агентство, которое обладает достаточными ресурсами для создания эксперимента, способного вынести окончательный вердикт. А именно — экспериментальная лаборатория НАСА – Eagleworks, где был сконструирован прототип двигателя EmDrive. Двигатель помещался в вакуум, где исключена какая-либо тепловая конвекция, и оказалось, что прототип действительно способен выдавать тягу. Согласно недавнему отчету НАСА , в лаборатории удалось получить тягу, имеющую коэффициент мощности 1,2±0,1 мН/кВт. Этот показатель пока значительно ниже, нежели мощность используемых сегодня ракетных двигателей, однако примерно в сто раз выше, чем мощность фотонных двигателей и солнечных парусов.
С выходом отчета об эксперименте, вероятно, эксперимент над двигателем в земных условиях окончен. Дальнейшие эксперименты над EmDrive НАСА планирует провести в космосе.
Применение
Наличие подобного двигателя в руках человечества значительно расширяет возможности освоения космоса. Начиная с относительно малого – EmDrive, установленный на МКС, значительно понизил бы запасы топлива на станции. Это позволило бы продлить срок эксплуатации станции, а также в разы сократить грузовые миссии по доставке топлива. Следовательно, сократиться финансирование миссий и поддержка работоспособности станции.
Если рассмотреть рядовой геостационарный спутник, на который будет установлен данный двигатель, то масса аппарата уменьшится более чем в два раза. Подобным образом наличие EmDrive скажется и на пилотируемом космическом корабле, который будет двигаться заметно быстрее.
Если еще поработать над мощностью двигателя, то согласно расчетам, потенциал EmDrive позволяет доставить на шестерых астронавтов и некоторое оборудование, после чего – вернуться на Землю – примерно за 4 часа. Аналогично полет до Марса, с подобной технологией, займет пару-тройку месяцев. Полет же до Плутона займет около двух лет. К слову, станции New Horizons потребовалось на это – 9 лет.
Подводя итоги, следует отметить, что технология EmDrive способна значительно повысить скорость космических кораблей, сэкономить на эксплуатации аппаратов, а также топливе. Кроме того, данный двигатель позволяет человечеству осуществить те космические миссии, которые доселе были на границе возможного.
Путешествия со скоростью света могут стать возможны благодаря случайному открытию , но исследователи предупреждают: пока не стоит радоваться возможному путешествию к звезде Альфа Центавра длиной в одну неделю. Технология нового двигателя, которая ранее казалась невозможной, в третий раз успешно прошла тестирование.
Физики-любители и профессионалы обсудили результаты эксперимента онлайн, хотя пока не давала официальных комментариев.
Применение такого двигателя не ограничится путешествиями на скорости, превышающей скорость света. Технология уберет необходимость использования ракетного топлива на , которое сейчас нужно для периодического ускорения, сохраняющего траекторию движения МКС по орбите. Замена традиционной системы ракетного топлива на обычном геостационарном спутнике уменьшим массу объекта, запускаемого в космос, с 3 до 1,3 тонны и таким образом существенно снизит финансовые затраты.
Проводимые эксперименты пока очень далеки от реального применения на космических аппаратах, но однажды очередная технология «Звёздного пути» может стать неотъемлемой частью нашей жизни.
Спутник компании Cannae из шести юнитов CubeSat. Рендер: Cannae Inc.
Эксперты и энтузиасты с 2003 года спорят о возможности существования гипотетического «волшебного» электромагнитного двигателя EmDrive. Принцип его работы очень простой : магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Так создаётся тяга в замкнутом контуре, то есть в системе, полностью изолированной от внешней среды , без выхлопа.
С одной стороны, этот двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса, на что указывают многие физики. С другой стороны, британский изобретатель Роджер Шойер (Roger Shawyer) свято верит в работоспособность своего EmDrive — и (см. несколько сотен страниц обсуждений на форуме NASASpaceFlight). Проведённые испытания на Земле (результаты 22 испытаний) как будто подтверждают работоспособность EmDrive.
Пришло время положить конец спорам.
Окончательную точку в спорах намерен поставить Гвидо Петта (Guido Fetta) — единомышленник Шойера и конструктор ещё одного гипотетического двигателя Cannae Drive, который работает на том же принципе: генерация микроволн и создание тяги в замкнутом контуре без выхлопа.
17 августа 2016 года Гвидо Петта объявил , что намерен запустить экспериментальный образец Cannae Drive на орбиту — и проверить его в действии. Гвидо Петта является исполнительным директором компании Cannae Inc. Сейчас компания Cannae Inc. лицензировала технологию электромагнитного двигателя фирме Theseus Space Inc., которая выведет на низкую околоземную орбиту спутник CubeSat .
Среди основателей компании Theseus Space — сама Cannae Inc., а также малоизвестные фирмы LAI International, AZ и SpaceQuest.
Дата запуска пока не объявлена. Возможно, энтузиастам удастся собрать деньги и построить экспериментальный аппарат в 2017 году.
Единственная задача этого спутника — испытания двигателя Cannae Drive в течение шести месяцев. Спутник попробует передвинуться с помощью электромагнитной тяги Cannae Drive.
Разработчики Cannae Drive заявляют, что их двигатель способен генерировать тягу до нескольких ньютонов и «более высоких уровней», что лучше всего подходит для использования в маленьких спутниках. Двигателю не требуется топлива, у него нет выхлопа.
Объём двигателя на спутнике CubeSat — не более 1,5 юнитов , то есть 10×10×15 см. Источник питания — менее 10 Вт. Сам спутник будет состоять из шести юнитов .
Спутник компании Cannae. Рендер: Cannae Inc.
Сразу после успешной демонстрации на орбите компания Theseus Space намерена предложить новый двигатель сторонним производителям для использования на других спутниках.
Энтузиасты уверены: если EmDrive работает, то в перспективе станет возможным создание не только эффективных космических двигателей, но и летающих автомобилей, а также кораблей, самолётов — любого транспорта на электромагнитной тяге.
Компания Cannae — не единственная, кто хочет проверить работу электромагнитного двигателя в космосе. Немецкий инженер Пол Коцыла (Paul Kocyla) сконструировал маленький карманный EmDrive , а сейчас собирает деньги в рамках краудфандинговой кампании. Чтобы запустить прототип в космос на мини-спутнике PocketQube , требуется 24 200 евро. За три месяца удалось собрать 585 евро.
Прототип EmDrive немецкого инженера Пола Коцылы
Недавно научные работы Шойера были опубликованы в открытом доступе . «По всему миру люди измеряли тягу. Одни строили двигатели у себя в гаражах, другие — в крупных организациях. Все они выдают тягу, тут нет великой тайны. Кто-то думает, что здесь некая чёрная магия, но это не так. Любой нормальный физик должен понять, как оно работает. Если кто не понимает, ему пора менять работу», — категорично британский инженер.
. Используемый в ней
магнетрон
генерирует
микроволны
, энергия их колебаний накапливается в
резонаторе
высокой
добротности
, и, по заявлениям автора, излучение преобразуется в тягу. На первый взгляд это обычный фотонный двигатель. Так как присутствует элетромагнитное излучение смотрим рисунок с переводом.
Известно, что электромагнитная волна это также и поток корпускул фотонов, различной энергии. Хуже всего поглощаются и отражаются фотоны рентгеновского спектра. Тут же явно задействованы не фотоны рентгеновского спектра, так что отражение и переотражение фотонов невидимого спектра тут присутствует. Но как утверждается получаемая тяга не вписывается в рамки «фотонной теории». Она существенно выше расчетной. При этом часть исследователей вообще отрицают «фотонную теорию».То есть яко бы налицо «нескомпенсированная сила». И мы имеем дело с нарушением закона сохранения импульса. В предложенной статье будет изложено особое мнение касательно природы данной дополнительной силы.
И НЕРТНОСТЬ
(
инерция
) (от лат. iners, род. падеж inertis — бездеятельный) в механике — свойство материальных тел,проявляющееся в том, что тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя по отношениюк т. н. инерциальной системе
отсчёта, когда внеш. воздействия на тело (силы) отсутствуют или взаимноуравновешиваются. Если же на тело действует неуравновеш. система сил, то свойство И. сказывается в том,что изменение
состояния
покоя или движения тела, т. е. изменение скоростей его точек, происходитпостепенно, а не мгновенно; при этом
движение
изменяется тем медленнее, чем больше И. тела. Мерой И.тела является его
масса
. Вот Масса и является в формуле для вычисления ускорения через силу знаменателем (a=F/M) — из чистой физики, Суть идеи.
Возможно изменяется именно масса тела. То есть по факту мы имеем дело с «технологией нулевого веса» или точнее массы. Что бы понять суть данной технологии давайте вникнем в предложенную формулу.. До включения ЭМГ двигатель имеет массу например100 грам. А как только он включился масса стала иной. А в формуле отминусовать это изменение забыли. Так как теоретически «технологии нулевого веса или массы» существуют только на страницах фантастических книг.. Естественно, поверить в такой эффект как нестабильная масса очень сложно. Что же верьте в то, что нарушается «закон сохранения импульса». То есть по факту физики столкнулись не с «нескомпенсированной силой», а с измененеим массы двигателя. Скажем так для чистоты эксперимента, что бы доказать, что масса у ЭМГ двигателя действительно уменьшается его нужно тестить не просто в вакууме, а еще и подвесив на очень чувствительных весах.
Во всех же опытах никто взвесит сей девайс во время его работы не додумался. Простая диаграмма составленная по результатам опыта, сильно бы помогла.
Великий Ньютон учил, что если мы видим какое-то автономное движение то причина в реактивной силе. Если мы видим силу наблюдаем некую автономную ускоряющую силу то это сила реактивная. И только реактивная. Смотрите так называемый закон реактивного движения: А = F / M А — ускорение материальной точки; F — равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке; m — масса материальной точки. Если масса стабильна, то обнаруженная сила действительно нескомпенсированная.
Опыты с массой.
Итак известны опыты которые показывают, что масса при определенных Условиях оказывается непостоянной. 1. Опыты Мирошниченко.
Ссылаюсь на опыты доктора технических наук Мстислава Мирошникова. «Беспокойная масса покоя». (ТМ. 1988.1). Тот же Мирошников показал, что вес запаянных колб с дистиллированной водой внутри в диапазоне температур от 20 — 100 С отличается. Замеры веса проводились во избежание побочных эффектов в вакуумной камере. Именно он подтвердил существование эффекта уменьшения веса под воздействием тепловых пульсаций или же Броуновского движения. Мирошников также описывает эффект изменения веса и давления в вибрирующих механических системах. 2. Генератор Нуль-веса А.П. Щеголева
Так, известен опыт с нагреванием стального шара, осуществленный А.П. Щеголевым . Центральная область стального шара (r = 50 мм), установленного на точные весы, нагревалась лучом лазера через отверсвтие, просверленное до центра шара. Во время работы лазера, нагревавшего стальной шар, вес шара стал меньше первоначального на 200 мг. При остывании шара его вес восстанавливался. В контрольном опыте с этим же шаром, нагретым в электропечи и перенесенным на весы для остывания, изменения веса зафиксировано не было. Объясняется изменение веса стального шара появлением потока энергии, направленного от центра к поверхности шара: поток тепловой энергии уменьшал гравитационный поток к центр у шара. В результате наложения противоположных потоков энергии вес стального шара уменьшался». Конечно этот опыт нужно проводить в вакууме. Так как горячий воздух обтекает шар на подобии того как огонь «обтекает» головку заженной спички и этот восходящий поток вполне может облегчать вес шара увлекая его вверх за счет взаимодействия нижней и боковых поверхностей шара с восходящими потоками теплого воздуха. Но Мирошниченко как раз и проводил опыты с колбами в вакууме. 3. Опыты Кунявского -Шабетникова.
Так оказывается эффект уменьшения веса наблюдается также при электрических пульсациях. Работы инженера из Москвы Юрия Кунянского . По сообщениям автора, в опытах проводники под воздействием постоянного электромагнитного поля «обезвешивались» в вакууме на 0,3 — 0,4%, что в пересчёте на «тягу» проектируемого «антигравитационного двигателя» составляло 4 г. «Тяга», прямо скажем, не большая, но вдохновлённый первыми успехами Кунянский считал, что если ещё поднажать с силой тока, то эту цифру можно было бы поднять до планки в 3 — 5% от общего веса «гравиталёта». Также явление снижения веса проводника в гравитационном поле Земли при прохождении через него постоянного электрического тока пропорциональное силе тока обнаружено также В.Шабетниковым. . Что общего?
Давайте проанализируем, что объединяет все эти опыты, в том числе и EM driver? Начнем с опытов с колбами в вакууме. Да все тела в вакууме начинают интенсивно излучать, ИК -волны, или фотоны теплового спектра. известно, что теплоотдача излучением в вакууме пропорциональна площади поверхности и, по закону Стефана — Больцмана, четвертой степени ее температуры. Шар излучает ик волны. Колбы излучают ик волны. И в том, числе и провода в опытах с электрическим током тоже излучают ИК-волны. А при повышении силы тока нагрев и интенсивность излучения только увеличиаеться. И ЭМГ двигатель тоже греется. Вот и вся причина, все эти девайсы начинают излучать ИК-волны. А тела излучающие ИК-волны обладают нестабильной массой. Вот и вам и технология «нулевой массы». Чем больше ЭМ — двигатель будет греться и излучать ИК-волны тем меньше его масса, а значит согласно формуле (a=F/M) Мы будем иметь аномально высокую тягу которая будет не укладыватся в расчеты если мы не будем учитывать уменьшение массы ЭМ-двигателя. При излучении им ИК волн. Эпилог.
То есть можно обобщить, что никакой «нескомпенсированной силы» ЕМ двигатель не дает. Ученые просто столкнулись с «эффектом обнуления массы». Вызванной интенсивным излучением ИК-волн Мы имеем дело с зачатками «технологий нулевой массы», а закон сохранения импульса остается неизменно нерушимым.Еще в 50-е годы даже направление было такое — приборы-измерители мощности СВЧ на базе пандеромоторики — «шторка» из кварца, которая «отклонялась» потоком СВЧ. Это сейчас принят калориметрический (по нагреву нагрузки) способ измерения мощности, а тогда — даже приборы такие со шторками создавались. Все новое хорошо забытое старое. Скажем так надо трубу в которую поступает СВЧ излучение покрыть кварцем и тяга станет еще ощутимей. Литература
1. Quantum Vacuum Fluctuations Harnessed in a Propellant-less Engine Tested by NASA http://peswiki.com/index.php/Directory:Emdrive_%28Electromagnetic_Space_Drive%29 2..shtml
Евгений Золотов
Рассказ о «невозможном» двигателе EmDrive, стал одним из самых читаемых её материалов. И, конечно, я постоянно отслеживал тему, надеясь однажды написать продолжение. Но случай такой предоставился только на днях: солидным научным журналом опубликована статья группы сотрудников одной из лабораторий NASA, не просто испытавших движок, чтобы в очередной раз измерить возникающую тягу, но и предоставивших отчёт об испытаниях на суд независимых экспертов (то, что называется peer review), не выявивший серьёзных ошибок. А это значит, что возможность «невозможного» двигателя стала теперь ещё на порядок больше.
Если вы забыли или никогда не слышали, позвольте восстановить картину в общих чертах EmDrive, как его обычно называют, это по большому счёту обычная микроволновая печь, только выполненная не в форме куба, а в форме усечённого и, главное, закрытого с обеих сторон конуса. На узком конце крепится СВЧ-излучатель, включается, и — всё!
Топлива, которое выбрасывалость бы «за борт», здесь нет. Так что, согласно классической физике, а именно Закону сохранения импульса, тяга возникнуть не может. Однако изобретатели EmDrive (британский инженер Роджер Шаер и позже занявшиеся той же темой независимо другие личности) настаивают, что по разным причинам — из-за «квантовой несбалансированности» или ещё чего-нибудь в том же духе, что не учитывает современная физика — тяга таки имеет место быть и её, якобы, даже удалось измерить.
Заметьте, что Шаер и прочие вовсе не утверждают, что законы Ньютона неверны. Они лишь говорят, что наткнулись на эффект, который уточнит существующие законы. Это принципиально важный момент, который сильно помог «ЭМ-движителю» — обеспечив ему интерес со стороны серьёзных исследователей.
Отсюда начинается парадоксальная часть. С одной стороны, все здравомыслящие научно-популярные и научные ресурсы считают такой движок псевдонаучным. С другой — за него неожиданно взялись вполне серьёзные люди: сперва несколько научных групп из Китая, а потом и NASA. О китайцах с тех пор ничего не слышно, а вот американцы не потерялись: в США эта работа финансируется из кармана налогоплательщиков, поэтому результаты должны быть доступны всем.
И вот два года назад появляется первый, весьма обнадёживающий отчёт NASA: тяга действительно есть, хоть и по неизвестной причине. А на днях престижный Journal of Propulsion and Power публикует от сотрудников лаборатории NASA Eagleworks — в которой факт возникновения тяги снова подтверждается, причём в этот раз на чувствительном торсионном подвесе в вакууме (но по-прежнему на Земле). А ещё предлагается осторожное объяснение.
Объяснение — далеко не главная часть статьи, потому что является скорее догадкой, но именно оно наделало больше всего шуму. Дело в том, что привлечена существующая теория, которой буквально почти сотня лет: теория волны-пилота (Pilot wave). Её выдвинули ещё в 20-х годах прошлого века и потом несколько раз уточняли.
Боюсь, я объясню её лишь очень грубо (и буду признателен, если знатоки поправят!), но суть, в общем, в предположении, что мы вынуждены описывать квантовые процессы с помощью неудобных статистических методов лишь потому, что не замечаем некоей более низкоуровневой реальной динамики квантовых частиц — которые на самом деле движутся подобно макроскопическим телам, по вполне конкретным траекториям, определяемым свойствами вакуума. Здесь эта теория пригодилась, потому что позволяет объяснить вакуум как среду, поддерживающую колебания плотности: EmDrive передаёт вакууму импульс (отталкивается от него, словно от воды) и именно таким образом возникает тяга в замкнутой системе.
И тут следует подчеркнуть две важных вещи. Во-первых, теория волны-пилоты — не псевдонаучная выдумка, а одно из множества равновероятных объяснений квантовых процессов, которое удовлетворительно точно описывает наблюдаемые эффекты и подтверждается в том числе экспериментальными данными. И, во-вторых, сам факт публикации статьи NASA в таком издании как минимум снимает вопрос о корректности измерения тяги на подвесе (помнится, это был один из аргументов скептиков: мол, в настоящем космосе движок себя поведёт иначе). Попросту говоря, статью можно понимать так: в NASA не знают наверняка, почему тяга возникает, но знают, как её измерить — и простой читатель может на них в этом положиться.
Отсюда — новый простор для предположений. Опуская цифры, которым сейчас в общем-то придавать большого значения не следует (задачей была демонстрация существования эффекта, а поиск путей оптимизации — в списке на будущее), авторы работы констатируют: уже в текущем виде EmDrive хоть и на порядок менее эффективен классических ракетных движков, зато на два порядка эффективней других «безвыхлопных» движителей, как то солнечного паруса, разгона лазером, фотонного двигателя. Учитывая, что ограничение по скорости накладывается только скоростью света, а по мощности вообще никаких (ничто не мешает выстраивать такие двигатели буквально многокилометровыми батареями — хватило бы электричества, чтобы их запитать!), это делает EmDrive самым перспективным направлением для исследования и освоения Солнечной системы как минимум.
А значит, всё упирается теперь в генеральную проверку в космосе. Китайцы, напомню, уже намеревались такую провести. Провели ли и с какими результатами? Неизвестно. Однако в данном случае тишина заставляет скорее насторожиться, нежели разочароваться. Ведь ясно, что первый, кто подтвердит работу такого движка в космосе, а потом и первый, кто даст теоретическое обоснование, станут родоначальниками новой ветви физики и отцами неожиданных, непредсказуемых открытий и технологий!
Как хорошо сказал кто-то, представить, куда EmDrive приведёт нас, если окажется правдой, мы не в силах, поскольку стоим в самом начале пути. Как спектральные линии в конце концов привели к полупроводниковой революции, так и «невозможный двигатель» «отталкивающийся от вакуума», вовсе не обязательно должен стать лишь основой для ракетной техники будущего. Обязательно обнаружатся побочные эффекты, будут сделаны смежные открытия, поставлены новые вопросы: не каждый день, год и даже век удаётся уточнить или опровергнуть один из фундаментальных законов физики!
И как же приятно, что живём мы как раз в те дни, когда эта история пишется!
Немецкие ученые доказали несостоятельность идеи «невозможного двигателя» EmDrive » DailyTechInfo
На страницах нашего сайта мы уделили достаточно внимания идее создания так называемого «невозможного двигателя» EmDrive, который, согласно результатам первых испытаний, способен вырабатывать небольшую силу тяги без использования топлива любого вида. Появление такого двигателя, которому для работы требуется лишь чистая электрическая энергия, может стать переломным моментом в области изучения и освоения космического пространства, ведь такой двигатель будет в несколько раз эффективней с точки зрения отношения производимой тяги к весу или к затратам энергии, чем существующие ионные двигатели, нуждающиеся в топливе.
Работа ионного двигателя очень легко объясняется с точки зрения физики: топливо ионизируется, ионы ускоряются в электромагнитном ускорителе и выбрасываются наружу, создавая силу тяги, и т.п. Но работа двигателя EmDrive, который вырабатывает 750 мН тяги из расчета на 2.5 кВт потребляемой энергии, пока еще остается загадкой. Плюс, работа такого двигателя, кажется, вступает в противоречии с некоторыми фундаментальными законами, с законом сохранения энергии в частности.
Роджер Шауэр (Roger Shawyer), создатель концепции двигателя EmDrive, предложил свою собственную теорию, однако, на свете нашлись некоторые ученые, которые поставили эту теорию под сомнение и начали проверять ее экспериментальным путем. В 2018 году группа немецких ученых, в состав которой входили Мартин Таймар (Martin Tajmar), Оливер Неунзиг (Oliver Neunzig) и Марсель Вейкерт (Marcel Weikert), обнаружила, что тяга, создаваемая двигателем EmDrive, возникает не в самом двигателе, а где-то рядом вне его. Эти ученые выдвинули теорию, что зарегистрированные ими силы были результатом взаимодействия электромагнитных помех от токопроводящих кабелей с магнитным полем Земли.
Некоторое время эти ученые работали над устранением обнаруженных ими эффектов, поместив внутрь двигателя батарею достаточной емкости и оптимизировав компоненты двигателя с целью снижения уровня электромагнитных помех. Кроме этого все работы проводились с учетом результатов и гипотез, выдвинутых другими учеными, также пытавшимися разобраться в принципе действия двигателя EmDrive. И самым главным в этом деле стала разработка новой измерительной системы, которая использовалась для измерений силы тяги двигателя.
Все перечисленное выше позволило немецким ученым провести «самый чистый» на сегодняшний день эксперимент с двигателем EmDrive и найти источник возникающих слабых сил.
«Мы обнаружили, что причиной возникновения «тяги» являются обычные тепловые эффекты» — рассказывает Мартин Таймар, — «В наших тестах мы использовали такую же конфигурацию, которую использовали специалисты НАСА и лаборатории Eagleworks. При помощи многоточечной измерительной шкалы, имеющей определенную структуру, мы смогли воспроизвести результаты, полученные ранее командой НАСА. Но мы также смогли заставить эти силы исчезнуть, закрепив намертво одну из точек измерительного устройства».
«Когда внутрь двигателя EmDrive направляется поток энергии» — рассказывает Мартин Таймар, — «То двигатель нагревается, что приводит к крошечным деформациям, возникающим в элементах крепления. Эти деформации сдвигают начало отсчета измерительной шкалы, что приводит к искажению ее показаний. Используя новую структуру измерительного устройства, мы смогли избежать возникновения деформаций, и результаты наших измерений отличаются от полученных ранее результатов на целых три порядка».
Следует отметить, что все эти «скрещивания копий» вокруг двигателя EmDrive являются лишь следствием больших трудностей в измерении крошечных сил тяги. И все это является демонстрацией того, как за полезное действие могут быть приняты последствия обычного теплового расширения не самой удачной конструкции двигателя.
Проводя свои эксперименты, немецкие ученые также провели измерения и доказали несостоятельность идей, заложенных в двигатели других подобных типов — LemDrive и Mach-Effect Thruster. Таким образом, новая продвинутая технология измерения тяги позволит ученым в будущем быстрее и с меньшими затруднениями доказать, что очередной тип «невозможного двигателя» действительно является невозможным.
Результаты последних исследований ставят под сомнение работоспособность «невозможного» двигателя EmDrive
Специалисты НАСА заставили работать «невозможный» двигатель, который в будущем может навсегда изменить область космической техники
Проведенные испытания показали, что «невозможный» двигатель EmDrive будет работать в условиях космического вакуума
«Невозможный» двигатель EmDrive становится на один шаг ближе к реальности
Мечты создателя «невозможного» двигателя – летающие автомобили, самолеты-невидимки и космические корабли.
Добавить свое объявление Загрузка…
Невозможный двигатель — прорыв или ошибка?
Представленный в 1999 году двигатель EmDrive до сих пор вызывает многочисленные споры. С одной стороны, он вроде бы нарушает третий закон Ньютона и потому отвергается большинством ученых, считающих его очередной ошибкой или мистификацией наподобие пресловутого «вечного двигателя». А с другой — уже немало независимых доказательств того, что этот двигатель действительно работает.
Что из себя представляет EmDrive? По сути — обычный СВЧ резонатор в форме усеченного конуса определенной формы и обыкновенный магнетрон. И всё. Магнетрон закачивает в резонатор энергию, и резонатор развивает усилие в направлении меньшего диаметра. Весьма небольшое, надо сказать, усилие. А вот за счет чего оно возникает — пока приемлемых с точки зрения современной физики объяснений нет.
Основной элемент EmDrive — резонатор.
Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999 году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 году специально для разработки этого электромагнитного двигателя собственной конструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принимал участие в космических проектах, включая разработку европейской системы глобальной навигации «Галилео».
Придуманный им двигатель на первый взгляд нарушает закон сохранения импульса — он, по мнению автора, создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенок отражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса. Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойера не сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимо выбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – система закрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО, EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.
Роджер Шойер и его прототип EmDrive.
Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в 2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособности заявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений от инженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё больше подтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает. После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА — агентство с достаточно хорошей репутацией.
Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, и по их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателям подтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пусть и небольшую, 30-50 мкН) тягу: «Данные по тяге у модели TM212 при давлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов по прямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что система выдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0. 1 мН/кВт».
За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, который представил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, что ускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются в квантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионных двигателях — только в данном случае рабочее тело извлекается из «самой ткани пространства-времени», что позволяет не тащить его с собой.
Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. «Всё это уже было проделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченных бумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем у НАСА», — сказал он.
Проверка в NASA
Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным и посчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочных эффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались дать объяснение наблюдаемому эффекту.
В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch] в своей работе предлагает использовать для этого такой экзотический эффект, как излучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется с результатами.
После NASA инженеры не успокоились — за исследование взялись немцы из Дрезденского технологического университета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессор Мартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории все тесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, как честно указывает учёный, «природа наблюдаемой тяги пока не ясна».
Как говорится в презентации: «Мы пронаблюдали тягу, совпадающую с предсказанными значениями, устранив при этом очень много возможных источников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. На следующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитную изоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные модели двигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронного управления, которое позволит настраивать устройство для поиска оптимального режима работы».
В мае 2015 года румынский инженер собрал EmDrive самостоятельно и провёл независимое исследование работы этого «ведра с магнетроном», в результате чего также получил подтверждение работоспособности и выложил видео с записью эксперимента на широкое обсуждение.
Захватывающая в своей странности ситуация с «невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила развитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительные результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель продолжает выдавать тягу.
На форуме в октябре 2015 года НАСА инженер Пол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день. Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над улучшением тестовой установки. Тем не менее, при мощности в 80 Вт в установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН — как выразился Марч, наблюдаются «аномальные признаки тяги».
В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании «рабочей» версии микроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить в рамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал CCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.
Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDrive прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда подробностей также не сообщалось.
По одной из версий, новый аппарат для проверки выглядит примерно так:
Интерес к устройству постоянно усиливается. Если на первых порах никто не принимал Шойера всерьёз, в частности, из-за отсутствия у него опубликованных научных работ, то сейчас у него есть и научные работы (после снятия запрета на распространение информации Шойер выложил 4 работы), и подтверждения работоспособности его детища. Конструкция аппарата гораздо проще, чем, например, те же ионные двигатели, и находится ближе к возможности создания «у себя в гараже». На тему EmDrive существует уже неплохо наполненная википедия (на английском языке).
Если представить на минуту, что таким двигателем получится оснастить реальный межпланетный аппарат, это откроет интересные возможности для изучения Солнечной системы. Тот же полёт к Плутону, который у New Horions занял 9 с половиною лет, по предварительным расчетам может быть осуществлён с двигателем типа EmDrive за 18 месяцев. И это только с учётом той тяги, которая была получена в лаборатории на сегодняшний день. Секрет в том, что такой двигатель сможет постоянно ускоряться, а не просто лететь по баллистической траектории.
Tags: Техно
Новое объяснение принципа работы «невозможного» двигателя EmDrive: это все фотоны
Финские ученые считают, что EmDrive не нарушает закон сохранения импульса
Эпопея с так называемым «невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах продолжается. На данный момент ряд известных ученых и научных организаций подтвердили работоспособность EmDrive. Двигатель представляет собой систему, состоящую из резонатора (металлический усеченный конус) и магнетрона. Двигатель работает, это факт. Каким образом? Такая система каким-то образом создает тягу под влиянием электромагнитного излучения. Существует несколько гипотез, объясняющих появление тяги. Пока что ни одна гипотеза не была доказана. Собственное объяснение принципа работы EmDrive в этом месяце предложили финские ученые.
По их мнению, образование тяги в этой системе объясняется определенным типом интерференции волн, а именно — деструктивной интерференцией. Под конструктивной интерференцией понимается такой тип комбинирования отраженных волн при резонансе, когда происходит усиление волнами друг друга. В случае деструктивной интерференции максимумы одних волн приходятся на минимумы других, при этом резонанс отсутствует. Если речь идет о волнах на воде, то при деструктивной интерференции они накладываются друг на друга, и поверхность воды выглядит спокойной.
Можно привести и другой пример, с электронами. Так, интерференция рамановских переходов электрона различной степени нелинейности является деструктивной.
А причем здесь фотоны?
По мнению физиков из Финляндии, в резонаторе этого двигателя из большого количества всех частиц выделяются пары фотонов, которые находятся в противофазе друг с другом. Такие пары, считают ученые, уносят импульс в сторону, противоположную движению двигателя. Взаимодействие этих фотонов приводит в возникновению электромагнитной волны с нулевой поляризацией. Но импульс эта волна все же переносит.
«Принцип работы EmDrive можно сравнить с принципом работы реактивного двигателя самолета, когда газы, двигающиеся в одном направлении, толкают самолет в противоположном направлении», — говорит Арто Аннила (Arto Annila), представитель команды ученых из Финляндии. «Микроволновое излучение — это топливо, которое уходит в резонатор… а тягу в EmDrive создают пары фотонов. Когда два фотона движутся вместе, но имеют противоположные фазы, тогда у этой пары нет электромагнитного поля, следовательно, она не будет отражаться от металлических стенок, а уйдет».
По мнению исследователей, тяга в двигателе возникает под влиянием волн, длина которых не кратна расстоянию между стенками резонатора. Это возможно только в том случае, если резонатор несимметричен. Если бы он был полностью симметричным, то тяга бы не возникала. В случае EmDrive тяга будет проявляться при любой асимметричной конфигурации. Вероятно, что эффективность работы двигателя зависит как от мощности микроволнового источника, так и от материала резонатора EmDrive, а также от его формы. И зависимость эта нелинейна.
Финны подчеркивают, что их идея — это всего лишь предположение, как и гипотезы их коллег, пытавшихся объяснить принцип действия EmDrive раньше. Физики из Финляндии надеются, что инженеры смогут создать тестовые системы для проверки их теории парных фотонов. Для этого нужно также устройство, которое называется интерферометром. Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины.
Еще фотоны
Отмечу также, что в апреле работу EmDrive пытался связать с взаимодействием фотонов физик Майк Макалох (Mike McCulloch) из Плимутского университета. Макалох предлагает объяснить принцип работы двигателя при помощи эффекта Унру. Этот эффект был назван в честь физика Билла Унру, который открыл его еще в 1976 году. Он показал, что понимание вакуума зависит от типа движения наблюдателя через пространство-время. К примеру, если неподвижный наблюдатель находится в вакууме, то в случае ускорения этот наблюдатель увидит вокруг себя множество частиц, которые находятся в термодинамическом равновесии. Другими словами, о вакууме можно говорить только относительно определенного объекта. При этом инерция, по словам Махалоха — это давление теплового излучения на ускоряющееся тело. При малых ускорениях волны излучения Унру превышают размеры всей Вселенной, что позволяет говорить о квантовании инерции.
Теория несколько необычная, но она кроме принципа работы EmDrive объясняет еще один эффект — пролетные аномалии. Пролётная аномалия — это неожиданное увеличение энергии во время гравитационных манёвров космических аппаратов около Земли. Эта аномалия наблюдалась как доплеровский уход частоты в S-диапазоне и X-диапазоне и дальней телеметрии.
Так вот, Макалох предположил, что у фотонов есть инертная масса. Фотоны отражаются внутри корпуса EmDrive, следовательно, они испытывают инерцию. Длины волн излучения Унру в этом случае очень малы, их размер сравним с размером корпуса двигателя. Если в широкой части конуса могут поместиться волны Унру, которые не помещаются в узкой части резонатора, то инерция фотонов, которые отражаются, должны меняться. А для сохранения импульса система создает тягу. По мнению автора этой теории, она согласуется с теми величинами тяги, которые были получены в экспериментах.
Проверить как теорию финнов, так и теорию англичанина можно экспериментально, проведя серию тестов с EmDrive. И если окажется, что тягу в «невозможном» двигателе создают именно фотоны, это позволит технологам создать EmDrive с иной формой резонатора, что приведет к созданию большей тяги у двигателя.
Что это может означать для космонавтики? Значительное сокращение времени полета космических аппаратов. Например, New Horizons с EmDrive мог бы добраться до Плутона всего за 18 месяцев вместо 9 лет. Если EmDrive получится масштабировать, то и полет к ближайшим звездам вместо сотен и тысяч лет мог бы занять всего несколько десятков лет. Это, конечно, тоже много, но уже более реально.
Автор: marks
Источник
Невозможный двигатель — прорыв или ошибка?
Представленный в 1999 году двигатель EmDrive до сих пор вызывает многочисленные споры. С одной стороны, он вроде бы нарушает третий закон Ньютона и потому отвергается большинством ученых, считающих его очередной ошибкой или мистификацией наподобие пресловутого «вечного двигателя». А с другой — уже немало независимых доказательств того, что этот двигатель действительно работает.
Что из себя представляет EmDrive? По сути — обычный СВЧ резонатор в форме усеченного конуса определенной формы и обыкновенный магнетрон. И всё. Магнетрон закачивает в резонатор энергию, и резонатор развивает усилие в направлении меньшего диаметра. Весьма небольшое, надо сказать, усилие. А вот за счет чего оно возникает — пока приемлемых с точки зрения современной физики объяснений нет.
Основной элемент EmDrive — резонатор.
Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999 году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 году специально для разработки этого электромагнитного двигателя собственной конструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принимал участие в космических проектах, включая разработку европейской системы глобальной навигации «Галилео».
Придуманный им двигатель на первый взгляд нарушает закон сохранения импульса — он, по мнению автора, создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенок отражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса. Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойера не сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимо выбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – система закрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО, EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.
Роджер Шойер и его прототип EmDrive.
Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в 2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособности заявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений от инженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё больше подтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает. После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА — агентство с достаточно хорошей репутацией.
Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, и по их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателям подтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пусть и небольшую, 30-50 мкН) тягу: «Данные по тяге у модели TM212 при давлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов по прямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что система выдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0.1 мН/кВт».
За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, который представил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, что ускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются в квантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионных двигателях — только в данном случае рабочее тело извлекается из «самой ткани пространства-времени», что позволяет не тащить его с собой.
Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. «Всё это уже было проделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченных бумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем у НАСА», — сказал он.
Проверка в NASA
Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным и посчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочных эффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались дать объяснение наблюдаемому эффекту.
В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch] в своей работе
предлагает использовать для этого такой экзотический эффект, как излучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется с результатами.
После NASA инженеры не успокоились — за исследование взялись немцы из Дрезденского технологического университета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессор Мартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории все тесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, как честно указывает учёный, «природа наблюдаемой тяги пока не ясна».
Как говорится в презентации: «Мы пронаблюдали тягу, совпадающую с предсказанными значениями, устранив при этом очень много возможных источников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. На следующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитную изоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные модели двигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронного управления, которое позволит настраивать устройство для поиска оптимального режима работы».
В мае 2015 года румынский инженер собрал EmDrive самостоятельно и провёл независимое исследование работы этого «ведра с магнетроном», в результате чего также получил подтверждение работоспособности и выложил видео с записью эксперимента на широкое обсуждение.
Захватывающая в своей странности ситуация с «невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила развитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительные результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель продолжает выдавать тягу.
На форуме в октябре 2015 года НАСА инженер Пол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день. Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над улучшением тестовой установки. Тем не менее, при мощности в 80 Вт в установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН — как выразился Марч, наблюдаются «аномальные признаки тяги».
В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании «рабочей» версии микроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить в рамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал CCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.
Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDrive прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда подробностей также не сообщалось.
По одной из версий, новый аппарат для проверки выглядит примерно так:
Интерес к устройству постоянно усиливается. Если на первых порах никто не принимал Шойера всерьёз, в частности, из-за отсутствия у него опубликованных научных работ, то сейчас у него есть и научные работы (после снятия запрета на распространение информации Шойер выложил 4 работы), и подтверждения работоспособности его детища. Конструкция аппарата гораздо проще, чем, например, те же ионные двигатели, и находится ближе к возможности создания «у себя в гараже». На тему EmDrive существует уже неплохо наполненная википедия (на английском языке).
Если представить на минуту, что таким двигателем получится оснастить реальный межпланетный аппарат, это откроет интересные возможности для изучения Солнечной системы. Тот же полёт к Плутону, который у New Horions занял 9 с половиною лет, по предварительным расчетам может быть осуществлён с двигателем типа EmDrive за 18 месяцев. И это только с учётом той тяги, которая была получена в лаборатории на сегодняшний день. Секрет в том, что такой двигатель сможет постоянно ускоряться, а не просто лететь по баллистической траектории.
Novos testes Mostram Que или EmDrive é realmente um motor impossível
Parece estranho dizer, mas as leis básicas da física prevaleceram. O EmDrive, двигатель teórico que dispensa o uso de combustível, deixou muita gente entusiasmada — e intrigada — em 2015, quando foi proposto pela primeira vez. Trata-se de um mecanismo hipotético que poderia impulsionar veículos como espaçonaves nem a necessidade de um sistema de exaustão — algo que violaria muito do que se sabe sobre a física. Mesmo assim, Experimentos Nos últimos pareciam promissores, mas agora tudo foi «por água abaixo».
Este motor termonuclear pode levar astronautas a Marte em apenas 3 meses
Naves poderiam chegar a Tita, lua de Saturno, em apenas 2 anos com este motor
Eis como viajar mais rápido em a que a atual
Desde sua invenção, no início dos anos 2000, o motor foi apelidado de «impossível» porque, para funcionar, seria necessário desafiar a lei da conservação do Movimento linear. Ou seja, regra básica де дие ум objeto só pode сер impulsionado се houver uma força де propulsão эм сеу sentido oposto. Mas quando alguns resultados pareciam obter algum movimento, mesmo que pequeno, a comunidade científica voltou suas atenções para este projeto своеобразный.
Motivos para empolgação não faltavam; afinal, se o EmDrive se provasse possível, poderia proporcionar viagens velozes no espaço — quatro horas para chegar à Lua, por instanceo, ou 70 dias para viajar a Marte. Para isso, seria usada uma espécie de propulsão eletromagnética que funciona no vácuo. Especificamente, или EmDrive é cavidade vazia e assimétrica, dentro da qual seria refletida radiação eletromagnética. O afunilamento na cavidade resultaria em um impulso do motor, sem nenhum vazamento.
(Imagem: Reprodução/NASA)
Apesar do ceticismo da maioria dos pesquisadores, alguns decidiram tentar colocar a ideia em prática. Um grupo de cientistas chineses afirmou ter obtido algum successo em seu próprio modelo de motor de propulsão eletromagnética, e mais tarde pesquisadores do NASA’s Eagleworks Laboratories, liderados por Harold White, alegaram que o mecanismo poderia, sim, funcionar. Assim, em 2015, или EmDrive для экспериментов с моделями pequenos, com alguns testes resultsando em pequenos movimentos do estranho dispositivo.
Мартин Таймар, научный сотрудник Технологического университета Дрездена (TU Dresden), na Alemanha, не подтвердил сообщение о производстве с количественным импульсом, аналогичным первоначальному прототипу Роджера Шойера, или изобретателя EmDrive. Com isso, Международная академия астронавтики (IAA) aceitou seu trabalho e seu projeto foi publicado na Acta Astronautica, publicação mensal da academia. Na época, os defensores disseram que se tratava de uma revolução em nossa compreensão da física e do física do voo espacial — o que seria verdade, caso o sucesso fosse real. Mas este não foi о caso.
Различные группы специалистов, в том числе Eagleworks НАСА и DARPA (агентство по проектам департамента обороны в EUA), продолжающие исследования и передвижение по EmDrive, Майк МакКаллох, руководитель проекта DARPA, оставшийся без изменений já pensava em viagensinterestelares. «Podemos levar uma sonda não tripulada para Proxima Centauri em uma (longa) vida humana, 90 anos», disse ele no ano passado. Если DARPA инвестирует в EmDrive в мае 2021 года, новые тесты реализованы в Техническом университете Дрездена, но не для аниматоров.
De acordo com físicos da TU Dresden, os resultsados anteriores que apresentaram movimentos do EmDrive eram todos falsos positivos, que são explicados por forças externas. Usando uma nova escala de medição e diferentes pontos de suspensão do mesmo motor, eles «foram capazes de reproduzir forças de empuxo aparentes semelhantes às medidas pela equipe da NASA, mas tambem de fazê-las desaparecer por meio de pontos de suspensamo», afirm.
(Изображение: Reprodução/M. Tajmar)
Ainda de acordo com o novo estudo, «quando a potência flui para o EmDrive, o motor aquece. Isso tambem faz com que os elementos de fixação na escala deformem, fazendo com que a escala se mova para um novo ponto zero. Conseguimos evitar isso em uma estrutura melhorada. Nossas medições refutam todas as afirmações do EmDrive», заключение. Eles publicaram três artigos sobre или тема.
Инвестиции DARPA в EmDrive не нужны, но их нет, и они не нужны во всем мире для агентства. Contudo, поскольку viagens espaciais mais velozes estão um pouco mais remotees. Por outro lado, os resultsados ajudaram a aprimorar os métodos de medição para comprovar ou descartar futuras tecnologias hipotéticas, e é semper bom descobrir algo novo. Se o carimbo de «impossível» для definitivamente estampado no EmDrive, ao menos os cientistas já sabem como medir outras technologias sem gerar os mesmos falsos positivos. De quebra, lei da conservação do Movimento linear foi comprovada mais uma vez.
Источник: Popular Mechanichs, Universe Today
Gostou dessa materia?
Inscreva seu email no Canaltech para receber atualizações diárias com as últimas notícias do mundo da technologia.
«Невозможный» ЭМ-привод — будущее или фантастика? | Амелия Сеттембре
С тех пор, как возникла идея путешествовать в космосе, мы думали об эффективных и быстрых способах сделать это.
Конечно, это было непросто, скажем так, из-за общего количества открытого пространства между планетами и тому подобного (если вы попытаетесь долететь до Луны со скоростью мили в минуту, это займет у вас шесть месяцев, ужасное количество времени). Из-за этого было трудно найти быстрый и безопасный способ отправить людей в космос.
Ученые предположили, и, изучив загрузку ракет топливом и используя ионные двигатели, они нашли некоторые рабочие решения. Однако ни одно из этих решений не было совершенным , всем им не хватало хотя бы небольшой части того, что делало бы их полностью безупречными для космических путешествий.
Несмотря на это, астрофизики продолжали писать цифры и строить расчеты. Совсем недавно это привело их к способу улучшения космических путешествий, который (на бумаге) является одновременно быстрым и эффективным. Единственная проблема? Они не уверены, что это возможно .
Электромагнитный привод — это, по сути, электрический двигатель, способный ускорять космический корабль за счет отражения микроволн внутри конической камеры (глубокой защитной камеры). На самом деле было подсчитано, что с ЭМ-двигателем мы могли бы добраться до Марса за 70 дней, или почти треть времени, которое потребовалось бы нам с обычными двигателями.
Однако для ученых есть одна вещь, которая не сходится в этом, казалось бы, совершенном устройстве: по логике не должно работать.
Основной проблемой теории электромагнитного привода является несуществующее применение третьего закона Ньютона (каждое действие имеет противоположное равное противодействие). Это связано с тем, что с ЭМ-приводом почти ничего не выдавливается через сопло на конце, что могло бы продвигать ЭМ-привод.
Несмотря на это, НАСА создало тестовую версию EM Drive (результаты в письменной форме здесь: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.B36120), которая необъяснимым образом сработало . Это имело бы больше смысла, если бы это произошло только один раз, но снова и снова EM Drive продолжал работать и доказывал свой успех.
Без применения третьего закона Ньютона нет причин, по которым ЭМ-привод должен быть эффективным. В 2016–2018 годах ЭМ-привод использовался как НАСА, так и немецкими исследовательскими группами, каждая из которых стремилась понять, что приводило в движение ЭМ-привод.
В итоге был сделан вывод, что ЭМ-привод имел возможность двигаться за счет электромагнитной реакции, которая происходила как внутри резонансной конической камеры, так и вне ее.
Это также комбинируется с высокочастотной электрической энергией, которая преобразуется непосредственно в тягу, что является еще одним способом работы ЭМ привода (более подробную информацию можно найти здесь, в презентации: http://www.emdrive.com /shrivenhampresentation2019.pdf)
Кроме того, при рассмотрении Привода учитывается теория пилотной волны.
Теория пилотной волны обычно ассоциируется с квантовой механикой. Это предполагает, что отдельные частицы не существуют как вероятностные волны (то есть они движутся случайным образом), а вместо этого существуют и реальные частицы, и волны. В теории пилотной волны волны — это почти как пути (или пилоты), по которым частицы следуют и проходят.
Это также можно обобщить так: частицы не имеют точного местоположения, пока за ними не наблюдает внешняя сила .
НАСА предполагает, что эта теория может объяснить отсутствие реакции внутри ЭМ-двигателя, поскольку он сохраняет способность двигаться. Прямо сейчас это их основная идея, связанная с фактической наукой и вероятностью, стоящей за Двигателем.
Даже в наименее эффективной (или самой последней испытанной) версии EM Drive, , он производит 1,2 миллиньютона на киловатт силы из вакуума — довольно мало по сравнению с 60 миллиньютонами на киловатт силы, создаваемой невероятно мощным ионным двигателем Холла. Несмотря на это, во все еще загадочном EM Drive определенно есть возможности для улучшения и повышения эффективности.
Последнее испытание EM Drive было проведено летом 2019 года, что дало больше объяснений того, что и почему работает EM Drive. Тем не менее, нам еще предстоит многое понять, прежде чем EM Drive будет принят или будет иметь возможность подвергаться модификациям, чтобы стать более пригодным для использования в космической отрасли.
После многих лет теоретизирования способов эффективного путешествия в космосе в начале 2000-х был задуман EM Drive. Несмотря на его изначально полезный характер, ученые все еще не до конца понимают, что за ним стоит наука.
Это связано с тем, что ЭД-привод фактически нарушает третий закон Ньютона , который гласит, что все должно иметь равную и противоположную реакцию. за ЭМ Драйвом. В дополнение к этому, EM Drive состоит из резонансной камеры, которая позволяет передавать электрическую энергию практически напрямую в тягу.
Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое! Если вы хотите больше поговорить об ЭМ-драйве или космических технологиях, вы можете написать мне по адресу [email protected] или найти меня в LinkedIn здесь: ( https://www.linkedin.com/in/amelia-settembre -4850аа194/).
[PDF] Скачать Нажмите здесь для заказа +
11 апреля 2018 г. | Автор: Аноним | Категория: , Инженерия и технологии, Электротехника
ФОРМА ЗАКАЗА Этапы оформления заказа: 1.
Полностью заполните форму заказа
2.
Пожалуйста, верните заполненную форму заказа отправителю или на адрес [email protected] Примечание: не изменяйте тип файла заполненной формы
3.
Вы получите подтверждение заказа и прикрепленный счет-проформу
4.
После укладки предполагаемая дата отправки будет отправлена на вашу электронную почту.
Пожалуйста, проверьте информацию, указанную в этом документе, так как счет-проформа основан на этом документе. Дата: Адрес для счета-проформы и счета-фактуры: Компания: Контактное лицо (ATTN): Улица: Почтовый индекс: Город: Штат: Страна: Телефон: электронная почта: Веб-сайт: Идентификационный номер плательщика НДС*:
Нижеподписавшийся гарантирует правильность номера НДС.
*Европейский Союз: Если вы делаете заказ как юридическое лицо или у вас есть вариант, что другая компания (например, спонсор) купит вам товары, заполните поле с правильным идентификационным номером НДС (налога на добавленную стоимость). Сообщая нам правильный номер, вы платите налог в стране-получателе. В этом случае мы экспортируем товар в соответствии с пунктом: 1/статья 46. ЗДДВ-1 закона об НДС, товары освобождены от НДС. Номер НДС можно проверить здесь: http://ec.europa.eu/taxation_customs/vies Если вы заказываете не как юридическое лицо, мы должны добавить словенский НДС 22% к общей цене. *Другие страны: Мы экспортируем товары в соответствии с пунктом 1/a статьи 52. Закона об НДС, товары освобождены от НДС. НДС должен быть оплачен в стране-получателе в соответствии с ее налоговой ставкой. Адрес доставки (если отличается от верхнего адреса): Компания: Контактное лицо (ATTN): Улица: Почтовый индекс: Город:
Состояние: Страна: Телефон: Электронная почта:
ИНФОРМАЦИЯ О КОДЕ ДЛЯ ЗАКАЗА emDrive __ 500 800/125 Марка контроллера двигателя
Максимальное напряжение звена постоянного тока
Название Уровень напряжения Пусто: низкое напряжение H: высокое напряжение
1-минутный пик ток двигателя Непрерывный ток двигателя
Стандартные контроллеры двигателей emDrive:
Код заказа:
Тип контроллера:
Вес [кг (фунты)]
Размер ШxГxВ [мм (дюймы)]
150 ARMS непрерывный ток двигателя emDrive
250 ARMS 1-минутный пиковый ток двигателя
150_250/60
60 В пост. тока Максимальное напряжение промежуточного контура
1,5
200 x 150 x 53
7 x 07
(3,03) 9 x 2,08)
Питание логической схемы от 18 до 60 В пост. тока 200 ARMS, непрерывный ток двигателя emDrive
400 ARMS, пиковый ток двигателя за 1 минуту
200_400/60
60 В пост. 200 х 150 х 53
(3,53)
(7,87 х 5,9x 2,08)
1,6
200 x 150 x 53
(3,53)
(7,87 x 5,9 x 2,08)
Источник питания логики от 18 до 60 В пост. тока 150 ARMS постоянный ток двигателя emDrive
300 ARMS Пиковый ток двигателя в течение 1 минуты
150_300/125
125 В пост. тока Максимальное напряжение звена постоянного тока от 38 до 125 В пост.
500_800/125
125 В постоянного тока Максимальное напряжение звена постоянного тока
4,9
280 x 205 x 65
(10,8)
(11,02 x 8,07 x 2,56)
Питание логики от 9 до 30 В пост.
450 Руков 1 -минутный ток пикового двигателя
H400_450/450
450 В постоянного тока. 9,6 x 8,97 x 4,96)
Чертеж
Все спецификации в этом документе могут быть изменены без письменного уведомления. Реальный продукт может отличаться от изображений, представленных в этом документе.
Возможности контроллеров двигателя EMDRIV 200_400/60
ДА*
emDrive 150_300/125 emDrive 500_800/125 ДА emDrive h400_450/450 * При использовании функциональной безопасности нельзя использовать обратную связь Холла
Модификация
Описание
Изолир. CAN
Изолированный приемопередатчик CAN
Тип контроллера двигателя, подходящий для модификации
Аналоговый вход 1 (дроссель) изменен, чтобы он мог управлять ШИМ-управлением сервоприводом**
Все контроллеры* скорость Используется, когда двигатель имеет 6-фазное соединение или
Ведомый SSI**
2 двигателя соединены на одном валу только с одной обратной связью SSI 2 цифровых входа используются для отключения привода
Функциональная безопасность***
функциональность Примечание. При использовании этой функции нельзя использовать тип обратной связи HALL.
Жидкостное охлаждение
Интегрировано в заднюю панель
Жидкостное охлаждение
Соединение для охлаждающих труб, установленных на
(R) ****
Правая сторона
Воздушное охлаждение
Алюминиевая задняя панель приемник может быть установлен
* Изолированный приемопередатчик CAN по умолчанию установлен на emDrive 500_800/125 и emDrive h400_450/450 ** Одновременно можно использовать только одну функцию (вход управления Servo PWM или Slave SSI) *** При работе используется функция безопасности, обратная связь по Холлу не может быть использована **** Ориентация слева по умолчанию
* По умолчанию для emDrive500_800/125, emDriveh400_450/450 ** По умолчанию для emDrive150_XXX/XXX, *** При покупке на сумму более 3000€ конфигуратор emDrive предоставляется бесплатно **** Все цены указаны без учета НДС
200 €/шт 300 €/лицензия
Отметьте поле
Количество
ПОДДЕРЖКА КЛИЕНТОВ Часто задаваемые вопросы Для конкретных требований могут быть разработаны контроллеры моторов, разработанные по индивидуальному заказу. Цены и налоги: Все цены указаны и взимаются в евро без учета НДС и любых таможенных пошлин (для стран, не входящих в ЕС) — ответственность за них несет Покупатель. Покрытие: Emsiso d.o.o. принимает только банковский перевод. После того, как мы получим заполненную форму заказа, вы получите счет-проформу по электронной почте. Заказы обрабатываются после получения подтверждения оплаты. Счет-проформа должен быть оплачен в течение 10 дней после размещения заказа; в противном случае ваш заказ будет отменен. Примечание. Emsiso оставляет за собой право отклонить или отменить любой заказ. Emsiso по своему собственному усмотрению может ограничить или отменить количество, приобретенное одним лицом, адресом доставки/выставления счета или по заказу. Если ваш заказ будет отменен, мы попытаемся уведомить вас, используя адрес электронной почты, указанный при размещении заказа. Мы оставляем за собой право запрещать или ограничивать продажи дилерам, торговым посредникам и дистрибьюторам. Отгрузка и доставка: Дата отправки заказанного товара зависит от количества и типа контроллера. Один образец может быть отправлен в течение нескольких дней после укладки, если он есть на складе; другая дата отправки визы будет предоставлена вам по электронной почте. Предполагаемая дата отправки указана в Счете-проформе. Дата отправки — это дата, когда ваш заказ должен быть отправлен из Emsiso. После завершения проверки вы получите электронное письмо с предварительным счетом-фактурой, действительным в течение 10 дней. Заказы обрабатываются после получения подтверждения оплаты. После этого вы также получите еще одно электронное письмо, чтобы уведомить вас, когда ваш заказ будет отправлен. Когда заказанные товары будут готовы, вы получите подтверждение по электронной почте с номером отслеживания AWB вашей посылки. Расчетное время доставки (агентство TNT Shipping — опция Economy Express) ЕС, Швейцария, Норвегия:
до 7 рабочих дней
Остальной мир:
до 14 рабочих дней
Примечание: Все указанные даты отправки являются приблизительными, но Emsiso постарается соблюдать их, когда это возможно. Emsiso не несет ответственности за задержки в производстве или доставке или невозможность производства или доставки из-за какого-либо события форс-мажорного характера или любой причины, не зависящей от Emsiso. Клиент должен сообщить Emsiso, если требуется какой-либо сертификат для таможни, до подтверждения заказа. Изменения и отмены: если вы хотите отменить или изменить свой заказ, свяжитесь с нами как можно скорее — по адресу [email protected] или позвоните нам по телефону +386 2 46 12 9. 07 с понедельника по пятницу, с 8:00 до 16:00 по центральноевропейскому времени. Возврат После получения Покупателем отгрузки, Покупатель должен немедленно осмотреть товары. Если Покупатель не предоставит Продавцу письменное уведомление о любых претензиях в отношении недостачи, дефекта или несоответствия продукции в течение десяти (10) рабочих дней после получения
отгрузки, такая продукция считается окончательно осмотренной, проверенной и принятой Покупателем. Перед возвратом товара свяжитесь с нами по адресу [email protected] Опишите нам причину возврата. Дождитесь ответа службы поддержки продаж. В случае повреждения отправьте подробные доказательства (например, фотографии, видео). После этого мы вышлем вам форму возврата. Копия счета-фактуры и формы возврата должна быть помещена в посылку, а также на посылку в случае отправки посылки из страны, не входящей в ЕС, из-за таможенного оформления. Посылка должна быть надежно упакована (так же, как получена). —
Если ваши продукты были созданы специально для вас. Это означает, что мы не можем принимать возвраты, за исключением дефектов материалов и изготовления (на которые распространяется гарантия). В дополнение к вашему праву на отмену вы можете вернуть только стандартные детали.
—
Все наши продукты находятся на гарантии на 1 год
—
Клиент может вернуть товары на:
—
Выбранный оператор или
Emsiso Can Can Arach Агенство по доставке.
Продукты, возвращенные в результате дефектов материалов и изготовления, будут отремонтированы, заменены или возмещены в полном объеме, включая стоимость доставки для их отправки вам и расходы, понесенные вами при их возврате нам.
—
В случае, если дефект возник из-за несоблюдения инструкций по эксплуатации Emsiso, то ремонт или замена будет производиться по действующему прейскуранту. Понесенные транспортные расходы также будут взиматься.
Краткое описание области применения, в которой будут использоваться контроллеры моторов emDrive:
Примечания:
Контактное лицо:
Заголовок:
Проект SpaceDrive – первые результаты по EMDrive и двигателям на эффекте Маха title={Проект SpaceDrive – первые результаты по EMDrive и двигателям с эффектом Маха}, автор = {Мартин Таймар и М.
К {\»o}{\ss}ling и Марсель Вейкерт и Максим Монетт}, год = {2018} }
М. Таймар, М. Кёслинг, М. Монетт
Опубликовано в 2018 г.
Физика
Бестопливный двигатель считается лучшим вариантом для межзвездных путешествий. Однако тяга фотонных ракет или солнечных парусов настолько мала, что, возможно, только наноразмерные космические корабли смогут достичь следующей звезды в течение нашей жизни, используя очень мощные лазерные лучи. Следуя по стопам более ранних прорывных программ двигателей, мы исследуем различные концепции, основанные на неклассических/революционных идеях двигателей, которые претендуют на то, чтобы быть, по крайней мере, на порядок более эффективными в…
tu-dresden.de
Проект «СпейсДрайв» – обзор революционных разработок в области двигателей в Техническом университете Дрездена
М. Кёслинг, М. Монетт, О. Нойнциг, М. Вейкерт, М. Таймар
Физика
2019
Межзвездное движение в течение жизни человека — главная задача для космических путешествий, для которой на сегодняшний день не существует технологического решения. Традиционные концепции, такие как солнечные паруса или фотон…
Проект SpaceDrive — Разработка баланса тяги и новые измерения двигателей с эффектом Маха и EMDrive
M. Kößling, M. Monette, M. Weikert, M. Tajmar
Engineering
Acta Astronautica
2019
. Исследование аномальных способностей THRUST of Electromagnetic Driving
555555555555555555555555959555559999555599999555599995555. Hann Hanna Janah J.Ana Janah J.Ana Janah J.Ana Janah Janah Janah Janah J. Simons
Business
2019
Электромагнитный привод (EMDrive) — это концепция безтопливного двигателя, предложенная аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Предлагаемая Шойером технология двигателя основана на теории…
Безреактивный привод с сохранением импульса
Дж. Макклаймер
Физика
2019
АКТУАЛИЗАЦИЯ БАЛАНСА КВАНТОМОБИЛЬНЫХ СИЛ В ПИЧ-ПЛОСКОСТИ
Расчетный анализ баланса квантомобильных сил и вариантов его движения в тангажной плоскости показал, что можно минимизировать тягу для поддержание постоянной скорости при средней степени подвески автомобиля.
Технология наземного транспорта УНИФИЦИРОВАННЫЕ КВАНТОВЫЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
Котиков Ю.
Бизнес
2019
Введение: Возможность извлечения энергии из физического корпуса раскрыта, освоение вакуума основы теории Суперобъединения, предложенные Леоновым, будут…
ГРАФИЧЕСКИ-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КВАНТОМОБИЛЬНОГО ПРИЗЕМНОГО ДВИЖЕНИЯ
Введение. Разработка графоаналитической основы для проведения оптимизационных расчетов управления движением квантомобилей будет способствовать исследованиям по созданию транспортных средств. Цель…
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КВАНТОМОБИЛЕЙ
Успехи физики последних десятилетий обозначили начало формирования нового технологического уклада, основанного на антигравитационных принципах движения объектов и тяги. В статье…
Количественные эксперименты по падению и отскоку тел различной формы с учетом третьего закона Ньютона.
А. Шарма
Физика
2021
Ньютон сформулировал третий закон движения в «Началах» и подразумевает, что действие и противодействие всегда равны и противоположны во всех возможных случаях (т. е. повсеместно). Действие и противодействие происходят попарно…
Инженерные технологии наземного транспорта QUANTUM QARRYING LIFT
Карьерные подъемно-транспортные машины Qqltm
Физика
2020
Введение В ряде работ (Котиков, 2018а, 2018б, 2018в, 2018г, 2019а, 2019б, 2019в, 2019г) автор рассмотрел перспективы использования методов извлечения энергии из физических…
ПОКАЗАНО 1- 10 ИЗ 25 ССЫЛОК
СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные статьиНедавность
Проект SpaceDrive – Разработка революционного двигателя в Техническом университете Дрездена
M. Tajmar, M. Kößling, M. Weikert, M. Monette
5 Physics
6
5 Physics
50003
Acta Astronautica
2018
Mach-эффект-модель модели
M. Tajmar
Physics
2017
Второе поколение EMDRIV
Физика
2015
Прямые измерения тяги EMDrive и оценка возможных побочных эффектов
М. Таймар, Г. Фидлер
Физика
2015
EMDrive был предложен в качестве революционного бестопливного двигателя, использующего резонирующий микроволновый резонатор. Утверждается, что он работает на разнице радиационного давления из-за геометрии его…
Дорожная карта межзвездного полета
П. Любин
Физика
2016
В космическом полете почти 60 лет совершили замечательные исследовательские подвиги, которые продемонстрировали невероятный дух человеческого стремления исследовать и понять нашу вселенную. Но в тех…
Аномальная тяга, создаваемая ВЧ-испытательным устройством, измеренная на торсионном маятнике с малой тягой
Дэвид Брейди, Гарольд Уайт, П. Марч, Джеймс Лоуренс, Ф. Дэвис описывает восьмидневную тестовую кампанию в августе 2013 года, предназначенную для исследования и демонстрации жизнеспособности использования классической магнитоплазмодинамики для получения движущей передачи импульса через…
Тестирование квантованной инерции на электронных приводах с диэлектриками
M. McCulloch
Физика
2017
Полости в форме усеченного конуса с резонирующими в них микроволнами (emdrives) слегка смещаются к своим узким концам, что противоречит стандартной физике. Этот эффект был предсказан…
Измерение импульсной тяги из закрытой радиочастотной полости в вакууме
Гарольд Уайт, П. Марч, Пол Бейли
Физика
2017
Завершена кампания вакуумных испытаний по оценке характеристик импульсной тяги конического радиочастотного испытательного изделия, возбуждаемого в моде поперечной магнитуды 212 на частоте 1937 МГц. Тест…
Эксперимент с параллельным контуром и силами Лоренца на проводах
Одри Ли, Шэнчао Ли
Физика, образование
2015
Параллельный контур и силы Лоренца, переносящие ток по проводам, являются важными понятиями во вводных курсах физики. Здесь мы описываем эксперимент, иллюстрирующий эти две концепции. Монтируем…
Теория двигателя на эффекте Маха II
Х. Ферн, Н. В. Россум, К. Вансер, Дж. Вудворд
Физика
2015
Согласно Эйнхштейну Общая теория относительности. Принцип Маха можно резюмировать, заявив, что инерция тела определяется остальной массой-энергией…
Исследования бесдвигательного EMDrive продолжаются в Китае, и экспериментальные утверждения в восемь раз лучше, чем ксеноновый ионный двигатель Boeing с обещаниями космического самолета
В последнем документе об эксперименте EMDrive (из Китая) описывается их последний двигатель и приводятся подробные результаты испытаний, показывающие, что при мощности в пару киловатт они могут производить 720 мН (около 72 граммов) тяги.
Может показаться, что это не очень много, меньше трех унций, но в космосе небольшая тяга имеет большое значение. Усовершенствованный двигатель Boeing XIPS, который выбрасывает ионы ксенона на высокой скорости, генерирует менее четверти тяги при вдвое большей мощности. Он используется для удержания спутников на месте или перемещения их на немного другую орбиту. Важно отметить, что Xips весит около двадцати килограммов, больше, чем эквивалентный EmDrive, а топливо для длительной работы может весить намного больше.
Компания Nextbigfuture освещала работу над EMDrive еще в 2008 и 2009 годах Сердцем Emdrive является резонансная коническая полость, заполненная микроволнами. По словам Шойера, релятивистский эффект создает чистую тягу, эффект, подтвержденный различными Emdrives, которые он построил в качестве демонстрации. Критики говорят, что любая тяга от привода должна исходить из другого источника. Шойер непреклонен в том, что измеренная тяга не вызвана другими факторами.
В 2008 году профессор Ян Хуан из Колледжа астронавтики Северо-Западного политехнического университета (NPU) в Сиане с радостью подтвердил, что они строят Emdrive.
Теперь Шойер считает, что прототип сверхпроводящего двигателя может быть готов в 2016 году. Ранее он говорил о создании такой системы примерно в 2010 году.
Другое освещение EMDrive на Nextbigfuture.
Сверхпроводящий EMDrive еще не создан
EMdrive позволяет сверхпроводящим полостям очень эффективно создавать статическую тягу. Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах по метрической системе (4,45 ньютона тяги равняется 1 фунту тяги). 300 фунтов тяги — это 1335 ньютонов тяги. 6 киловатт ввода означает, что 222,5 Н/кВт.
Судя по всему, 6,8-миллионное устройство Q имеет тягу 143 кг при входной мощности 6 кВт.
Эффект увеличения добротности для Emdrive
Q=50 000 (1-е поколение) Статическая тяга=315 мН/кВт Удельная тяга на скорости 3 км/с=200 мН/кВт
Измерение чистой тяги бестопливных микроволновых двигателей (12 страниц)
РЕФЕРАТ – В соответствии с классической электромагнитной теорией в этой статье представлен новый вид бестопливных микроволновых двигателей для использования в космических двигателях. Это устройство способно напрямую преобразовывать микроволновое излучение в тягу без необходимости в каком-либо движителе. Разница с традиционными космическими двигательными установками заключается в том, что эта система означает, что нет необходимости носить с собой большой топливный бак, и можно устранить проблемы выбросов шлейфа, загрязняющих космический корабль. Система включает усеченный СВЧ-резонатор, СВЧ-источник и нагрузку. Микроволновый источник производит микроволновое излучение, которое может быть введено в усеченный микроволновый резонатор и формирует чистую стоячую волну и градиент электромагнитного давления. Таким образом, вдоль осевого направления усеченного СВЧ-резонатора формируется результирующая тяга. В этой статье, основанной на принципе индифферентного равновесия, преодолено сопротивление веса и жесткости самого двигателя, а также успешно измерена чистая тяга, создаваемая бестопливным микроволновым двигателем. Результаты показывают, что: Основываясь на классической электромагнитной теории, создание безтопливной микроволновой двигательной установки может обеспечить результирующую тягу; когда выход микроволнового источника составляет 2,45 ГГц, с мощностью микроволн 80-2500 Вт, тяга, создаваемая подруливающим устройством, находится в диапазоне 70-720 мН, а общая ошибка измерения составляет менее 12%.
Aviation Week освещала работы еще в ноябре 2012 года
В 2011 году Shawyer заявила о решении проблемы ограничения ускорения
EmDrive второго поколения был представлен в 2011 году. орбитальные приложения, переданные в США.
*Экспериментальное устройство большой тяги второго поколения (2G), охлаждаемое жидким азотом, достигло проектного значения добротности
*Теоретическое исследование решило динамическую задачу для двигателей 2G. Решение привело к проектам для ракет-носителей и наземных приложений
Влияние доплеровских сдвигов
Доплеровские сдвиги, возникающие при каждом переходе, при высокой добротности и высоком ускорении приводят к тому, что частота фронта электромагнитной волны выходит за пределы рабочей полосы пропускания резонатора.
Этот механизм сильно ограничивает ускорение, достигаемое сверхпроводящими полостями. Создана конструкция двигателя, позволяющая снизить этот эффект и получить ускорение до 0,5 м/с/с при удельной тяге 1 т/кВт.
Это ограничение ускорения только в вертикальной плоскости позволит использовать двигатели 2G EmDrive в качестве подъемных двигателей на ряде аэрокосмических аппаратов.
Важным применением станет гибридный космический самолет, дающий недорогой доступ к геостационарной орбите. Это позволит спутникам солнечной энергии значительно снизить стоимость атомных электростанций и обеспечит устойчивое решение мирового энергетического кризиса.
Последовательность запуска представляет собой очень медленный подъем на высоту выше орбиты с использованием подъемных двигателей EmDrive с последующим отделением орбитального модуля, который затем сообщает орбитальную скорость полезному грузу с помощью обычных ракетных двигателей
В 2009 году Шойер говорил о летающих автомобилях и испытательных испытаниях примерно в 2012 году. Программа – последствия для будущего аэрокосмической отрасли
Две другие группы, одна в Китае и одна в США, работают над проектами EmDrive. Мы понимаем, что в этих группах был достигнут значительный прогресс как в теоретической, так и в экспериментальной работе. Также были получены отчеты о работе еще в двух странах. В Великобритании мы начали первоначальные эксплуатационные испытания нашего первого летного двигателя. Ожидается, что этот двигатель будет использоваться для демонстрации технологий.
Основной целью этой статьи является описание результатов недавнего исследования конструкции гибридного космического самолета. В этом транспортном средстве используются сверхпроводящие двигатели EmDrive с водородным охлаждением для обеспечения статической подъемной силы. Ускорение обеспечивают обычные реактивные и ракетные двигатели, работающие на водороде. Результаты ряда численных анализов показывают замечательные характеристики для различных миссий. К ним относятся суборбитальные пассажирские перевозки, доставка полезной нагрузки на околоземную орбиту и посадка на Луну. Это исследование конструкции последовало за первой фазой экспериментальной программы сверхпроводящих двигателей.
Предполагается, что проект беспилотного летательного аппарата, использующий четыре версии экспериментального двигателя с жидким водородом, может начать летных испытаний за 3 года.
Сверхпроводящий резонаторный двигатель и предлагаемая демонстрация летающего автомобиля
Экспериментальный сверхпроводящий двигатель
Конструкция транспортного средства является результатом повторного анализа массы, мощности и тяги с использованием входных данных четырех анализов миссии. Масса, габариты и характеристики реактивных двигателей масштабированы на основе данных, доступных для двигателя БПЛА AMT Titan. Генератор основан на модернизированном авиационном двигателе ROTAX 503, приводящем в действие высокоскоростной генератор переменного тока мощностью 36 кВт.
При входной мощности микроволн 6 кВт на каждом подруливающем устройстве общая подъемная тяга составляет 573 кг. Таким образом, при предполагаемой общей массе транспортного средства 477 кг транспортное средство начнет ускоряться вверх. Однако, когда средняя скорость превышает 1 м/с, подъемная тяга приближается к массе транспортного средства, и ускорение прекращается. Это просто принцип сохранения энергии при работе, при этом энергия, используемая для ускорения транспортного средства, теряется из-за накопленной энергии в двигателе, что снижает Q.
Очевидно, что для достижения полезной скорости набора высоты реактивные двигатели должны вращаться для создания вертикальной тяги, а работа подъемного двигателя требует компенсации, чтобы избежать потери накопленной энергии.
Огибающая полета была исследована путем выполнения 4 числовых анализов миссии. Это дало максимальную скорость вертикального подъема 52 м/с (170 футов/с) и максимальную скорость 118 м/с (230 узлов) на максимальной высоте 12,6 км (41 300 футов). Если высота ограничена 1,34 км (4400 футов), то полная загрузка жидким водородом даст максимальную дальность полета 9 км.7 км (60 миль).
Предложение гибридного космического самолета EmDrive
Базовая концепция гибридного космического самолета (HSP) представляет собой транспортное средство вертикального взлета и посадки, использующее восемь подъемных двигателей EmDrive, два водородных реактивных двигателя с вертикальными подъемными дефлекторами и до шести водородно-кислородных ракетных двигателей. Электроэнергия будет обеспечиваться двумя топливными элементами, работающими на выпаренном водороде из подъемных двигателей и жидком кислороде.
Габаритные размеры составляют 35,5 м в длину, 13,3 м в ширину и 7 м в высоту. Сухая масса носителя составляет 61,1 тонны. Максимальная топливная загрузка, жидкий водород (Lh3) и жидкий кислород (LOX) составляет 190,5 тонны.
Анализ миссии показывает, что самый высокий уровень g составляет 0,58 g, а максимальная скорость в воздухе составляет 180 км/ч. Однако конструкция является аэродинамической (коэффициент аэродинамического сопротивления оценивается в 0,35), и машина способна в аварийной ситуации совершить планирующую посадку. Поверхности управления для этой ситуации предусмотрены в конфигурации со сдвоенным оперением и хвостовым оперением
. Модель в масштабе 2 метра показана справа вверху.
Суборбитальная миссия из Лондона в Сидней начинается с вертикального взлета, когда космический самолет находится в горизонтальном положении. Подъемная сила обеспечивается двигателями EmDrive, а вертикальное ускорение — реактивными двигателями. На высоте 12 км запускаются подъемные ракетные двигатели для поддержания набора высоты до крейсерской высоты 9 км.6 км. На этой высоте запускаются орбитальные двигатели, чтобы разогнать космический самолет до крейсерской скорости 4 км/с. На 90-й минуте полета начинается торможение с использованием подъемных двигателей в режиме торможения. Обратите внимание, что при использовании для замедления подъемные двигатели EmDrive не подлежат ограничению динамической тяги, поскольку энергия, накопленная в резонаторе, не теряется. Спуск и вертикальная посадка контролируются как подъемными, так и реактивными двигателями.
Для миссий LEO (низкая околоземная орбита) и GEO (геосинхронная околоземная орбита) космический корабль-носитель можно рассматривать как «космический лифт без тросов».
Если вам понравилась эта статья, дайте краткий обзор ycombinator или StumbleUpon . Спасибо
Брайан Ванг
Брайан Ванг — лидер футуристической мысли и популярный научный блогер с 1 миллионом читателей в месяц. Его блог Nextbigfuture.com занимает первое место среди блогов научных новостей. Он охватывает множество прорывных технологий и тенденций, включая космос, робототехнику, искусственный интеллект, медицину, антивозрастную биотехнологию и нанотехнологии.
Известный своими передовыми технологиями, в настоящее время он является соучредителем стартапа и занимается сбором средств для перспективных компаний на ранней стадии развития. Он является руководителем отдела исследований по распределению инвестиций в глубокие технологии и инвестором-ангелом в Space Angels.
Часто выступая в корпорациях, он был спикером TEDx, спикером Singularity University и гостем многочисленных интервью для радио и подкастов. Он открыт для публичных выступлений и консультаций.
Размеры emdrive « Бесщеточные двигатели, 3-фазные преобразователи, схемы
Размещено: 12 мая 2015 г. пользователем iulian207 в Проекты Теги: em drive, em drive test, Emdrive, размеры emdrive, размер усечения emdrive, независимый тест emdrive, движение emdrive, размер emdrive, тяга emdrive, реальная антигравитация
Меня зовут Берка Юлиан, я живу в Нидерландах, я училась в Политехническом университете Бухареста, на электротехническом факультете Румынии, и мне нравится создавать такие вещи, как электромобили, скутеры, велосипеды, квадрокоптеры, бесщеточные двигатели и инверторы (ESC или контроллеры двигателей)
Я очень увлечен электроникой, сейчас я работаю над улучшением бесколлекторного контроллера и собираюсь создавать новые двигатели и транспортные средства.
Я готов сотрудничать в различных проектах или работать в творческой компании, чтобы разрабатывать и тестировать новые технологии.
Мой канал на YouTube находится на http://www.youtube.com/user/iulian207?feature=mhee
Я разрабатываю в Eagle-cad: схемы бесколлекторного контроллера, схемы контроллера двигателя постоянного тока, схемы защиты, и т. п. Я постоянно совершенствую свою конструкцию надежного бесщеточного контроллера со всеми необходимыми защитами (перегрузка по току, перегрев, выход ошибки, контроль крутящего момента), а также линейное ускорение и замедление и адаптация угла синхронизации. Сейчас я также работаю над новой конструкцией большого 48-полюсного бесколлекторного двигателя мощностью 60 кВт с прямым приводом.
Сейчас я строю новую лабораторию, и я был бы признателен за любые небольшие пожертвования на новые материалы или оборудование для магазина, чтобы улучшить дизайн и сделать новые интересные и инновационные проекты.
Повторение эксперимента по наблюдению за тягой в устройстве EmDrive.
В устройстве используется магнетрон для генерации микроволн, которые направляются в металлический, полностью закрытый конически сужающийся высокий Q резонатор с большей площадью на одном конце устройства и диэлектрическим резонатором перед более узким концом. Изобретатель утверждает, что устройство создает направленную тягу к узкому концу сужающейся полости. Устройство (двигатель) требует источника электроэнергии для создания отражающих его внутренних микроволн, но не имеет движущихся частей и не требует какой-либо реакционной массы в качестве топлива. Если будет доказано, что она работает, как заявлено, эта технология может быть использована для приведения в движение транспортных средств, предназначенных для всех видов путешествий, включая наземные путешествия, морские путешествия, путешествия на подводных лодках, воздушные и космические полеты.
EmDrive – это устройство, изобретенное Роджером Шойером в 1999 году. Устройство также было испытано в вакууме, при этом тяга все еще присутствует, поэтому конвекция воздуха или другое возможное движение воздуха исключены.
Я повторю эксперимент и попробую понаблюдать за тягой.
Материалы для привода.
Медный лист 0,3 мм (изначально предполагалось 0,6 мм)
трансформатор от СВЧ печи (мощность ~800-1200Вт)
Магнетрон из микроволновой печи: напряжение анод-катод ~ 4 кВ и 3-4 В при 13 А для нити накала. Частота 2,45ГГц.
Схема подключения магнетрона. Предупреждение: заряженных конденсатора очень легко убить. Всегда разряжайте конденсатор, устанавливая резистор 100 кОм на концах, а также на внешний корпус для вашей безопасности. После разряда замкните концы накоротко и подождите пару секунд, чтобы быть абсолютно уверенным в отсутствии напряжения.
Сегодня пришли почти все материалы:
Сегодня сделаю усеченный конус, посмотрим результат.
Сегодня после работы закончу настройку и подключу усеченный конус к пластине и подвешу в воздухе на 4 нейлоновых проволоках.
После включения питания температура магнетрона увеличилась до 60 градусов по Цельсию (140F) примерно за 5-6 секунд. Я думаю, что если магнетрон не имеет никакой нагрузки, температура должна быстро увеличиваться, хотя микроволновая печь не сгорит (перегреется), если ее оставить без еды внутри.
В этой статье: http://www.emdrive.com/IAC-08-C4-4-7.pdf говорят, что тяга возникает через 20 секунд после включения магнетрона. Но через 20 секунд магнетрон будет очень горячим без надлежащего охлаждения (а может быть потому, что магнетрон не имеет нагрузки)
Я до сих пор не знаю, играет ли волновод в микроволновой печи какую-либо иную роль, кроме подачи микроволн в резонатор.
Еще одна мысль, которую я хочу проверить, это попытаться уменьшить ток накала с помощью отдельного источника питания в надежде, что я уменьшу мощность в «поиске» какой-то тяги.
Через несколько дней получу 2 пластины текстолита односторонние, попробую их вместо бондарных концов.
Сегодня провел первый тест с подвешенной на маятнике установкой. Питание было подано на 40 секунд. Тяги не получилось 🙁
скоро выложу видео.
Завтра я перенесу магнетрон над серединой усеченного конуса к маленькому концу. После включения в течение 40 секунд температура была 85 градусов Цельсия.
Следующим шагом будет регулировка тока нити накала и, возможно, частоты путем добавления 2 отдельных катушек на магниты с регулируемым током, чтобы попытаться изменить частоту колебаний.
Как вы заметили в фильме, вес поролона на усеченной части составляет 10,2 г, а реальный вес равен 3,58 г, поэтому передаточное отношение составляет 1:2,894, таким образом, реальная тяга составляет 0,508 г.
Будут проведены новые испытания катушки, чтобы увидеть изменения в тяге.
Я снова изменю усеченный конус и добавлю регулируемую длину, чтобы настроить резонанс.
У меня не было времени на новую настройку. Частотомер прибыл, и я измерил 2463 МГц. . Изменяя ток в катушке вокруг магнита, я изменю создаваемое магнитное поле, превышающее поле магнита. При таком изменении магнитного поля выходная частота должна измениться. Я надеюсь, что смогу достаточно измениться, чтобы найти резонансную частоту усеченного конуса и надеяться на более высокую тягу. Другой метод обнаружения резонанса заключается в регулировке длины резонатора. Это можно сделать с помощью подвижной пластины и винта. Я могу сделать это из печатной платы.
Привет, ребята, я еще жив. Извините, если я ничего не опубликовал в эти дни. Я заметил, что некоторые парни думают, что я умер, реле странно. Кстати, у меня нет аккаунта в твиттере.
Обсуждение температуры: во время испытаний температура усеченного конуса изменяется незначительно, может быть 1-2 градуса.
Наибольшее изменение температуры происходит на трех ребрах магнетрона. Может достигать 80 градусов по Цельсию. Определенно воздух идет вверх от плавников. (Что означает изменение веса?) Тесты показывают, что после отключения питания вес усеченной пирамиды продолжает уменьшаться. до – 0,30 грамма не менее. Как мы можем это объяснить?
Весенняя дискуссия:
Энди П. сказал кое-что интересное: «При сравнении различных тяг вы также должны принять во внимание, что в тесте 3.1 движитель должен бороться с направленной вверх силой пружины, на которой он закреплен. . Это уменьшит наблюдаемое изменение веса на весах, но не обязательно означает, что тяга будет меньше».
Эта борьба «с весной» реальна или нет? Предположим, вы кладете на весы 1 кг и нажимаете кнопку TARE. Когда вы снимаете вес, он не должен показывать -1 кг, если борьба с пружиной была реальной. Внутри весов также есть «пружина», чтобы вес теста оставался одинаковым.
Полеты в космос, одно из самых вдохновляющих достижений человечества, невозможны без ракетного двигателя. С одной стороны, принцип его работы максимально прост, а с другой – всего несколько стран могут похвастаться ракетными двигателями собственного производства.
С момента старта Гагарина и по сей день все российские космонавты поднимаются с поверхности Земли двигателями РД-107/108. Серийное производство этих исключительно надежных двигателей продолжается на самарском предприятии Ростеха «ОДК-Кузнецов». Рассказываем о том, как устроен и работает космический двигатель-долгожитель РД-107/108.
Космически просто
И правда, объяснить принцип действия реактивных двигателей, к которым относятся и ракетные двигатели, можно даже ребенку. Для этого достаточно отпустить надутый воздушный шарик, который под влиянием выталкиваемого воздуха полетит в противоположном направлении. Движение и шарика, и ракеты происходит согласно третьему закону Ньютона: действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Действие из ничего не возникает. Чтобы обеспечить действие, требуется энергия. В шарике это потенциальная энергия сжатого, в меру возможностей ваших легких, воздуха. Отличие ракеты заключается в том, что для выхода за пределы атмосферы требуется выбрасывать большие массы вещества с очень большой скоростью, что требует подвода огромного количества энергии. Это и делает ракетный двигатель.
Фото: Космический центр «Восточный» / Роскосмос
Самым распространенным типом двигателей для космических программ сегодня являются жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), в которых в качестве топлива используются жидкие горючее и окислитель. К этому типу относится и российский РД-107/108.
Жидкостные двигатели – на сегодняшний момент самые мощные и универсальные ракетные двигатели, с помощью которых совершается большинство полетов в космос. Они отличаются высоким удельным импульсом, то есть при меньшей массе израсходованного топлива создают большую тягу. Кроме того, ЖРД позволяют активно управлять уровнем тяги и могут использоваться много раз. При этом по сравнению с другими видами ракетных двигателей, например твердотопливными, они значительно сложнее и дороже, поэтому основная их сфера применения – космонавтика и обеспечение выведения орбитальных и межпланетных аппаратов.
Как работает жидкостный ракетный двигатель
Чтобы получить полезное действие, достаточное для прорыва в космос, нужно получить большое количество энергии − эффективно сжечь большое количество топлива. Как известно, любой процесс горения представляет собой химическую реакцию окисления. И если на Земле для других видов тепловых двигателей в качестве окислителя можно использовать атмосферный кислород, то для ракетного двигателя, и тем более в космосе, окислитель и горючее надо иметь непосредственно на ракете, и лучше всего в максимально плотном и удобном для подачи жидком виде. В РД-107/108 в качестве окислителя используется жидкий кислород, а в качестве горючего – керосин.
В камере сгорания подаваемые специальными насосами в нужном количестве и с необходимым давлением окислитель и горючее смешиваются и сгорают. Горячие (с температурой в несколько тысяч градусов) продукты сгорания в конструкции особого профиля – сверхзвуковом сопле Лаваля – разгоняются до многократно сверхзвуковых скоростей и уходят в пространство. Если умножить сумму секундных расходов масс горючего и окислителя на скорость выхода продуктов сгорания из сопла, можно в первом приближении получить силу тяги двигателя. Так, в общих чертах, можно описать схему работы жидкостного ракетного двигателя.
Устройство РД-107/108
Двигатель РД-107/108 состоит из четырех камер сгорания, турбонасосного агрегата, газогенератора, испарителя азота для наддува баков ракеты и комплекта агрегатов автоматики. Для управления полетом ракеты на двигателях имеются рулевые камеры: два на РД-107 и четыре на РД-108.
Несоизмеримые с возможностями существующих металлов температуры горения и продуктов сгорания, большое количество выделяемого тепла требуют охлаждения стенок камеры сгорания и сопла. В РД-107/108 эта инженерная задача решается двухстеночной конструкцией камеры сгорания и сопла и организацией охлаждения стенки со стороны горячего тракта подачей горючего (керосина) в камеру сгорания через межстеночные пространства.
Вторая особенность РД-107/108 − открытая схема сброса генераторного газа. Окислитель и горючее хранятся в отдельных баках и подаются в систему с помощью турбонасосного агрегата (ТНА). Для привода насосов горючего и окислителя используется турбина, в качестве рабочего тела для которой используется парогаз – продукт каталитического разложения пероксида водорода. Выхлопы турбины выбрасываются за срез сопла.
Рекордсмен космоса
Разработка двигателей РД-107 и РД-108 проходила в 1954–1957 годах под руководством выдающегося конструктора Валентина Глушко. Двигатели предназначались для первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, модификация которой в 1957 году доставила в космос первый искусственный спутник Земли. В 1961 году двигатели обеспечили первый полет человека в космос. На протяжении более 60 лет российские ракеты «Союз» поднимаются в небо с помощью двигателей РД-107/108 и их модификаций. Серийное производство двигателей налажено на самарском заводе «ОДК-Кузнецов», входящем в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха.
Программа РД-107/108 продолжает развиваться, создаются новые модификации – всего разработано 18 вариантов для различных программ. Сегодня модификациями двигательных установок РД-107А/РД-108А оснащаются I и II ступени всех ракет-носителей среднего класса типа «Союз». Все пилотируемые и до 80% грузовых космических кораблей в России взлетают благодаря этим двигателям.
РД-107/108 уже поставил свой космический рекорд по долголетию. Конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но сегодня запас для совершенствования двигателя еще не исчерпан.
В посудной плавке: в России создали космический двигатель из керамики | Статьи
Российские инженеры впервые в мире разработали технологию, позволяющую сделать ракетный двигатель из керамики. Предполагается, что он будет выдерживать более высокие температуры, чем деталь из металлических сплавов, и за счет этого станет более эффективным. Кроме того, керамика легче металла, то есть с разработкой можно снизить массу устройства и повысить вес полезной нагрузки. Это позволит ракетам поднимать на орбиту больше грузов при использовании меньшего количества топлива. Также из керамики теперь можно сделать турбины для различных тепловых машин, применяемых в энергетике, считают разработчики.
Некоторые любят погорячее
Инженеры из российской компании «Экипо» создали двигатель из керамики, который позволит снизить массу космических аппаратов. Тогда можно будет не только сэкономить на топливе, но и поднять на орбиту больше грузов. Нужного эффекта ученые достигли, научившись сращивать детали из керамики воедино.
Одна из главных характеристик двигателя — так называемый коэффициент полезного действия (КПД). Он показывает эффективность системы в плане преобразования энергии, и чем он выше, тем более экономно расходуется топливо.
Фото: Экипо
Макет ракетного двигатель из керамики
Сегодня уровень КПД тепловых двигателей, в том числе двигателей внутреннего сгорания, уперся в технологический потолок. Поднять его за счет изменения конструкции устройства уже практически нереально. Однако можно повысить КПД за счет роста температуры рабочего тела. Проблема в том, что современные двигатели сделаны из металлических сплавов, которые выдерживают температуру максимум 1700 ℃, а чаще их возможностей хватает только на 1200–1400 ℃.
Один из выходов — применять керамику, то есть соединение на основеAl2O3 (оксид алюминия), которое выдерживает 2000 ℃. Главная проблема в том, что для создания такой сложной конструкции, как турбинный двигатель, нужно собрать воедино несколько элементов, рассказали в «Экипо». Ранее считалось, что невозможно «склеить» керамические элементы так, чтобы они представляли собой монолитный образец. Точнее, это вероятно, но полученная конструкция будет очень хрупкой и не выдержит никаких нагрузок.
— Мы сделали образец турбины и реального ракетного двигателя, который получился размером всего с ладонь, — рассказал «Известиям» руководитель проекта по созданию метода склейки керамики Вячеслав Темкин. — На вид в нем ничего необычного, однако сейчас никто в мире подобный двигатель сделать пока не смог. Мы научились сращивать керамику так, чтобы швы были малозаметны, а их прочностные характеристики совершенно не уступали параметрам основного монолитного материала. Даже если разбить полученную конструкцию и изучить под электронным микроскопом, структура шва будет слабо выделяться на фоне структуры основного материала.
В посудной плавке
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Дмитрий Коротаев
Для этого инженеры разработали особую технологию сращивания керамических деталей. Швы промазывают нанопастами и соединяют детали при определенных температурных режимах, учитывающих фазовые переходы в процессе нагрева.
Если сделать из керамики турбинный двигатель, такой же по конструкции, как из металлических сплавов, это повысило бы КПД более чем на 15%. Как объяснили разработчики, это осуществимо за счет повышения температуры рабочего тела и отказа от системы охлаждения.
Как показали испытания, керамические изделия, изготовленные по новой технологии, эффективно выдерживают так называемый термоудар, который возникает в жидкостных ракетных двигателях. Это перепад температур в течение полутора секунд от комнатной до почти 2000 ℃, возникающий при начале работы двигателя. Согласно протоколу испытаний и отчету, переданному «Известиям», элементы турбинного двигателя и прототип маршевого ракетного двигателя (используемого для вывода на орбиту) выдержали более 120 таких термоударов.
Легкие времена
Как говорят эксперты, детали из керамики применимы не только для космоса. В энергетическом машиностроении для генерации энергии, в том числе для портативных электростанций, керамические турбины тоже пригодятся. Они тоже подвергаются воздействию жара, и чем более жаростойким будет материал турбины, тем выше можно делать температуру рабочего тела, тем самым поднимая КПД.
— Безусловно, появившаяся возможность создавать из керамики самые различные по форме и составу конструкции, в том числе и чрезвычайно сложные, существенно расширяет сферы ее применения в самых разных областях, — сказал директор Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН Антон Максимов. — Керамические материалы по ряду своих свойств (в частности, по твердости и износостойкости, рабочим температурам, коррозионной стойкости) зачастую существенно превосходят металлы. Это позволяет создавать, например, изделия, выдерживающие не просто большие температуры, но и их колебания. Таким образом, керамические материалы оказываются незаменимы при создании ракетных двигателей, объектов химического и энергетического машиностроения.
В посудной плавке
Фото: РИА Новости/Александр Кряжев
В качестве эксперимента разработчики сделали такую турбину из керамики размером с ладонь, работающую на кислородно-керосиновой смеси. Ее мощность — 15 кВт, что, по их словам, позволяет обеспечить электроэнергией четыре квартиры.
Применение керамики позволяет отказаться от систем охлаждения в двигателях, которые утяжеляют и усложняют конструкцию, снижают ресурс. Кроме того, керамика сама по себе легче металла, что также положительно скажется на массо-габаритных характеристиках. По расчетам разработчиков, их двигатель будет на пятую часть легче аналога из металлов.
— Такую технологию начали разрабатывать еще во времена СССР, — сказала «Известиям» ведущий инженер-исследователь корпорации «Российские космические системы» Мария Баркова. — Однако тогда ее не смогли довести до ума, вероятно, не было технических возможностей. Сейчас у российских ученых всё получилось, и можно только порадоваться за них. Сам проект я нахожу очень перспективным, широкая область его применения, от космоса до энергетики, позволяет надеяться на прикладную пользу, как техническую, так и экономическую.
Впрочем, керамика — не только жаропрочный материал, но и довольно хрупкий, заметил руководитель направления «Частная космонавтика» центра «Аэронет» НТИ Роман Жиц.
— В ракетостроении существует много этапов, связанных с вибрациями, и керамика будет очень неустойчивой, попросту рассыпется, — пояснил он.
Сейчас разработчики передали материалы для оценки в «Роскосмос» и КБ «Химмаш», однако согласие на их применение пока не получено.
SpaceEngine — это реалистичная виртуальная вселенная, которую вы можете исследовать на своем компьютере. Вы можете путешествовать от звезды к звезде, от галактики к галактике, приземляясь на любую планету, луну или астероид с возможностью исследовать его инопланетный ландшафт. Вы можете изменять скорость времени и наблюдать за любыми небесными явлениями. Все переходы полностью бесшовные, и эта виртуальная вселенная имеет размер в миллиарды световых лет в поперечнике и содержит триллионы и триллионы планетарных систем. Процедурная генерация основана на реальных научных знаниях, поэтому SpaceEngine изображает Вселенную такой, какой ее представляет современная наука. Настоящие небесные объекты также присутствуют, если вы хотите их посетить, в том числе планеты и луны нашей Солнечной системы, тысячи близлежащих звезд с недавно обнаруженными экзопланетами и тысячи галактик, которые в настоящее время известны.
Скачать SpaceEngineСкачать SpaceEngine
Новости
SpaceEngine теперь доступен на GOG!
Мы рады сообщить, что SpaceEngine теперь можно приобрести на GOG.com! Страница нашего магазина находится по этой ссылке: https://www.gog.com/game/…
Возможности
ИССЛЕДУЙТЕ ВСЮ ВСЕЛЕННУЮ ЗАБУДЬТЕ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ ОГРАНИЧЕНИЯ СТАНЬТЕ ПИОНЕРОМ С SPACEENGINE
И многое другое
Движение возможно в свободном, космическом или самолетном режимах
Автопилот «Выбери и лети« для автоматического выхода прямо на объект
Автоматическая привязка наблюдателя к движущимся объектам
Автоматический выбор оптимальной скорости полета
Встроенная вики-система с описаниями и возможностью расширения
Возможность импорта пользовательских дополнений: моделей, текстур, каталогов
3D модели галактик и туманностей с межзвездными пылевыми облаками
Точные модели атмосферы планет
Управляемые космические корабли
Оригинальная музыка с контекстно-зависимым переключением треков
Локализация на многие языки, с возможностью добавления новых
Скачать
SpaceEngine 0. 990 в GOGSpaceEngine 0.990 в GOG
SpaceEngine 0.990 в SteamSpaceEngine 0.990 в Steam
Поддержать проект
Если вам нравится SpaceEngine, купите текущую версию в GOG или Steam и получайте бесплатные обновления по мере того, как мы вносим улучшения, добавляем новые функции и достигаем версии 1.0 и выше!
В настоящее время мы больше не принимаем пожертвования через Paypal, поэтому, если вы хотите поддержать SpaceEngine помимо покупки для себя, рассмотрите возможность покупки копии в GOG и Steam, чтобы получить преимущества каждого из них, купите копию для друга. , или просто расскажите своим друзьям и близким о SE и о том, почему вы его любите! Что бы вы ни делали, мы глубоко ценим вашу поддержку SpaceEngine.
Системные Требования
Скачать SpaceEngine – Space Engine
Старые версии SpaceEngine доступны бесплатно ниже. Щелкните здесь, чтобы просмотреть список изменений и улучшений, произошедших между выпуском 0.9..8.0 и запуск платной версии Steam, а также просмотрите старые сообщения в блоге в разделе «Новости» на веб-сайте, чтобы узнать больше о его разработке.
Примечание. Старые версии SpaceEngine не будут работать с драйвером Nvidia версии 436.02 или более поздней.
Программное обеспечение Space is free. Вы можете использовать его по своему усмотрению только для
некоммерческих целей . Для получения дополнительной информации, пожалуйста, прочитайте полный текст лицензионного соглашения онлайн. Вы также можете найти автономную версию в папке установки SE: SpaceEngine\docs\LICENSE.txt
Системные требования
Минимум
Двухъядерный 2 ГГц
4 ГБ ОЗУ
Nvidia или AMD/ATI 1 ГБ видеопамяти*
OpenGL 3.3
Windows XP
Рекомендуемый
Четырехъядерный 3 ГГц
8 ГБ ОЗУ
Nvidia или AMD/ATI 2 ГБ видеопамяти*
OpenGL 3.3
Windows 7 или более поздняя версия
*Выделенная видеопамять
Установка
1) Загрузите программу установки, используя приведенные выше ссылки. 2) Запустите программу установки и следуйте ее инструкциям. Не объединяйте эту версию со старой!
Распаковать архив в папку SE 0.9.8.0 и выбрать «перезаписать файлы».
Копирование на другой ПК
SpaceEngine — переносное приложение. Вы можете просто скопировать всю папку SpaceEngine в другое место и запустить SpaceEngine.exe, расположенный в системной подпапке. Вы не должны копировать подпапку «cache», она будет создана автоматически.
Элементы управления
Прочтите файл docs/readme_eng.txt или щелкните здесь, чтобы получить руководство пользователя.
Устранение неполадок
Читайте форум по устранению неполадок и публикуйте там сообщения о новых ошибках.
Модификации и дополнения
Чтобы улучшить качество и уровень детализации планет и лун Солнечной системы, загрузите официальные дополнения, основанные на реальных данных межпланетных космических аппаратов.
SpaceEngine — бесплатное программное обеспечение. Вы можете использовать его по своему усмотрению только для некоммерческих целей . Для получения дополнительной информации, пожалуйста, прочитайте полный текст лицензионного соглашения онлайн. Вы также можете найти автономную версию в папке установки SE: SpaceEngine\docs\license_eng.txt
Системные требования
Минимум
Двухъядерный 2 ГГц
2 ГБ ОЗУ
Nvidia или AMD/ATI 512 МБ
OpenGL 3.0
Windows XP
Рекомендуемый
Четырехъядерный 3 ГГц
4 ГБ ОЗУ
Nvidia или AMD/ATI 1024 МБ
OpenGL 3.0
Windows 7
Установка
1) Загрузите программу установки, используя приведенные выше ссылки. 2) Запустите программу установки и следуйте ее инструкциям. Не объединяйте эту версию со старой!
Основные обновления:
3D-вода: анимированные отражения воды, подводный туман
Улучшенный генератор процедурной лунной системы
Обломки кольца вокруг планет
Новые формы рельефа: псевдореки, щитовые вулканы
Музыкальный проигрыватель с плавным микшированием, контекстным переключением саундтреков, опциями повтора и другими возможностями
25 оригинальных саундтреков, созданных многими авторами
Интеллектуальное смешивание текстур деталей местности
Детализация текстур шума на поверхности планеты
Новые типы миров с жизнью, улучшенная классификация форм жизни
Множество улучшений с космическими кораблями
Встроенный avi-видеорегистратор
Быстрый многопоточный браузер Star: он использует все ядра ЦП для генерации систем и не снижает FPS
Установщик дистрибутива SpaceEngine с автоматическим выбором локализации
Космические корабли:
Поддержка текстур излучения
Поддержка модульных моделей
Обновлен менеджер кораблей: возможность строить, переименовывать и уничтожать космические корабли, сортировка таблиц по любому столбцу
Простая установка аддонов кораблей: просто скопируйте файлы в папку SpaceEngine, и новые корабли станут доступны в меню сборки Ships Manager
Некоторые старые модели кораблей заменены на модульные модели
Новые корабли «SS Basic», «SS Cargo», «SS Science», «Fire Dragonfly» и «Skylone»
Вычисление элементов кеплеровской орбиты и визуализация кеплеровской орбиты корабля
Физика атмосферного полета
Панель управления космическим кораблем с кнопками автопилота
HUD космического корабля (Head-Up Display) для атмосферного и космического режимов полета
Корабли могут иметь главные двигатели, тормозные двигатели, двигатели парения и двигатели коррекции, которыми можно управлять отдельно
Новая система управления кораблем: вращение мышью, изменение тяги ГД и ДВП колесиком мыши или с панели управления, клавиши WASD управляют только двигателями коррекции
Дополнительные параметры в конфигурационном файле космического корабля (тяга двигателя, гипердвигатель, аэродинамика)
Улучшенный автопилот: команды ориентации (Prograde, Retrograde и т. д.) и автоматический гиперпрыжок к выбранному телу
Режимы Симуляция и Орбитальная физика для космических кораблей (незаконченный, переключать режимы на Панели управления космическим кораблем)
Режим статической кеплеровской орбиты для искусственных спутников космических станций
Улучшенный эффект варп-пузыря
Астрономия:
Улучшенная классификация жизни: новые типы форм жизни и биомов, различные типы миров для жизни, новые параметры сценария
Пониженная плотность звездных остатков (черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов)
Обновленный каталог экзопланет
Улучшен калькулятор звезд (вычисление необходимых параметров на основе некоторых параметров, заданных в скрипте)
Новый параметр Msini (M*sin(i)) в сценарии планеты — используется вместо Mass для экзопланет, для которых известно только M*sin(i)
Процедурная генерация наклонения орбиты в системе каталогов планет с неизвестным наклонением на основе планет с известным наклонением
Вычисление фактической массы планеты на основе заданного M*sin(i) и сгенерированного наклонения орбиты
Новые параметры в скрипте планеты — метод обнаружения, дата обнаружения и дата последнего обновления данных
Новые строки в таблице информации о планетах — метод обнаружения, дата открытия и M*sin(i)
Реализован формат «HH MM SS» или «DEG MM SS» для RA и Dec для галактик, звездных скоплений и туманностей
Новые текстуры Весты, Меркурия и Сатурна и пейзаж
Новые модели галактик и туманностей
Повышенная турбулентность на облаках процедурных газовых гигантов
Интерфейс:
Обновлен внешний вид таблиц GUI
Обновлено меню настроек дисплея: параметры для переключения в полноэкранный режим, выбор разрешения полноэкранного и оконного режима, VSync, уровень анизотропии
Переменная ширина столбца в таблице Star Browser
Зеленый текст в браузере Солнечной системы указывает на то, что объект имеет жизнь или спутники с жизнью
Обновлены локализации и добавлены новые
Счетчик FPS включается или отключается с помощью консольной команды «FPS»
Изменен цвет орбит, маркеров и надписей для карликовых планет и карликовых лун
Справочная информация экранной клавиатуры в режиме редактирования
Некоторые улучшения в редакторе планет
Элементы управления:
Захват видео с графическим интерфейсом нажатием [Ctrl]+[F9]
Ползунки в редакторе планет не прокручиваются колесиком мыши
Кнопка закрытия в окне браузера солнечной системы
FOV учитывается при выборе положения камеры за кораблем в Игровом режиме
«Осмотреться», зажав среднюю кнопку мыши; при отпускании камера возвращается к исходному виду
Меню настроек Improved Controls: привязка клавиш и оси мыши, независимые привязки для режимов управления планетарием и космическим кораблем
Engine:
Атласы деталей рельефа местности объединены в один атлас
Настраиваемые цветовые палитры для процедурных планет
Автоматический расчет смещения модели корабля для точного центрирования
Окно SpaceEngine сохраняет свой размер, положение и полноэкранное состояние в конфиге и восстанавливает их при следующем запуске
Новая функция величины в режиме карты: легко найти тусклые звездные объекты
Поддержка диффузных текстур RGBA для кораблей с попиксельной зеркальной силой в альфа-канале
Поддержка цветных зеркальных текстур RGBA для кораблей с попиксельной силой отражения в альфа-канале
Поддержка цветных эмиссионных текстур RGB для кораблей
Экспериментальная поддержка логарифмического Z-буфера
Текстура экрана выхода сохранена в папке конфигурации
Из крайности в крайность: 10 самых выдающихся моторов V8, о которых вы не знали
Автор: Алексей Кокорин
Моторы V8 навсегда стали олицетворением мощности, надежности и монументальности. Сейчас, в переходную эпоху, когда автопроизводители один за другим сворачивают разработку бензиновых двигателей вообще, не говоря уже о V8, кому-то может показаться, что их время ушло. На самом деле V8 будут жить еще долго, пусть и не в легковых автомобилях. Ну а мы же вспомним самые выдающиеся и необычные варианты моторов такой компоновки.
Первый V8
Соблюдая логику, начать стоит с самого первого V8, а точнее, с первого автомобильного. Ведь исторически первый V8, сконструированный французской компанией Antoinette в 1904 году, предназначался не автомобилю, а самолету. Впрочем, эту досадную оплошность очень быстро исправили в Cadillac: компания закончила разработку своего двигателя уже к 1914 году, и к 1915 он стал серийным для модельной линейки. При объеме в 5,1 литра мотор выдавал 70 лошадиных сил. Разумеется, он имел водяное охлаждение, а еще крайне необычную по современным меркам газораспределительную систему не с нижним или верхним, а с боковым расположением клапанов в блоке цилиндров. С названием автомобилей американцы тоже мудрить не стали, назвав модели, оснащенные новым мотором, Cadillac V8. Модификации в зависимости от года выпуска именовались Type 51, Type 53, Type 55 и так далее.
1917 Cadillac Type 55
1 / 7
1917 Cadillac Type 55
2 / 7
1917 Cadillac Type 55
3 / 7
1917 Cadillac Type 55
4 / 7
1917 Cadillac Type 55
5 / 7
1917 Cadillac Type 55
6 / 7
1917 Cadillac Type 55
7 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
1 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
2 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
3 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
4 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
5 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
6 / 7
1918–19 Cadillac Type 57
7 / 7
1921 Cadillac Type 59
Самый мощный V8
Признайтесь, вы же пришли сюда за этим, верно? Все любят V8 за их мощь, и топовые дрэг-проекты доказывают, что потенциал у этой конструкции колоссальный, ведь там с моторов снимают по две, три, а то и четыре тысячи лошадиных сил. Правда, те машины ездят на чистом метаноле и оснащены наддувом на 5-6 и более бар. В более приземленном мире тюнинг-проекты с V8 тоже могут иметь мощность под тысячу сил. Но нас интересуют серийные автомобили. И здесь в компанию к Porsche 918, Pagani Huayra, Koenigsegg CCR и прочим Ferrari затесался Dodge Challenger SRT Demon. При рабочем объеме в 6,2 литра его компрессорный двигатель HEMI выдает 840 лошадиных сил! Правда, с небольшой оговоркой: максимальная мощность достигается только на «сотом» бензине, а на обычном топливе мотор выдает «всего» 808 сил. Чтобы удивится еще больше, стоит вспомнить, что речь идет об агрегате древней верхнеклапанной нижневальной конструкции – то есть, распредвал расположен в блоке, а клапаны в ГБЦ приводятся длиннющими толкателями.
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
1 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
2 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
3 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
4 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
5 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
6 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
7 / 8
Dodge Challenger SRT Demon 2017–2018
8 / 8
Любопытным ответом на Dodge Demon стал Chevrolet Camaro ZL от Hennessey, который недвусмысленно назвали Exorcist. Здесь с тех же 6,2 литра мотора LT4 сняли уже 1000 лошадиных сил. А ведь еще у Hennessey был Venom GT Spyder с семилитровым LS7 на 1451 л.с.! Но мы договаривались не брать в расчет тюнинг-проекты, так что победа остается за темными силами.
Самый слабый V8
Стоит признать: при всем величии V8 степень их форсирования, особенно 50-70 лет назад, оставляла желать лучшего. Поэтому впечатляющая мощность в 250-300 лошадиных сил снималась с 5-6 литров, что по нынешним временам – непозволительная расточительность. Ну а «малолитражные» моторы получались и вовсе чахлыми. Попробуйте угадать, сколько сил извлекли в Chevrolet из мотора объемом 4,3 литра. Скажете, 200? Может, 180? Не угадали – 110. И это недоразумение устанавливалось под капот автомобиля с многообещающим именем Monza! Хотя, справедливости ради, правила балом там не мощность, а крутящий момент в 264 Нм при 2000 об/мин.
Chevrolet Monza 1975-1980
1 / 5
Chevrolet Monza 1975-1980
2 / 5
Chevrolet Monza 1975-1980
3 / 5
Chevrolet Monza 1975-1980
4 / 5
Chevrolet Monza 1975-1980
5 / 5
И если вам кажется, что это исключение из правил, то напомним, что на такие иконы автомобильного мира, как Chevrolet Camaro, El Camino и Malibu в 70-е годы устанавливался мотор L39, который при объеме в 4,4 литра выдавал 115-120 лошадиных сил.
Chevrolet Camaro 1970–81
1 / 6
Chevrolet Camaro 1970–81
2 / 6
Chevrolet Camaro 1970–81
3 / 6
Chevrolet Camaro 1970–81
4 / 6
Chevrolet Camaro 1970–81
5 / 6
Chevrolet Camaro 1970–81
6 / 6
Chevrolet El Camino 1973–77
1 / 3
Chevrolet El Camino 1973–77
2 / 3
Chevrolet El Camino 1973–77
3 / 3
Самый объемный V8
Поговорка «no replacement for displacement» – то есть, ничто не заменит рабочий объем – родилась не на пустом месте. В США в середине прошлого века рассуждали просто: если нужно больше мощности – нужно добавить объема. Пределом был даже не здравый смысл, а скорее объем бензобака: никому не нужно было ездить вокруг заправки или возить с собой полтонны топлива. Но границы были очень размытыми – так рождались моторы на 6-7 литров и более. Венцом творения можно считать двигатель, которым в Cadillac стали оснащать свой Eldorado в 1970 году. Красивый объем ровно в 500 кубических дюймов в пересчете на метрическую систему дает нам 8,2 литра! С этого чудовищного объема на первых порах сняли 400 лошадиных сил, но потом решили, что эти цифры – сущая чепуха, так что в последующие годы степень сжатия снизили с 10 до 8,5, а мощность упала до 365 сил. Заявленный расход топлива составлял около 25 литров на сотню. Реальный наверняка вызвал бы сердечный приступ у тех, кто ставит газовое оборудование на Cadillac Escalade.
Cadillac Eldorado 1971–78
1 / 6
Cadillac Eldorado 1971–78
2 / 6
Cadillac Eldorado 1971–78
3 / 6
Cadillac Eldorado 1971–78
4 / 6
Cadillac Eldorado 1971–78
5 / 6
Cadillac Eldorado 1971–78
6 / 6
Самый малолитражный V8
Понятия «V8» и «малолитражность» находятся на разных полюсах автомобильного мира. Однако, как и многие другие противоположности, они иногда притягиваются. В результате получаются совершенно немыслимые вещи – например, двигатель V8 объемом… 2 литра! Именно такие агрегаты устанавливались на Ferrari на рубеже семидесятых и восьмидесятых. Моторы семейства Dino изначально имели рабочий объем в 2,9 литра, но позже за счет другой шатунно-поршневой группы их «уменьшили» до 2 литров. Ferrari 208 GTB и GTS, оснащенные этим мотором, были одними из самых медленных в истории, ведь в атмосферном исполнении мощность составляла всего около 150 лошадиных сил. Наддув слегка исправил ситуацию: 208 GTB Turbo имели заряд в 220 сил и куда лучше чувствовали себя на дороге.
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
1 / 6
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
2 / 6
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
3 / 6
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
4 / 6
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
5 / 6
Ferrari 208 GTB 1980–1982 и Ferrari 208 GTB Turbo 1982–85
6 / 6
Ferrari 208 GTS 1980–1982 и Ferrari 208 GTS 1983–85
1 / 5
Ferrari 208 GTS 1980–1982 и Ferrari 208 GTS 1983–85
2 / 5
Ferrari 208 GTS 1980–1982 и Ferrari 208 GTS 1983–85
3 / 5
Ferrari 208 GTS 1980–1982 и Ferrari 208 GTS 1983–85
4 / 5
Ferrari 208 GTS 1980–1982 и Ferrari 208 GTS 1983–85
5 / 5
Но даже 2 литра не были для Ferrari пределом. Ведь еще в 1964 году болид Ferrari 158 оснащался V8 объемом… 1,5 литра, притом без наддува! Этого хватало для автомобиля массой менее полутонны. Параллельно в Ferrari экспериментировали с еще более причудливой конструкцией – 12-цилиндровым оппозитом.
Ferrari 158 1964–65
Ferrari 158 ‘1964–65
1 / 3
Ferrari 158 ‘1964–65
2 / 3
Ferrari 158 ‘1964–65
3 / 3
И не одни только итальянцы имели склонность к даунсайзингу. В 1997 году Suzuki представили свой концепт C2, который должен был стать преемником малыша Cappuccino. Под капотом того прототипа был мотор V8 объемом 1,6 литра, который за счет двух турбин, по заявлениям японцев, выдавал 250 лошадиных сил! Правда, дальше концепта дело не пошло – ни автомобиль, ни мотор так и не попали в серию.
Мотор Suzuki C2 V8
Suzuki C2 1997
Мотоциклетный V8
Если V8 – это так хорошо, то почему их нет на мотоциклах, спросите вы. Если ответить с точки зрения логики и здравого смысла, то в двухколесной технике важнее легкость и компактность, которых восьмицилиндровым агрегатам недостает. Но если копнуть глубже, то ответ будет другим: почему нет – есть! Автомобильные V8 регулярно запихивают в рамы многочисленных кастом-проектов. Но даже если вести речь о действительно мотоциклетных моторах, то можно найти пару удивительных примеров. Во-первых, сама идея создать мотоциклетный V8 будоражила умы конструкторов и гонщиков давно, и первый, кто воплотил ее в жизнь – это Глен Кертис сотоварищи. В далеком 1907 году он установил неофициальный рекорд скорости в 220 км/ч на собственном мотоцикле с четырехлитровым мотором. В пятидесятые годы идея получила продолжение: на гоночные трассы Мото Гран-при вышел Moto Guzzi V8. Здесь рабочий объем был уже более мотоциклетным – всего 500 кубиков. Однако на эти пол-литра было выделено и по два распредвала в каждой головке, и по карбюратору на каждый цилиндр! В результате с такого объема почти 70 лет назад удалось снять 78 лошадиных сил. Так что Ottocilindri, как прозвали агрегат, по праву считается образцом выдающейся инженерии.
Moto Guzzi V8 1955–57
Но и современные энтузиасты не забросили амбициозную идею. Самый яркий из свежих примеров – PGM V8, разработанный Полом Малоуни. Современные спортбайки имеют объем в литр, но Пол умножил все на два: он взял два рядных четырехцилиндровых блока от Yamaha YZFR1 и получил ультрабайк с двухлитровым мотором на 334 лошадиных силы! Причем по свидетельствам тех, кому довелось на нем поездить, машина получилась вполне управляемой и сбалансированной.
PGM 2.0 litre V8
PGM 2.0 litre V8
1 / 5
PGM 2.0 litre V8
2 / 5
PGM 2.0 litre V8
3 / 5
PGM 2.0 litre V8
4 / 5
PGM 2.0 litre V8
5 / 5
Поперечный V8
Мы привыкли, что V8 означает классическую конструкцию: продольное расположение силового агрегата и привод на заднюю ось. Однако рука об руку с правилами обычно идут исключения. Причем с поперечным расположением мотора баловались не в одной и даже не в двух компаниях. Первыми предсказуемо были американцы, хапнувшие горестей нефтяного кризиса. Подорожание топлива привело к тому, что привычные автомобили стали мутировать, усыхая в габаритах и получая чахлые четырехцилиндровые моторы. Флагманские модели такого себе позволить не могли, но и их странности не обошли стороной. Кто-то получил под капот моторы V6, а кто-то вроде Cadillac Eldorado и родственных моделей Seville и Allante перешел от продольного расположения двигателя к поперечному. Переднеприводная компоновка с автоматом, расположенным не соосно, а параллельно мотору с приводом от гидротрансформатора цепью здесь уже была отработана, так что дело было за малым. Эксперимент сочли успешным, и схема с поперечно расположенным V8 осталась с Cadillac вплоть до двухтысячных.
Cadillac Seville 1986–91
1 / 4
Cadillac Seville 1986–91
2 / 4
Cadillac Seville 1986–91
3 / 4
Cadillac Seville 1986–91
4 / 4
Куда большим потрясением для поклонников модели стало преображение седана Chevrolet Impala, который в восьмом поколении из харизматичного рамного здоровяка с задним приводом и большим V8 превратился в безликий обмылок с поперечно расположенным V6. Девятое поколение исправило лишь один из этих недостатков: в версии SS вместо V6 появился V8 на 5,3 литра и 300 лошадиных сил. С ним седан разгонялся до сотни за 5,6 секунды – и это, пожалуй, единственное, но слишком слабое утешение для тех, кто знал Impala раньше.
Мотор Chevrolet Impala V8
Chevrolet Impala SS 2006–16
1 / 4
Chevrolet Impala SS 2006–16
2 / 4
Chevrolet Impala SS 2006–16
3 / 4
Chevrolet Impala SS 2006–16
4 / 4
А вот те американцы, которым переднеприводная компоновка была не чужда изначально, в девяностых получили небольшой подарок от Ford. Для третьего поколения Taurus SHO (то есть, Super High Output, или сверхвысокая мощность) фордовцы совместно с Yamaha разработали двигатель V8, который так и назвали – Ford Super High Output V8. При объеме в 3,4 литра атмосферник выдавал 235 лошадиных сил. Правда, яблочко оказалось с червоточиной: из-за проблем с надежностью легендарным двигатель так и не стал.
Ford Taurus SHO 1996–99
Еще один образец после «страданий во имя мощности» создали итальянцы из Lancia. Еще не забыли мотор 2,9 от Ferrari, на базе которого создали самый маленький серийный V8? Так вот, в Lancia позаимствовали для своего седана Thema первого поколения этот самый двигатель F105L и назвали получившийся эксклюзив Thema 8·32 – с намеком на 8 цилиндров и 32 клапана. Мотор мощностью в 215 лошадиных сил позволял Lancia выезжать из 7 секунд в разгоне до сотни, причем делать это с комфортом и в роскоши: интерьер был отделан дорогой кожей, деревом и алькантарой.
Lancia Thema 8.32 1986–91
1 / 5
Lancia Thema 8.32 1986–91
2 / 5
Lancia Thema 8.32 1986–91
3 / 5
Lancia Thema 8.32 1986–91
4 / 5
Lancia Thema 8.32 1986–91
5 / 5
Ну а самый «ширпотребный» вариант редкой компоновки создали шведы. Глядя на Volvo S80 и XC90, мало кто догадывается, что перед ним может находиться образчик любопытной инженерии. Правда, касается это только машин с 4,4-литровым мотором B8444S, который был разработан при поддержке все тех же японцев из Yamaha. Этот V8, в отличие от того, который попал под капот Ford Taurus SHO, получился не только мощным, но и вполне надежным. Так что если вы любите неординарные вещи, которыми можно подчеркнуть свой тонкий вкус и глубокие познания в автомобилях, на X90 или S80 еще можно удачно потратить деньги.
Volvo S80 V8 2006–16
1 / 5
Volvo S80 V8 2006–16
2 / 5
Volvo S80 V8 2006–16
3 / 5
Volvo S80 V8 2006–16
4 / 5
Volvo S80 V8 2006–16
5 / 5
Volvo XC90 2002–14
1 / 5
Volvo XC90 2002–14
2 / 5
Volvo XC90 2002–14
3 / 5
Volvo XC90 2002–14
4 / 5
Volvo XC90 2002–14
5 / 5
Двойной V8
Что может быть лучше V8? Разве что два V8! Причем в идеале они должны быть установлены в двух разных автомобилях. Однако когда за дело берутся амбициозный автомобильный инженер, композитор и эпатажный дизайнер, результат их творчества наверняка будет ошеломляющим. Так и вышло: Клаудио Замполли и Джорджио Мородер при поддержке Марчелло Гандини создали суперкар имени себя – Cizeta-Moroder V16T. Итальянцы решили, что если увеличить концентрацию V8 прямо под капотом, то получится вдвое лучше. И «склеили» два V8 в один, получив монструозную конструкцию V16. Можете представить себе, какой длины здесь коленвал?
Cizeta Moroder V16T Prototype 1988
1 / 3
Cizeta Moroder V16T Prototype 1988
2 / 3
Cizeta Moroder V16T Prototype 1988
3 / 3
Впрочем, длина коленвала – не единственное выдающееся качество мотора. ведь он был создан за счет объединения двух трехлитровых блоков от Lamborghini, и итоговая 16-цилиндровая конструкция имела 6 литров объема, 64 клапана и выдавала 560 лошадиных сил. Но и это еще не все: буква Т в названии означает не турбонаддув, а поперечное (transverse) расположение двигателя! Да-да, вы еще не успели переварить поперечные V8, а тут поперечный V16. На этом фоне экстравагантная двухэтажная подъемная оптика уже кажется чем-то банальным…
Cizeta V16T 1991-99
Самый долгоживущий V8
Какой из V8, доживших до наших дней можно считать самым старым? Многие уверенно назовут в ответ Small-block от Chevrolet, и в целом будут правы. Но если быть исторически точными, современные «смолл-блоки» – это уже не те самые старички из середины прошлого века, а их наследники, созданные практически с чистого листа в 90-х годах. Ford и Cadillac тоже оставили прошлое в прошлом, а советские моторы ЗМЗ хоть и дожили до наших дней, но не подходят нам идеологически, поскольку ставятся на грузовики и автобусы. Но кроме России есть и еще одна страна, которая любит подолгу гордиться своими достижениями прошлого. Подскажем: там совсем недавно позволили уйти на покой внедорожнику, который появился в середине прошлого века. Если вы угадали Land Rover Defender, то, возможно, угадаете и мотор, который не имеет к нему никакого отношения, но тоже отличается удивительным долголетием.
Bentley Mulsanne 2010–20
Речь идет о двигателях L-series разработки Rolls-Royce и Bentley: впервые агрегат рабочим объемом 6,25 литра встал под капот этих машин в далеком 1959 году. Текли десятилетия, сменялись президенты и короли, над Ватиканом много раз поднимался белый дым, а двигатель серии L только набрал пол-литра рабочего объема, превратившись в знаменитый «шесть и три четверти», да оброс электроникой, системами наддува, впрыска топлива и нейтрализации выхлопа. Конечно, за эти годы «железо» тоже претерпело изменения, но королевский мотор не менял поколений и концептуально остался все тем же нижневальным верхнеклапанным старцем с двумя клапанами на цилиндр. А на покой он формально ушел лишь в прошлом году, вместе с еще одним ветераном, Bentley Mulsanne.
Bentley Mulsanne 2010–20
1 / 3
Bentley Mulsanne 2010–20
2 / 3
Bentley Mulsanne 2010–20
3 / 3
Последний V8
Ну а в завершение стоит вспомнить, какой из двигателей V8 станет последним из могикан – ведь уже в ближайшее десятилетие мы должны увидеть отказ от разработки ДВС вообще, а уж о новых легковых V8 и речи не идет. Однако страна, сделавшая V8 своим символом, пока обещает стать и последним оплотом. Речь, разумеется, идет о США, где Ford в прошлом году представил новый V8 под названием Godzilla. Этот 7,3-литровый 436-сильный здоровяк пришел на смену семейству Modular V10 и стал самым современным «условно легковым» V8, поскольку ставится на пикапы F-серии. При этом он сочетает прогрессивные решения вроде карбонового впускного коллектора и системы изменения фаз газораспределения с откровенно архаичными вроде нижневальной конструкции с одним распредвалом в развале блока. Впрочем, все это вторично: главное, что мотор обещает быть надежным и долгоживущим. К тому же он доступен в варианте «из ящика» – то есть, новым в свободной продаже, причем за демократичные 8150 долларов, что обещает широту его применения в различных тюнинг-проектах.
Мотор Ford 7.3L PFI Gas V8
Но и это еще не все: по некоторым данным, Ford разрабатывает наддувный вариант этого мотора под кодовым названием Megazilla. Что это будет за зверь и какие варианты применения он найдет, покажет время, а мы можем лишь порадоваться тому, что V8 еще поживет. Впрочем, поводов грустить у нас нет, ведь V8 жив до тех пор, пока он еще есть в металле, а не только в воспоминаниях. И нам в этом отношении определенно повезло: на наш век этих прекрасных двигателей точно хватит.
Ford F-350 Super Duty Limited FX4 Off-Road Crew Cab 2021
Вопрос на засыпку
Самый большой, самый сильный, самый старый, самый двухколесный… Упоминания в этом материале заслуживает еще по меньшей мере один вариант – если не самый необычный и редкий, то как минимум один из таких: это V8 с воздушным охлаждением. Сможете ли вы вспомнить, какой производитель массово и долго выпускал автомобили с такими моторами?
интересно
Новые статьи
Статьи / Практика
Майонез в расширительном бачке: так ли опасна эмульсия в системе охлаждения
Нет, наверное, смысла говорить о том, сколько паники способна вызвать эмульсия, которую автовладелец может однажды обнаружить на крышке маслозаливной горловины, в расширительном бачке или пр…
159
0
2
30.09.2022
Статьи / Шины и диски
Правда или действие: стоит ли ремонтировать шины при помощи жгута
Ремонт шины при помощи жгута сродни игре «правда или действие». «Правда» говорит о ненадежности и порой даже опасности экспресс-ремонта колес своими руками. Ну а «действие» позволяет рискнут…
890
0
1
29.09.2022
Статьи /
Владимир Шмаков, Chery: в ценообразовании важна не только разница курсов валют
По итогам прошлого года марка Chery оказалась в лидерах по продажам среди китайских брендов. В этом году в Chery намерены повторить успех, а суббренд Exeed продолжает набирать обороты. Но це…
897
2
0
25.09.2022
Популярные тест-драйвы
Тест-драйвы / Тест-драйв
Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет
В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов…
11848
7
111
13.09.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв
Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0
Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть…
10579
10
41
13.08.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв
Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы!
Хотите купить сегодня машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з. ..
7468
25
30
10.08.2022
Двигатель V8: история главного мотора Америки
Двигатель V8 — одно из самых важных изобретений в автомобильной индустрии. Он применяется не только в легковых и грузовых автомобилях, но и в катерах, самолетах и даже танках.
Конструкция
Двигатель Форд V8 в поперечном разрезе
Как не трудно догадаться по названию, двигатель V8 представляет собой восьмицилиндровый мотор, цилиндры которого находятся друг напротив друга. Они располагаются под различным углом от 10° до 120° градусов. В автомобильной индустрии обычно применяются моторы с углом развала 90°, реже 60° или 45°.
По сравнению с другими типами двигателей, V8 представляет собой идеальный баланс между мощностью и размером. Кроме того в производстве он дешевле чем V10 или V12 и не сильно дороже чем V6. Еще одним плюсом 8-цилиндровых моторов является повышенный ресурс. Да нужно рассматривать каждый двигатель индивидуально, но в целом V8 надежнее, чем V6 или L4.
Из-за больших размеров, моторы V8 обычно применяются в задне- или полноприводных автомобилях и располагаются продольно. Тем не менее существуют машины с поперечным V8. К примеру Volvo S80 и XC90.
Из недостатков «восьмерки» можно отметить повышенный расход топлива и высокий вес.
Французские пионеры
De Dion-Bouton с двигателем V8 мощностью 35 л.с., выпускался с 1910 по 1914 год
Как и многие другие разработки V8 пришел в автомобильную индустрию из авиации. В 1904 году небольшая французская фирма Antoinette разработала восьмицилиндровый V-образный мотор мощностью 50 л.с. Он весил всего 86 кг, что предопределило его широкое применение в авиации. Спустя год фирма Рено начала эксперименты с установкой V8 на гоночные автомобили.
Вообще французские автопроизводители начала XX века находились на острие технического прогресса, причем не только в моторостроении. Вот и первым относительно массовым автомобилем с «восьмеркой» под капотом стал французский De Dion-Bouton 1910 года. Именно с De Dion связан первый приход двигателя V8 на американскую землю. В 1912 году несколько автомобилей были представлены на автомобильной выставке в Нью-Йорке, где очень заинтересовали местных автопроизводителей.
Двигатель V8 — американская история
Ford V8 пользовался популярностью не только у порядочных граждан, но и у бандитов. Прежде всего за свой мощный мотор
Первый серийный американский автомобиль с двигателем V8 выпустила компания Cadillac в 1914 году. Под капотом Cadillac Type 51 находился 5,1-литровый мотор мощностью 70 л.с. Очень внушительный показатель для тех лет! Инженеры Кадиллак отлично поработали и сделали двигатель намного надежнее в работе чем его французский аналог.
Между тем выпуская Cadillac Type 51 компания шла на серьезный риск. Малоизвестный и дорогой мотор вряд ли предвещал серьезный рыночный успех модели. Но ко всеобщему удивлению новинка разошлась тиражом в 13 тысяч единиц. Это стало спусковым крючком в «гонке цилиндров» среди американских автопроизводителей, и поспособствовало повсеместному распространению двигателей V8 в США.
Ford Flathead V8 — очередная революция
Двигатель V8 Flat Head от Ford
Тем не менее к концу 20-х двигатель V8 все еще оставался уделом дорогих автомобилей. Сложность конструкции и относительно маленьких тираж не позволяли удешевить производство моторов, пока за дело не взялся Генри Форд. Он поставил задачу разработать простой и дешевый в производстве 8-цилиндровый мотор. Надо сказать инженеры Форд и тут проявили себя на высоте, и отлично справились с непростым поручением.
Прежде всего специалисты разработали технологию производства блока цилиндров и картера в одной отливке. Это разом снизило трудоемкость производства, а следовательно и конечную цену мотора. Кроме того инженеры упростили вспомогательные узлы двигателя, а где и вовсе избавились от некоторых деталей.
Такая оптимизация позволила значительно уменьшить стоимость мотора и сделать его массовым в производстве. Причем Ford Flathead устанавливался не только в легковые автомобили, но и в другие транспортные средства. В 1953 году Ford снял двигатель с производства, выпустив около 20 млн. единиц.
Двигатель V8 — распространение по миру
Из отечественных автомобилей двигателем V8 мог похвастать ГАЗ-13 «Чайка»
После войны эволюция V8 продолжалась. Моторы постоянно росли в объеме и мощности. Еще одним значимым достижением американской конструкторской школы можно считать первый в мире легковой верхнеклапанный двигатель V8.
Но нельзя сказать, что легковые V8 разрабатывались исключительно только в США. В Европе начиная с середины 50-х, восьмерки также постепенно вошли в обиход, правда в основном на спортивных и представительских автомобилях. В нашей стране моторы V8 выпускались в основном для правительственных и специальных автомобилей и грузовиков.
Сегодня популярность V8 значительно снизилась. Связано это со многими факторами. Но как бы не хотелось некоторым воинствующим эко-активистам, пока существует ДВС, будет существовать и V8.
Как работает двигатель V8?
Понравилось? Поделитесь с друзьями
Двигатель V8 получил свое название благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V». Конструкция V8 подразумевает четыре цилиндра на одной стороне и 4 на другой. При этом все 8 поршней работают на одном коленвале и расположены друг напротив друга.
V8 известен как восьмицилиндровый двигатель. Такие восьмицилиндровые двигатели имеют V-образную или вертикальную прямую установку цилиндров.
Свое название двигатель V8 получил благодаря наличию блока цилиндров в форме буквы «V» и восьми цилиндров. При этом два цилиндра работают от одного кривошипа, поскольку это обеспечивает более быстрое ускорение.
Итак, как же все-таки работает двигатель V8?
V8 работает аналогично обычному рядному 4-цилиндровому двигателю. Он имеет 4-тактную систему впуска, сжатия, мощности и выхлопа, то есть 4 такта на цилиндр, что в общей сложности означает 32 такта. И если в рядном 4-цилиндровом двигателе за один оборот коленчатого вала срабатывает только один цилиндр, то в V8 при каждом повороте на 90 градусов в цилиндре происходит сгорание, что означает 2-цилиндровый огонь за один оборот коленчатого вала. Это гарантирует более плавную подачу энергии по сравнению со 4-цилиндровом силовом агрегате.
При этом разница в линейном двигателе и V-образном заключается в том, что их производителям необходимо было сбалансировать двигатель и поддерживать его центр тяжести.
Когда один поршень V8 достигает своей вершины, противовес находится прямо напротив него и уравновешивает усилие, а когда он поворачивается еще на 90 градусов, он уравновешивает другой поршень, подключенный к нему. При еще одном повороте на 90 градусов первый поршень достигает дна, а противовес уравновешивает нисходящее усилие с восходящим усилием, это повторяется для второго поршня.
Как работают цилиндры в V8?
В начале, поршень втягивает воздух и топливо по мере его движения вниз.
Затем он сжимает этот воздух и топливо и поршень движется вверх.
Далее свечи зажигания поджигают топливовоздушную смесь и нагнетают поршень вниз.
В конце поршень на обратном пути выталкивает выхлопные газы, прежде чем цикл повторяется.
Преимущества двигателей V8
Они производят больше энергии.
Они компактны для больших двигателей с большим рабочим объемом.
Создают мало вибрации.
Имеют более высокий центр тяжести по сравнению с другими двигателями.
Недостатки двигателей V8
Они достаточно сложны в производстве, поскольку включают в себя две отдельные головки цилиндров.
По сути V8 — это двигатели для автомобилей с высокими эксплуатационными характеристиками, поскольку они более надежны по сравнению с линейными двигателями и занимают мало места для такого количества цилиндров.
В чем разница между V8 и V6?
Двигатели V8 предлагают больше мощности, но и потребляет больше топлива. Если вы не определились с выбором, вам понадобится базовое понимание того, как работают двигатели внутреннего сгорания:
Технологические инновации привели к новым разработкам, таким как турбо, и это позволило создать мощные четырехцилиндровые двигатели и двигатели V6. Эти двигатели дешевле, чем V8 и позволяют автолюбителям наслаждаться как мощностью, так и топливной экономичностью, что крайне важно для городских дорог.
Ключевые различия между двигателем V6 и V8
Энергетические
Камеры внутреннего сгорания используют смесь воздуха и топлива для работы двигателя. Внутри камер сгорания находятся поршни, которые движутся вверх и вниз при воспламенении топливно-воздушной смеси. Это приводит в движение коленчатый вал и колесные оси.
Двигатель V6 имеет шесть цилиндров, а V8 — восемь цилиндров. Это означает, что V8 производит больше энергии. Мощность означает, что автомобиль ускоряется с большей скоростью. Также V8 имеет дополнительное преимущество: цилиндры расположены под перпендикулярным углом, да и мощность питания более плавная в V8.
Экономия топлива
Из-за наличия дополнительных цилиндров в V8 — он потребляет больше топлива, чем V6. Если вы хотели бы просто иногда ездить по городу, брать V8 было бы неэкономично. V8 также будет дороже, чем V6. Поэтому если вы хотите купить автомобиль с меньшими затратами на техобслуживание, то V6 лучше, но если вам нужна именно мощность, смело берите V8.
Четырехцилиндровый двигатель
Раньше четырехцилиндровый двигатель был наиболее распространенным и является предшественником двигателя V6. Это компактная система, которая подходит для большинства автомобилей, а благодаря своей легкой конструкции, он гарантирует плавную езду. С такими двигателями легче работать, потому что головки цилиндров являются самой высокой точкой для поршней.
Причина, по которой они широко используются, связана с низкими производственными затратами. К недостаткам относится невозможность установки больших цилиндров, таких как 2,5 или 3,0 литра, что ограничивает производительность, а также более высокий центр тяжести и жесткая компоновка по сравнению с V6 и V8.
Двигатель V6
Двигатель V6 компактный и жесткий. Он предлагает большую мощность, чем обычные двигатели, и использовался во многих передне-, задне- и полноприводных автомобилях.
Недостатком V6 является то, что использование двух распредвалов для SOHC и четырех для DOHC делает автомобиль в целом тяжелее.
Примечание:большинство компаний резко повысили производительность четырехцилиндровых двигателей, внедрив турбонагнетатель. Это дает автомобилю большую мощность, позволяя при этом экономить топливо. Турбонагнетатель работает, добавляя больше воздуха в камеры сгорания, и это приводит к более высокому КПД.
Двигатель V8
Этот двигатель самый используемый в большинстве мощных автомобилей. Упаковка V8 не займет много времени, но в итоге вы получите хороший баланс, который будет зависеть от типа коленчатого вала — поперечного или плоского. При этом жесткая конструкция V8 предлагает более высокое смещение.
Тем не менее, V8 имеет свое недостатки, такие больший вес, чем V6, и более высокий центр тяжести, чем плоские двигатели. Также на обслуживание V8 выше затраты по причине увеличенного трения в движущихся частях.
Большинство автомобилей с двигателем V8 работают на переднем или полном приводе, в отличие от V6 и четырехцилиндровых двигателей, которые могут быть установлены на большинство автомобилей. К тому же V6 гарантирует большее смещение, чем четырехцилиндровый и когда-то даже был предпочтительным двигателем для автомобилей Формулы 1.
История двигателей внутреннего сгорания
До 19 века самый распространенный тип двигателей был паровым. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда в качестве источника энергии начали использовать горючее топливо.
Исследователи экспериментировали с различными химическими соединениями, такими как водород и уголь, но это не привело ник чему. Впервые люди увидели полностью собранный двигатель внутреннего сгорания в 1876 году. Николаус Отто создал двигатель Отто, который был переработан и получил свой современный вид, соответствующий тому, что мы видим сегодня.
Остов двигателя обычно изготавливается из алюминиевого или чугунного блока. Внутри расположены
цилиндры в один или два ряда. Внутри двигателя сделаны проходы для воды, которые используются для рассеивания энергии из блока и охлаждения. Движение в двигателе происходит из-за давления, создаваемого воспламенением воздушно-топливной смеси.
Поршневые кольца предотвращают утечку газов и масла в картер, а распределительный вал удерживает впускной и выпускной клапаны. При этом выхлопная система выводит выхлопные газы через выхлопную трубу в атмосферу. Если в камере сгорания возникают проблемы, вы можете заметить белый или черный дым из выхлопных газов.
Заключение
Когда дело доходит до выбора между V6 или V8, определяющими факторами должны быть ваш бюджет, личные предпочтения и частота использование автомобиля. Если вы собираетесь каждый день ездить на своем автомобиле и использовать его для движения по городу, то разумнее приобрести двигатель V6. Как уже говорилось V6 может быть установлен на большинство автомобилей, в то время как V8 используется в основном на автомобилях с постоянным или автоматически подключаемым полным приводом.
Альтернативный дизельный двигатель В-8 — Альтернативная История
Главная » Альтернативное танкостроение » Альтернативный дизельный двигатель В-8
в Избранноев Избранномиз Избранного 1
А не лепо ли ны бяшеть, братие, начати старыми словесы трудных повестий о дизельном двигателъ. О моторъ осьмицилиндровом V-образном, рекомом же В-8.
В предыдущем материале так и остался неразрешенным один существенней вопрос – почему такой замечательный во всех отношениях танковый мотор М-100Т прожил такую яркую, но несправедливо короткую жизнь. Будучи принят на вооружение в 1939 году. Он уже в 1940 году уступил свое место в МТО уникальнейших танков дизелю В-8. Благодаря искренней и бескорыстной помощи нашего коллеги Юрия 27 этот досадный пробел в интереснейшей истории предвоенного танкостроения был заполнен.
Причины снятия с производства мотора М-100Т.
В процессе обсуждения предыдущего материала с коллегами, и с учетом рекомендаций Юрия 27 о том, как правильно убить адаптировать авиационный двигатель для танка, был построен график мощности танкового двигателя М-100Т. С наложением на него упрощенных графиков реально существовавших танковых моторов.
Графики предельно упрощенные. Кто учился в технических вузах, знает, что реальные точки снимаемых параметров редко ложатся на идеальную линию. Чаще всего они представляют собой замысловатый зигзаг бешено петляющего зайца. Но петляющего вокруг той самой идеальной линии теоретического графика.
А идеальный график зависимости мощности «длинноходного» поршневого двигателя от оборотов в минуту представляет собой графическое отображение логарифмической функции на большей части траектории, представляющей собой практически линейную зависимость. Плавный выгиб графика начинается только при приближении к максимально возможным значениям.
Поэтому в качестве опорных точек выбраны мощности на оборотах меньших максимально возможных для рассматриваемых двигателей. У М-100А согласно учебнику график зависимости мощности на подходе к 2400 об/мин тоже представляет собой прямую линию. Остается соединить начало координат и опорные точки — как известные, так и расчетные. Не айс, но кто может — пусть сделает лучше.
Что характерно – график мощности М-100А без ПЦН лежит в непосредственной близости от графиков дизелей серии В-2. Сказывается их близкое родство. А график дизеля В-2-34, развивающего 450 л.с. при 1750 об/мин ляжет буквально один в один.
К глубокому сожалению не все рекомендации смогли быть использованы.
Так Юрий 27 обоснованно настаивал на ещё большем изменении степени сжатия (Опубликовано Юра 27 в чт, 02/07/2015 — 14:03. » … был М-17 со ст. сж. 6,0 и работал на 70-ом бензе, а со ст. сж. 7,3 уже на 85-ом бензе»).
И учета при расчете затрат на центробежный вентилятор, чьи безвозвратные потери мощности на практике доходят до 16% (Опубликовано Юра 27 в Втр, 30/06/2015 — 12:02.»…в танке мотор вращает немаленький центробежный вентилятор …).
Но куда уж дальше? Мотор М-100Т и так показал худшие расчетные характеристики в сравнении, как с реальными советскими моторами, так и британским Роллс-Ройсом. Даже древний «Либерти» и убитый «в не хочу» М-17Тд (дросселированный) выглядят на его фоне вполне респектабельно. Тем не менее, он худо-бедно, но смог бы работать. Чисто теоретически. Практика же с обычной бесцеремонностью показала, как далек обычный необразованный народ от лучших своих инженеров-конструкторов.
Оказалось, что зависимость мощности двигателя от оборотов попирает фундаментальные физические законы. Чисто конкретно и в наглую. Максимальная мощность на зависть конструкторам Роллс-Ройса ушла в заоблачные высоты практически вертикально (Опубликовано Юра 27 в чт, 09/07/2015 — 15:55. «…макс. мощность М-100Т известна (915-950 л/с)…»).
А картина расхода топлива после снятия ПЦН изменилась настолько причудливым образом, что продолжение разработок в том же направлении грозило составить конкуренцию грозненским нефтепромыслам.
Поговаривали даже, что при определенных условиях М-100Т может переходить в жидкое и. возможно, газообразное состояние – надо только обнаружить «реперную точку» (Опубликовано Юра 27 в чт, 09/07/2015 — 15:55), то есть точку фазового перехода.
Именно поэтому мотор в срочном порядке изъяли танковых частей, а документацию засекретили. Причем настолько серьёзно, что даже стоимость двигателя впоследствии пришлось определять с помощью гадания на кофейной гуще.
Заодно в вековой пыли архивов похоронили и секрет того, «в одну повозку впрячь как можно быка и трепетную лань» – динамика мотора в пару раз превосходила возможности трансмиссии.
На этом фоне совершенно затерялся вздох облегчения обычного пехотного Вани. И то, одно дело ручками и ножками разгонять под горочку относительно легкий БТ, и совершенно иной компот – работать бурлаком при более чем двадцати трех тонном Т-111.
Новое сердце нового танка.
Основным танковым мотором назначили V – образный восьмицилиндровый дизельный двигатель. «Новый дизель получается значительно проще, дешевле (в полтора раза), легче, меньше и экономичнее двенадцатицилиндрового В-2». Ибо если уж в РИ создали V12, то сделать V8 — да как два пальца об асфальт. Тем более, что «при условии производства мотора в СССР тридцатых годов, надёжность V-8, всегда будет выше таковой V-12». Потому, что такое «уменьшение даёт увеличение прочности, которым страдал В-2 в 38г. … за счёт меньшей длины нагруженных частей, ГБЦ, блока, КВ и РВ-ов». Создан на базе задела по дизельному двигателю В-2. Мощность – 340 л.с. при 1800 оборотах в минуту и весе порядка 600 кг. Мотор В-8 «можно легко форсировать до 400 л.с.». В то же время аналогичные мероприятия, проводимые с реальным В-2, приводили «к катастрофическому падению ресурса мотора». А тут имеем «резерв для повышения мощности при сохранении удовлетворительного ресурса в условиях войны». В общем информации о совершенно новом моторе – бездна. Давайте попробуем в неё шагнуть.
Шаг № 1. Возможности производства, дефектации и доводки.
Дизельный двигатель В-2 (он же БД-2) пилили с 1933 года. Под него создали опытовое производство. В 1938 году начали выпускать пробные серии. С подготовкой к развертыванию крупносерийного производства. Рыбинский завод НКАП выпускавший танковые моторы готовился к свертыванию непрофильных заказов – авиации во всевозрастающих количествах требовались моторы серии М-10Х, так как в серию предполагалось запускать истребители Як и ЛаГГ. В 1939 году опытовое производство В-2 разворачивается в отдельный серийный завод. Еще пару лет идет доводка серийного изделия. Из них – более чем полтора года мирного времени при широчайших возможностях набрать статистику при различных режимах эксплуатации на машинах массой от 15 до 50 тонн, от тихоходных тягачей до быстроходных танков, от сухопутной техники до речных судов.
М-100Т сделан на базе мотора с ресурсом 50-100 часов в 1934 году. Не принят к производству. В 1939 году запускается в производство с моторесурсом в 250 часов. Кто, по чьему заказу, на какие средства и на какой технической базе занимался доводкой мотора? Климов? У него с 1934 по 1939 годы – М-100, М-100А, М-103, М-103А, М-105 с модификациями. Где производить? В Рыбинске? Завод зашивается с заказами НКАП. Для танковых моторов остается только бывший цех № 400, с 1939 года завод № 75 – производитель В-2. Так что дизель в чулан и работаем карбюраторный мотор. И забить о нем на года полтора. А через означенный срок с не меньшим итузизизмом возвращаемся к производству дизеля. В общем, завод плющит, колбасит и прет. Печаль. На конец 1940 года по дизелю ни опыта серийного производства и какой-либо статистики по выработке на отказ. Даже если принять за данность, завод в пятницу прекратил выпуск М-100Т, а в понедельник начал производство В-8, потерян целый год мирного времени на доводку двигателя. А июню 1941 года наработка статистики по эксплуатации откровенно убогая, как по времени, так и по режимам – исключительно танки и исключительно массой не выше 25 тонн. Так что при равном уровне «детских болезней» у В-8 намного меньше шансов стать в военные годы нормальным мотором, чем у реального В-2. Хотя может у него существуют конструктивные предпосылки для этого?
Шаг № 2. Такой простой мотор.
Что такое конструктивная простота? Это отсутствие в конструкции мотора элементов осложняющих его расчет, работу и изготовление. Так рядный двигатель всегда проще V-образного даже при одинаковом или большем количестве цилиндров. А дизельный мотор всегда проще карбюраторного – у него принципиально отсутствует целая система, система зажигания. Что имеем в сравнении В-8 с В-2? Оба дизели. Оба V-образные. Все системы идентичны.
Технологическая простота определяется номенклатурой использованного для изготовления изделия оборудования и деталей, а не собственно количеством одноименных элементов.
То есть, при одинаковых условиях принципиальной разницы по простоте-сложности между В-2 и В-8 нет. Но являются ли условия одинаковыми.
Шаг № 3. Опыт.
V-образные восьмерки в СССР перед войной делать пытались. Наиболее яркой попыткой в этом деле был МТ-5. 320 л.с. при весе в 920 кг. И его не менее массивный дизельный вариант ДМ-8(ДМТ-5). И если карбюраторная версия вполне успешно работала, то дизель всей сложности политического момента не осознал и работать нормально отказался наотрез. Видимо он не знал, что раз уж V12 В-2 работает. То ему сам Юра 27 велел. Хотя тут дело видимо попроще – за спиной у В-2 целая линейка серийных советских 12-ти цилиндровых V-образных двигателей, от М-5 до АМ-34. А из восьмерок только давно забытый еще в начале 30-х годов мотор М-6. В результате серийные дизельные V8 для тяжелых грузовиков появились в СССР только в 50-х годах ХХ века. Причем при мощности около 300 л.с. весили они более 1000 кг.
Шаг № 4. Использование задела по В-2.
Если мы вспомним рядную шестерку В-4, то она взяла от своего прародителя максимум возможного. Фактически из крупных деталей новым был только верхний картер, даже коленвал ничем принципиально не отличался от используемого на В-2. От последнего «просто отцепили» поршневую группу прицепных шатунов вместе с цилиндрами, головкой блока и газораспределительным механизмом. И то поимели изрядный геморой.
А вот у В-8 такого простого отцепления не получится. В результате уборки группы цилиндров изменяется длина мотора и соответственно длины обоих картеров, блоков цилиндров, ГРМ и коленчатого вала. Изменяются технологические карты и литьевые формы. Из-за изменения угла развала цилиндров изменяется и форма коленвала. Газораспределительный механизм также имеет меньшую длину и настроен под совершенно иной порядок работы цилиндров. Короче говоря, из задела по В-2 на В-8 можно использовать только вкладыши цилиндров, поршни и шатуны. Да ещё топливную и масленую системы, плюс генератор. Всё остальное придется проектировать заново. И сделать это за один год против пяти лет разработки В-2 несколько оптимистично.
Ну, может хоть с надежностью все в порядке?
Шаг № 5. Надежность.
Начнем с коленчатого вала. Если исходить из того, что коленчатые валы лежат на двух опорах (в начале и конце) – то да, вал V12 легче сломать, чем более короткий V8. Проблема только в малом. В сущем пустяке. Каждое колено вала имеет собственную точку опоры – коренной подшипник. У V8 их пять, а у V12 – уже семь. В результате, что у В-8, что В-2 при идентичном режиме работы нагрузка на каждое колено вала будет абсолютно идентична.
Та же самая история с верхним картером, основной несущей конструкцией мотора. Он имеет секционную структуру из-за поперечных стенок, к которым крепятся упомянутые коренные подшипники коленвала, дополнительно усиленную ребрами жесткости и упорами. В результате каждая секция воспринимает исключительно свою нагрузку.
И трещины, возникавшие в картере БД-2 и повреждения коленчатых валов при работе, совершенно не имели отношения к длине деталей. Причина – вибрации. Причина вибраций – выход из строя коренных подшипников. Причина этой неисправности – плохая работа системы смазки.
Из-за уменьшения длины мотора совершенно не исчезнут и дефекты, отправившие на свалку ни один дизельный мотор, том числе и упоминавшийся ДМ-8.
Так анализ эксплуатационных данных различных видов дизельных двигателей (как рядных, так и V-образных) позволяет считать наиболее уязвимыми узлами: детали ЦПГ, топливную аппаратуру, органы управления выпуском. То есть поломки и износы поршневых колец, приводящие к задирам поршней во втулках; износ и деформация собственно цилиндровых втулок, трещины по перемычкам клапанных гнезд, отверстий под направляющую втулку, пробоины, прогорания; отказы вплоть до разрушения топливных и масленых насосов; выход из строя топливных, масленых и воздушных фильтров.
В общем, проблемы надежности дизельных моторов В-8 и В-2 относятся к категориям одного порядка и не находятся в прямой зависимости от длины этих двигателей.
Однако одно существенное конструкционное различие между этими моторами таки имеется.
На В-8 по неизвестным причинам отказались от коренного и упорного подшипников рабочего конца (носка) коленвала. Соответственно все осевые и радиальные нагрузки от КПП танка принимаются на совершенно не предназначенный для этого пятый коренной подшипник в дополнение к нагрузкам от шатунно-поршневой группы. Как следствие – значительно более быстрый выход этой детали из строя, чем у В-2.
Шаг № 6. Режимы работы.
Поскольку мотор основан на цилиндро-поршневой группе В-2, с той же степенью сжатия, укомплектован теми же топливной, масленой и воздушной системами, работает на оборотах равных номинальному режиму В-2 и выдает мощность кратную уменьшению количества цилиндров – имеем полное основание говорить, что условия работы В-8 в целом идентичны условиям работы реального мотора В-2. То есть по мотору имеем точно такую же нагрузку на кривошипно-шатунный механизм, что и в реальности.
Внешняя нагрузка если и изменилась, то не в лучшую сторону.
А у Т-34-76 образца 1940 года – 19,5 л.с./т. Для моделей 1941/1942 годов – 17,54 л.с./т.
То есть для дизельмотора В-2 в реальности имели место, хоть и незначительно, но более щадящие условия работы.
Соответственно надежность мотора в строевых частях будет определяться исключительно трудом, вложенным в него в процессе разработки, наладки серийного производства и доводки уже серийного изделия. На июнь 1941 года мотор В-8 в этом отношении безоговорочно проигрывает реальному двигателю В-2 – полтора года против семи с половиной лет затраченного труда конструкторов, технологов, испытателей и строевых механиков.
Шаг № 7. Возможности по форсированию.
Тут вообще печаль. Предпосылок к тому, что на разгоне В-8 будет работать надежнее, чем В-2 нет никаких. Более того для достижения 400 л.с. альтернативный двигатель придется раскручивать до 2100 об/мин с соответственным снижением надежности по элементам кривошипно-шатунного механизма. А достижение мощности в 500 л.с. возможно лишь при раскручивании коленчатого вала до почти 2700 оборотов в минуту. Так все подшипники посыпятся. А поршня начнут снимать с цилиндров стружку.
То есть при той же мощности, в сравнении с В-2, нагрузка на кривошипно-шатунный механизм увеличится в полтора раза. С соответственным снижением моторесурса. В общем, при сопоставимой мощности за то же время, что в РИ ушатывали два В-2, в альтернативе переведут на металлолом три В-8.
Если судить по непонятно как рассчитанной цене – полный паритет в финансовых затратах. А если по весу – то два 750 кг В-2, выгоднее трех 600 кг В-8. Килограммов на триста металлоемкости. А это уже говорит, что уменьшение цены В-8 определено не верно.
И всё это при том, что В-2 по своим габаритам спокойно становится на место убермотра М-100Т.
Вывод:
альтернативный дизельный восьмицилиндровый V-образный двигатель В-8 «создан» банальным масштабированием В-2 без учета элементарных последствий этого «инженерно-конструкторского» шага. Характеристики подвижности основных танков с В-8 хуже, чем в РИ с В-2. Применение по типам машин ограничено. Перспектив сравнимых с В-2 не имеет. В качестве силовой установки средних танков 50-х годов, и перспективных ОБТ не представляет ни какого интереса.
8 самых известных типов двигателей в мире и их отличия
После прочтения нашего обзора вы будете понимать, как работают восемь типов двигателей в мире.
Двигатель – это агрегат, который может преобразовать одну энергию в механическую. В эту категорию входит множество видов двигателей, начиная от паровых (двигатели внешнего сгорания) и электрических и заканчивая двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные моторы и т. д.). Мы покажем вам восемь самых известных в мире двигателей, а также просто и интуитивно понятно расскажем вам, как они работают, описав принципы их работы.
1. Оппозитный двигатель
В горизонтально противоположном двигателе (оппозитном) поршни двигаются по обеим сторонам коленчатого вала влево и вправо в горизонтальном направлении. В этом случае высота двигателя уменьшена. За счет использования оппозитного двигателя уменьшается центр тяжести транспортного средства – автомобиль движется более плавно. Крутящий момент, создаваемый поршнями с обеих сторон, компенсирует друг друга, значительно уменьшая вибрацию транспортного средства во время движения.
Также подобная конструкция позволяет сделать двигатели высокооборотистыми. Но, несмотря на высокие обороты, оппозитные моторы имеют меньше шума, чем обычные ДВС.
Двигатели с горизонтальным ходом поршней использует компания Porsche почти во всех моделях. Но, например, в Porsche Cayenne и Panamera оппозитные двигатели не применяются.
2. Рядный двигатель
В рядном двигателе все его цилиндры расположены рядом друг с другом в одной плоскости. Конструкция цилиндров и коленвала довольно-таки проста. Головка блока цилиндров имеет небольшую стоимость при изготовлении. Также рядные двигатели отличаются высокой стабильностью, характеристиками крутящего момента на низких оборотах, низким расходом топлива и компактным размером. Рядные двигатели обычно обозначаются латинской буквой «L-n», где n – количество цилиндров рядного двигателя. Современные автомобили в основном имеют двигатели с обозначением L3, L4, L5, L6.
3. Двигатель V-типа (V-образный силовой агрегат)
V-образный двигатель разделяет все цилиндры на две группы друг напротив друга под определенным углом. В итоге мотор образует плоскость под углом. Если посмотреть на этот тип двигателя со стороны, то он будет иметь V-образную форму. V-образные двигатели имеют небольшую высоту и длину. Этот тип моторов удобнее размещать в автомобиле по сравнению с обычными рядными моторами, которые по своим размерам гораздо больше.
В настоящее время во многих автомобилях среднего и люкс-класса используются V-образные двигатели. Чаще всего это 6-цилиндровые силовые агрегаты. Например, такие двигатели стоят на Volkswagen Passat, Audi A6 и Mercedes E-класса AMG.
4. Квазитурбинный двигатель
Квазидвигатель представляет собой модифицированный двигатель, основанный на роторном силовом агрегате. Если в обычном роторном двигателе задействованы три лопасти, то квазидвигатель использует цепной ротор, состоящий из четырех частей. Это беспоршневой роторный мотор с ромбовидным ротором. Преимущество двигателя: это новый тип двигателя небольшого размера, с высокой мощностью, высоким крутящим моментом, который может работать на множестве источников энергии.
В настоящий момент квазидвигатель не используется ни на одном автомобиле, поэтому невозможно проверить, подходит ли он для замены обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания или в качестве лучшей альтернативы обычным роторным моторам. Квазидвигатель все еще находится в стадии создания прототипа.
5. Роторный двигатель
Внутреннее пространство корпуса роторного двигателя всегда разделено на три рабочие камеры. Во время движения ротора объем трех рабочих камер постоянно изменяется. Двигатель также имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск последовательно завершаются в циклоидальном цилиндре.
Роторный двигатель сильно отличается от обычных поршневых двигателей внутреннего сгорания. Себестоимость производства роторных моторов существенно больше, также как и их последующее обслуживание и ремонт. Кроме того поршневой двигатель по сравнению с роторным эффективней с точки зрения мощности, веса, выбросов и энергопотребления.
В сочетании с этим, а также в связи со странности технологий роторного двигателя, крупные автомобильные компании пришли к выводу, что использование роторных силовых агрегатов в автопромышленности бессмысленно. Так как роторные моторы не показали своих преимуществ перед обычными, у автомобильных компаний не появилось энтузиазма по их дальнейшей разработке. Только компания Mazda до сих пор тратит огромные деньги на разработку новых поколений роторных моторов.
6. Двигатель Green Steam
Green Steam – эффективный, экономичный и простой двигатель, разработанный изобретателем Робертом Грином из Лагуна Вудс, Калифорния, США. Этот мотор преобразует избыточное тепло в водяной пар, который и приводит в движение силовой агрегат. Легкий и компактный двигатель Green Steam преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное. Его основной характеристикой является гибкий вал, который передает возвратно-поступательное движение от поршней к кривошипу «Z», таким образом, совершая вращательное движение, не используя запястья, шатуны или коленчатые валы.
Этот мотор может использоваться для воздушных насосов, генераторов, водяных насосов, воздуходувок горячего воздуха, аппаратов дистилляции воды, тепловых насосов, кондиционеров, модельных самолетов и т. д.
Одним из наиболее уникальных преимуществ двигателя является его способность генерировать энергию из тепла двигателей. По существу, отработанное тепло выхлопных газов от двигателя транспортного средства может быть преобразовано в энергию, используемую для некоторых систем охлаждения и насосов транспортного средства. Этот двигатель повысит уровень эффективности любого транспортного средства или системы машины, на которой он установлен.
7. Двигатель Стирлинга
Двигатель Стирлинга относится к типам силовых агрегатов внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменении давления. Принцип работы двигателя Стирлинга заключается в постоянном сжатии рабочего цилиндра, в результате чего происходит нагревание его внутренней части, а затем охлаждение. Из-за перепада давления из цилиндра извлекается энергия, образуемая при изменении давления. Обычно в качестве рабочего тела используется водород или гелий. Но чаще в таких моторах используется воздух.
Двигатели Стирлинга отлично подходят для преобразования тепла в электроэнергию. Например, многие специалисты считают, что эти моторы подходят для солнечных электрических установок.
То есть это идеальные силовые агрегаты для преобразования солнечной энергии в электричество.
8. Радиальный двигатель (звездообразный)
Звездообразный двигатель представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры расположены вокруг коленчатого вала. Один поршень соединен с коленвалом через главный шатун. Остальные поршни прикреплены через шатуны к кольцам главного ведущего шатуна.
Двигатель преимущественно создан для использования в самолетах. До появления реактивных двигателей в большинстве поршневых авиационных двигателей использовались подобные звездообразные конструкции силовых агрегатов. Эти моторы, как правило, устанавливались на самолеты небольшой дальности. Остальные самолетные моторы имели V-образную форму.
Некоторые современные легкие самолеты до сих пор оснащаются радиальными моторами.
Ряд компаний продолжает строить радиальные системы сегодня. Например, вот современный авиационный радиальный 9-цилиндровый двигатель Веденеев мощностью 360–450 л. с., который в настоящий момент используется на самолетах Яковлева и Сухого.
Восьмицилиндровый (V8) двигатель: характеристики, особенности
Процесс развития автомобилестроения никогда не стоял на месте. Всегда менялись детали на более улучшенные и усовершенствованные. Двигатели класса V8 пришли в мир благодаря другим маломощным и заняли свое почетное место в цепи автомобилестроения.
На данный момент эти моторы занимают почетное место в модельном ряде, предлагаемом производителями, и не собираются покидать эту нишу. Название V8 говорит само за себя: это вид расположения цилиндров в блоке.
История становления V-образных двигателей
Появлению V8-двигателей предшествовало то, что до них были рядные моторы, которые не отличались большой тяговой мощностью. Первый V8-двигатель был разработан и сконструирован в 1902 году конструктором Левассаром, который проектировал и разрабатывал моторы для судов и кораблей. А вот уже в 1905 мир увидел первые роллсройсовские ДВС, которые устанавливались на автомобили.
Далее эту технологию подхватили такие известные производители, как Oldsmobile, GM, Chevrolet и Cadillac. Эта технология заполонила США и буквально стала целой эпохой. Европейские производители всегда старались перейти на более экономичные варианты, что сделало V8-двигатель узкоспециализированным.
В СССР, начиная с 50-х годов, модифицированные и улучшенные моторы этого класса стали применяться на грузовиках, а позже — на легковых автомобилях. Даже сейчас в России множество представителей отечественного автотранспорта имеет конфигурацию V8.
Американские V8
Технология двигателей V8 получила достаточно широкую популярность, которая длилась долго, с 1910 года и по начало девяностых. Эти моторы стали идеальными для установки на масклкары и обыденные автомобили, которые полюбились рядовому потребителю.
Конечно, не обошлось и без доработок. Компания GMC в середине 70-х запускает сразу несколько линеек супермощных двигателей V8 на нескольких моделях, которые стали классикой американского автомобилестроения. В тоже время легендарный Ford вместе с Shelby выпускает два величественных творения – GT350 и GT500. Эти модели по этот день считаются одними из лучших в мире, по мнению автомобилистов и экспертов.
В мире широко известными стали такие машины с двигателем V8: Chevrolet Camaro SS, Chevrolet Impala 67, Dodge Charger, Dodge Challenger, Buick Riviera, Pontiac GTO, Plymouth Barracuda и Oldsmobile Toronado. Все эти модели достаточно хорошо известны в США, а также в СНГ.
V8 родом из Германии
Яркими представителями производства стали двигатели «БМВ V8» и «Ауди V8». Каждый парень с детства наслышан о том, что это классические спортивные автомобили немецкого производства, которые завораживали и поражали мощностью. Еще одной отличительной характеристикой был звук двигателя V8, который многие узнают и по сегодняшний день.
Во времена бандитских 90-х в РФ многие члены группировок ездили на машинах этих марок. Они имели преимущества перед остальными, благодаря своему сильному мотору, на котором уходили от погонь. Двигатель «Ауди V8» имел достаточно большой ресурс, приблизительно 700-800 тыс. км пробега, поэтому полюбился многим автолюбителям, которые до сих пор эксплуатируют его.
Разработка отечественного восьмицилиндрового двигателя
Конечно, в Советский Союз все технологии приходили с опозданием. Почти все разработанные автомобили и моторы были практически скопированы с зарубежных аналогов. Так, первый двигатель ГАЗ V8 устанавливался на 13-ю модель, которую многие знают как «Чайку».
Особую популярность такой двигатель получил благодаря двум автомобилям – ГАЗ-53 и ЗИЛ-130. Они считались самыми надежными и легкими в обслуживании. Ремонт их ДВС был простым и не доставлял неудобств. Конечно, с годами они потеряли былую мощность и стали обыденными, такими, которые ничем не удивляют.
Современный отечественный автопром может похвастаться только несколькими моторами. Двигатели ЗМЗ V8, которые устанавливаются на «Волги» и «Газели», — в их числе. Они показали высокие технические характеристики и были признаны одними из лучших моторов, которые выпускались на постсоветском пространстве.
Технические характеристики и особенности V8
V8 (двигатель) – мотор внутреннего сгорания, который, по большому счету, собран из двух четырехрядных, которые были подвешены на один коленчатый вал. При этом шатуны, которые располагались напротив, ставились на одну шатунную шейку коленвала. В конфигурации V8 (двигатель) неуравновешен по части инерции поршней и верхней части шатуна в креплении пальца. Это сопровождается вибрацией, которую слышно в салоне.
Чтобы уравновесить данную силу, требуется дополнительно два вала, которые будут вращаться в 2 раза быстрее коленвала и при этом в разные стороны. Такую технологию применяют на Ferrari или других высокооборотных ДВС.
В современном мире применяется несколько углов расположения цилиндров относительно друг друга: 60, 90 и 180 градусов. Конечно, самой распространенной является первая. На более скоростных вариантах автомобилей и масклкарах стоит 90-градусная. И только производитель «Субару» отличился: на спортивных вариантах автомобилей модель двигателя V8 имеет угол разворота цилиндров 180 градусов.
Грузовой V8 как неотъемлемое условие мощности
В начале Второй мировой войны, когда возникла резкая необходимость в увеличении мощности грузовых автомобилей и повышении их проходимости, было решено устанавливать на них двигатели класса V8. Это позволило перевозить больше боеприпасов, а также ездить по местностям, где раньше не хватало тяговой силы.
В 60-х годах все американские грузовики оснащались такими моторами. В Европе особую популярность заслужил двигатель «Скания» V8, который по своим техническим данным мог тянуть до 40 тонн груза, а легкость обслуживания и надежность снискали ему любовь дальнобойщиков.
Конечно, на сегодняшний день V8 устанавливается на автомобили с грузоподъемностью до 10 т, поскольку на более высокую нет смысла ставить с экономической точки зрения. Так, на современных дорогах можно встретить следующих представителей автопроизводства с установленным V8-мотором: ГАЗ, МАЗ, КАМАЗ, MAN, DAF, Foton, FAW и другие. Самой популярной конфигурацией для грузовика является двигатель V8 4,2 литра.
Обслуживание V-образных «восьмерок»
Двигатель любого автомобиля должен регулярно обслуживаться, чтобы нормально и долгосрочно функционировать. Что же входит в этот процесс? Рассмотрим поближе:
Замена масла и фильтрующих элементов.
Промывка топливной системы и ремонт ТНВД.
Замена свечей зажигания и накаливания.
Регулировка клапанов.
Замена прокладки клапанной крышки и поддона.
Регулировка зажигания.
Поточная замена деталей, которые вышли из строя.
Облуживание двигателя V8 для каждого автомобиля имеет свои сроки, но не стоит их откладывать, поскольку несвоевременная замена или ремонт могут привести к разным последствиям, в том числе и полной замене поршневой группы или мотора в сборе.
Общие понятия ремонта моторов с 8 цилиндрами
Каждый мотор имеет свой ресурс использования, и, когда он исчерпывается, приходится его ремонтировать. Ремонт таких двигателей стоит производить на специальных станциях, поскольку только у них есть оборудование, которое позволит это сделать. Инструмент может найтись у каждого, а вот спецоборудование – нет.
Существует несколько видов ремонта V8: поточный, плановый и капитальный. Первые два всегда спланированы, поскольку и так понятно, что детали внутри силового агрегата выходят из строя, а вот последний может нагрянуть неожиданно.
Ремонт головки блока
Один из видов ремонтных операций, который проводится в основном с износом основного силового агрегата – блока цилиндров. Рассмотрим основные операции и запасные части на примере двигателя ЗМЗ V8:
Конечно же, первым пунктом становится демонтаж всей ГБЦ. Для этого следует отсоединить все, что примыкает к ней. Более детальные инструкции можно найти к каждой модели производителя отдельно.
Разборка головки блока цилиндров.
Осмотр и промер деталей, которые были изъяты. Определения пригодности к дальнейшему использованию.
Шарошка, полировка, шлифовка и подготовка к сборке.
Непосредственный процесс сборки.
Установка на автомобиль и подключение.
Стоит помнить, что данные операции необходимо проводить в автосервисе, поскольку многие из них невозможно сделать в домашних условиях. Двигатели ЗМЗ V8 довольно просты в ремонте, по сравнению с грузовыми, в которых существует много нюансов.
Список основных деталей, которые выходят из строя в ГБЦ:
Впускные и выпускные клапаны.
Седла и сальники клапанов.
Распределительные валы в отдельных случаях.
Толкатели клапана.
Почти никогда не ломаются пружины клапанов и корпуса ГБЦ.
Ремонт блока цилиндров
Ремонт силового агрегата является одним из самых сложных во всем автомобиле. В нем наибольшее количество узлов, без которых функционирование автомобиля невозможно. Итак, рассмотрим общий технологический процесс ремонта этой детали:
Трудоемким и самым безопасным является демонтаж блока цилиндров. Стоит отсоединить все узлы, связанные с ним, а также разобрать часть вспомогательных. В зависимости от типа V8 и автомобиля процесс может составлять 8-16 часов.
Разборка силового агрегата проводится на специальном стенде, который позволяет оборачивать его вокруг оси на 360 градусов.
Диагностика разобранных деталей. Осмотр и промеры. В основном замеряют толщину шеек коленчатого вала и размер поршневого канала.
Подбор запасных частей проводится специалистом в магазине или менеджером по запасным частям на основании первичных данных мотора, а также промеров.
Следующим этапом ремонта становится шлифовка коленвала на специальном станке. Блок цилиндров при этом растачивается при помощи хонинговочного станка.
Мойка деталей делается после каждой проведенной операции. Перед началом сборки все детали тщательно очищаются от стружки, грязи и прочих посторонних частиц.
Процесс сборки может занимать от 16 до 48 часов, в зависимости от варианта исполнения двигателя.
В конце всех манипуляций проводится испытание, сначала на специальном стенде, а потом на автомобиле.
Основные запасные части, которые используются в ремонте блока цилиндров:
Поршнекомплект или гильзокомплект. Могут покупаться вместе или детали по отдельности.
Вкладыши коренные и шатунные.
Комлект прокладок.
Насос масляный.
Сальники к/вала.
Шестерни привода.
Стоит отметить, что ремонт силового агрегата типа V8 — довольно дорогое удовольствие. В некоторых случаях даже очень. Многие специалисты по ремонту двигателей рекомендуют вовремя обслуживать автомобиль, поскольку это обходится намного дешевле, нежели капитальный ремонт.
Тюнинг «восьмерки»
По большому счету, особого тюнинга на эти моторы никто не придумывал. Конечно, в 70-80-е годы на масклкарах пробовали что-то переделывать, чтобы добавить мощности, но не получалось. Современные инженеры совершили единственную доработку – установку турбонаддува, которая прибавила тяговых характеристик.
Как сознавался разработчик «Додж Челленджер»: «зачем усовершенствовать то, что и так совершенно?». Ни один производитель, особенно старых американских «зверей», не считает, что нужно тюнинговать двигатели их производства, поскольку все что можно уже установлено и подогнано под максимальную мощность.
Дизельные моторы с конфигурацией V8
Дизельные двигатели V8 пришли на смену неэкономичным бензиновым. Яркими представителями на пространстве СНГ является ЯМЗ-238. С годами он доказал свою надежность. Устанавливается в основном на автомобили МАЗ и некоторую сельскохозяйственную технику. Довольно прост в ремонте, а обилие запасных частей позволяет выбрать самый оптимальный вариант для покупки.
Дизельный двигатель V8 имеет большую мощность, в отличие от бензинового, поэтому большинство производителей автомобилей перешли на его применение. Также большим плюсом является меньший расход топлива, а ресурс использования увеличен на 40%.
Важнейшим достижением в развитии двигателей такого типа считается изобретение электронного распределения топлива с отключающимися цилиндрами. Впервые ее применили на «Додже Челленджере». Сейчас много известных автопроизводителей используют на «восьмерке» такую технологию.
Какой вариант лучше?
Если вы ищете автомобиль и рассматриваете вариант V-6 или V-8, знание типов двигателей и их преимуществ может оказаться полезным при принятии решения о покупке. Читайте дальше, чтобы узнать больше о двигателях V-6 и V-8, чтобы определить, какой вариант лучше всего подходит для вас.
Типы двигателей и что означает буква «V» в двигателях
Автопроизводители могут производить широкий спектр типов двигателей для различных потребностей вождения, изменяя количество и размер цилиндров, а также их соотношение друг с другом. Размеры цилиндров будут варьироваться от двигателя к двигателю, но все они имеют одинаковый размер внутри отдельного двигателя. MechanicBase.com утверждает, что расположение цилиндров в двигателе дает V-6 и V-8 их обозначения. В то время как некоторые типы двигателей имеют цилиндры, расположенные в прямой ряд, двигатели V-типа имеют цилиндры, расположенные в два противоположных ряда.
Два противоположных ряда цилиндров соединяются друг с другом в форме буквы V, и эта конфигурация является обычной, когда необходимо разместить больше цилиндров в компактном пространстве. Когда шесть или восемь цилиндров размещены в V-образной схеме, это обозначается как V-6 или V-8 соответственно. Так что, если вы водите модель с V-6, это означает, что в двигателе два ряда по три цилиндра. V-8 имеет два ряда по четыре цилиндра.
Конструкции V-6 и V-8 имеют несколько общих черт. Во-первых, эти двигатели обычно легче, а во-вторых, они, как правило, более компактны, чем двигатели других конструкций. Преимущество легкой и компактной конструкции двигателей V-6 и V-8 заключается в том, что благодаря исключительной сбалансированности конструкции автомобиля снижение веса может повысить уровень топливной экономичности.
Преимущества двигателя V-6 по сравнению с двигателем V-8
Если вы думаете о покупке двигателя V-6, у этого типа двигателя есть несколько преимуществ перед двигателем V-8:
Прирост мощности от V-6 до V-8 минимальна
Двигатели V-6 могут предложить некоторые мощные возможности буксировки
Двигатели V-6 делают транспортные средства менее тяжелыми при движении
V-6 часто может обеспечить большую устойчивость, чем a V-8
V-6 часто обеспечивает лучшую управляемость, чем V-8
Реальность такова, что увеличение мощности при переходе с V-6 на V-8 относительно невелико. Серия Dodge Ram является ярким примером этого факта. Согласно блогу Green Garage, вы можете приобрести 3,6-литровый V-6 мощностью 305 л.
На самом деле, один из лучших автомобильных двигателей в настоящее время предлагает крутящий момент 420 фунт-футов с 240-сильным 3,0-литровым V-6, который может обеспечить до 29миль на галлон на открытом шоссе. Вы можете получить аналогичные результаты по эффективности использования топлива от Ford F-150 и их технологии двигателя EcoBoost.
Несколько отличных внедорожников на рынке могут буксировать большие объемы с двигателем V-6, а не с двигателем V-8 под капотом. Прекрасным примером этого является Ford Expedition EcoBoost V-7. Этот автомобиль может буксировать до 9200 фунтов из-за крутящего момента в 460 фунт-футов. Это дает Expedition самый высокий рейтинг буксировки в своем классе.
V-6 также снижает вес при движении по кривым, поворотам и поворотам. Это связано с тем, что двигатели V-6 имеют на два цилиндра меньше. Двигатели V-6 имеют улучшенные характеристики по сравнению с двигателями V-8, особенно при правильном выборе времени ускорения, потому что меньше склонность к дрейфу к внешнему краю.
Однако вы можете немного потерять потолок мощности из-за преимущества в весе. Таким образом, выбор V-6 или V-8 может действительно зависеть от того, чего вы надеетесь достичь с помощью своего автомобиля. Улучшенная управляемость двигателя V-6 обеспечивает устойчивость, с которой просто не может сравниться автомобиль с двигателем V-8.
Преимущества двигателя V-8 по сравнению с двигателем V-6
Есть также несколько преимуществ двигателя V-8, которые просто не может предложить двигатель V-6. Вот некоторые из этих преимуществ:
Больше грузовой емкости, поэтому вы можете перевозить больше вещей и более тяжелые грузы с двигателем V-8 по сравнению с двигателем V-6
Цилиндры V-8, как правило, имеют больший перпендикулярный угол внутри двигателя
Двигатели V-8 имеют большую мощность, что приводит к более высокому потолку мощности, чем у V-6
Автомобиль с V-8 может быть больше подходит для выполнения рабочих задач
Одна из основных причин, по которой большинство владельцев автомобилей имеют V-8, заключается в возможности что-то буксировать. Вы получаете дополнительную мощность с двигателем V-8, который полезен при обновлении до чего-то вроде Cadillac Escalade весом 5700 фунтов.
Вы также обнаружите, что с двигателями V-8 вы получаете немного больший крутящий момент, чем с V-6, хотя в некоторых моделях эта разница может быть совсем небольшой. Поэтому, если вам нужно что-то тяжелое, вам лучше приобрести апгрейд мощности, чтобы убедиться, что вы выполняете то, что вам нужно.
В зависимости от ситуации на рабочем месте большой внедорожник, грузовой фургон или пикап с двигателем V-8, например Ford F-150, могут обеспечить преимущество в мощности. Будь то транспортировка материалов, буксировка оборудования или другие нужды на рабочем месте, V-8 может предоставить лучшие варианты.
V-6 или V-8: что лучше?
Преимущества и недостатки двигателя V-6 по сравнению с двигателем V-8 в конечном итоге сводятся к мощности и характеристикам, которые вы хотите получить от своего автомобиля. U.S. News объясняет, что вы должны подумать о цели своего автомобиля, прежде чем выбирать тип двигателя. Например, вы можете выбрать двигатель V-6, если:
Вы хотите улучшить управляемость и уменьшить вес
Общие характеристики автомобиля являются важным фактором при покупке
Повышение эффективности использования топлива — один из ваших приоритетов
Общая сумма покупки автомобиля — одна из ваших главных забот
Аналогичным образом, если вы хотите выполнять тяжелые задачи, а возможности буксировки и перевозки являются обязательными, вы можете выбрать двигатель В-8. В конечном счете, ваша покупка зависит от вашей общей повседневной работы и личных потребностей в транспорте.
Двигатели V8, пользующиеся большим спросом среди серьезных владельцев коробок передач, пользуются почти культовой популярностью, и многие автолюбители отказываются рассматривать что-либо меньше восемь цилиндров под капотом своего автомобиля.
Является ли двигатель V8 лучшим выбором для большинства редукторов? Да, если вы поклонник мощных или маслкаров, поскольку он одновременно мощный и компактный. В конце концов, V8 подпитывал эру маслкаров 1960-х годов и продолжает играть важную роль в автомобильной промышленности сегодня. Однако для поклонников V8 на горизонте сгущаются тучи. В мире истощающихся ресурсов автопроизводители направляют производство на экологически чистые автомобили.
В недалеком будущем мы все будем водить электромобили, и нам останется только вспоминать о величайших двигателях V8.
10/10 Ford Cosworth DFV — Team Lotus/Mario Andretti
Через какой автомобиль
Любой редуктор будет прост, если поверит, что нынешнее доминирование Mercedes в Формуле-1 делает его самым успешным двигателем в истории этого вида спорта. На самом деле эта честь достается силовому агрегату Ford-Cosworth DFV, одержавшем рекордные 155 побед в 262 стартах с 1967 по 1985 год.
Via Pinterest
Дебютировав с Team Lotus в 1967 году, программа двигателей, финансируемая Ford, разработанная тогда еще молодым стартапом Cosworth, должна была заполнить пробел в новых правилах для двигателей. Мало ли Cosworth знал, насколько успешным станет подразделение DFV. Безусловно, самый доминирующий показ пришелся на 1978, когда Марио Андретти за рулем своего Lotus 79 одержал восемь побед и стал чемпионом.
СВЯЗАННЫЙ: 15 интересных вещей, которые мы только что узнали о Марио Андретти
9/10 Buick 215 — Rover V8
Через британский V8
Очень любимый автопроизводителями и сборщиками комплектов автомобилей компактный двигатель Rover V8 устанавливается на десятки автомобилей всех сегментов рынка, от седанов до внедорожников, развивая мощность до 340 л. с. в зависимости от рабочего объема и состояния.
Через ТВР
На самом деле, любимый британский двигатель вовсе не британский и начал свою жизнь как силовой агрегат Buick 215, разработанный для морских применений, что сильно отличается от более распространенных малообъемных спортивных автомобилей, известных большинству редукторов. То, что делает Rover V8 отличным выбором, сводится к двум вещам: его компактным габаритным размерам и конструкции из сплава, которые очень востребованы среди автопроизводителей.
8/10 Koenigsegg Spyker V8 — элерон C8
через Pinterest
Эти сумасшедшие люди из Spyker Cars снова вернулись с совершенно новой линейкой C8 Aileron 2021 года, на этот раз с более необычным выбором двигателя. Раньше бренд использовал силовые агрегаты Audi, но теперь стал более скандинавским.
Через Автокар
Нам нравилась предыдущая линейка C8 с ее уникальным ретро-современным стилем и мощными двигателями, но 400 л.с. не делали ее суперкаром, которым она могла бы быть. Тем не менее, новая модель оснащена уникальным 5-литровым двигателем V8, разработанным Koenigsegg, без наддува и мощностью всего 600 л.с. Наконец, у Spyker есть возможность выйти на рынок суперкаров.
7/10 F136 — Ferrari 458 Speciale
Via Wikimedia
Ничто не сравнится с кричащей нотой высокооборотистого безнаддувного двигателя V8, предлагающего тот опыт, который обычно ассоциируется с более дешевыми автомобилями Ferrari, шум, которого не было со времен широкого использования турбонагнетателей.
Через Autogespot
Дебютировав в 2001 году, Ferrari F136 стал последним безнаддувным двигателем, произведенным итальянским автопроизводителем. F458 Speciale — это лебединая песня в истории автомобилестроения. Что делает F136 особенным, так это то, как он выдает свою пиковую мощность в 597 л.с. с пиковым ограничителем 9000 об / мин, побуждающим владельцев вдавливать дроссель в ковер.
6/10 General Motors LS Series — Corvette C5 и далее
Via On All Cylinders
Очень немногие двигатели могут похвастаться таким успехом, как серия LS компании General Motors. Впервые введен в 1995, он обитал в ряде последовательных моделей, вплоть до нынешнего Corvette.
Через доступ к обоям
Разработанный для замены устаревшей серии малых блоков Chevrolet, LS представлял собой совершенно новую конструкцию, которая имеет мало общего со своим предшественником: в новую конструкцию были перенесены только подшипники и расстояние между отверстиями. Первое настоящее испытание состоялось в 1997 году с 5,7-литровым железным блоком LS1, установленным на Chevrolet C5 Corvette. Имея в запасе 345 л.с., у GM был победитель.
СВЯЗАННЫЙ: Объяснение легенды о двигателе Chevrolet LS
5/10 Lotus Type 918 — Esprit V8 350
Через YouTube
Как британский ответ мощи Porsche и Ferrari, Lotus Esprit должен был довольствоваться небольшим 4-цилиндровым двигателем с турбонаддувом в течение десятилетий, но было ясно, что для выхода в высшую лигу потребуется больше цилиндров. Наконец, в 1996 году Esprit получил двигатель, которого заслуживал, но восемь лет спустя его убили.
Виа Шму Автомотив
Однако у Esprit было несколько недостатков, которые мешали владельцам в полной мере использовать этот великолепный двигатель. Устаревшая трансмиссия не справлялась с запланированной мощностью, поэтому клиентские автомобили были расстроены до 350 л.с. Первоначально Lotus Engineering надеялась поставить свой Type 918 другим автопроизводителям, так как 3,5-литровый турбодвигатель оказался одновременно мощным и надежным с запасом для дальнейшего развития. К сожалению, заказы от клиентов так и не поступили.
4/10 Dodge HEMI Series — Dodge Hellcat SRT
Via Drive Tribe
Совершенно безумный Hellcat SRT лидирует среди высокопроизводительных купе. В 2021 году Dodge предоставил помешанным на бензине редукторам выбор еще большей мощности благодаря ряду обновленных двигателей HEMI.
Через машину и водителя
Мы должны спросить, сколько энергии слишком много? Этот вопрос не возник у инженеров Dodge, которые просто увеличили мощность до сногсшибательных 797 л. с., что гарантировало несколько дополнительных поездок к шиномонтажникам. В основе Hellcat, пожалуй, лучшая комбинация двигателя V8 и нагнетателя из когда-либо созданных — стандартный 6,2-литровый двигатель HEMI с наддувом, который издает дьявольский визг под нагрузкой.
3/10 McLaren M838T — McLaren 12C и далее
Через «Правду об автомобилях»
Бездействующий более 20 лет, McLaren Automotive вернулся к производству суперкаров в 2011 году. Первая собственная разработка, купе 12C, покорила автомобильный мир удивительным уровнем совершенства и мощности.
Через журнал CAR
В отличие от других малосерийных автопроизводителей, McLaren использует собственную конструкцию двигателя: компактный 3,8-литровый двигатель V8 с турбонаддувом мощностью до 720 л.с. в нынешней суперсерии 720S. Такова гибкость оригинальной конструкции, поскольку M838T с тех пор используется в каждом дорожном автомобиле McLaren, требуя лишь незначительных изменений для конкретной модели.
2/10 Ford Flathead — Flathead Coupe
Via Hot Rod Newtwork
Двигатель Ford Flathead V8 — любимый двигатель хот-роддеров. Его лаконичный дизайн дает владельцам больше свободы для творчества под капотом, в отличие от современных моторных отсеков, которые часто настолько забиты комплектами, что двигатель едва виден.
На машине из Великобритании
В то время, когда большинство производителей двигателей были ограничены более низкими оборотами двигателя из-за ограничений по смазке, плоская головка могла комфортно работать при более высоких нагрузках благодаря предусмотрительности Ford в отношении применения смазки под высоким давлением — практика, которая используется и сегодня. Так откуда взялся названный Flathead? Отвинчивая крышки цилиндров, можно увидеть уникальное расположение клапанов: каждый впускной и выпускной клапаны расположены рядом с цилиндром, что устраняет необходимость в громоздкой шестерне верхнего клапана.
СВЯЗАННЫЙ: 10 лучших двигателей, когда-либо устанавливавшихся на пикап
1/10 Mercedes-AMG M178 — AMG GTR
Через Caricos
Мы не могли рассматривать двигатели V8 без предложений AMG. Подразделение производительности Mercedes выпустило одни из лучших двигателей современности, но с большей утонченностью.
Через Top Gear
Участие AMG в F1 очевидно под капотом: M178 спрятал свои две турбины внутри V-образной компоновки для большей эффективности и экономии места. Приступая к основам, AMG удается выжать 577 л.с. из 4-литрового серийного двигателя, который в AMG GT-R издает великолепный звук турбины в сочетании с хлопками и хлопками при разгоне.
СЛЕДУЮЩАЯ: 10 лучших когда-либо созданных двигателей V12
Что означает двигатель V8 для владельцев пикапов/внедорожников?
Как только вы начнете рассматривать полноразмерные внедорожники и пикапы в качестве потенциальных тягачей для вашего дома на колесах, вы вскоре заметите, что большинство из них оснащены двигателями V8.
Что означает двигатель V8? V обозначает форму двигателя, а 8 обозначает количество цилиндров в двигателе. Итак, под двигателем V8 подразумевается V-образный двигатель с 8 цилиндрами.
В обычном двигателе цилиндры, обычно четыре, расположены в ряд. В V-образном двигателе (V6, V8 или даже больше) цилиндры расположены V-образно.
Прежде чем продолжить чтение, скажем, что мы надеемся, что приведенные здесь ссылки будут вам полезны. Если вы купите что-то по ссылке на этой странице, мы можем получить комиссию, так что спасибо!
Вам интересно, какой двигатель у вашего автомобиля? Если вы не склонны к механике, один из лучших способов определить тип двигателя вашего автомобиля — использовать декодер идентификационного номера автомобиля (VIN). Найдите VIN на своем автомобиле, введите его, и все готово! Декодер сделает свое дело и покажет вам кое-что интересное о вашем автомобиле, включая количество цилиндров в двигателе.
Двигатели V8 обычно устанавливаются на внедорожники, пикапы, роскошные автомобили, спортивные автомобили и маслкары. Существуют различные V-образные двигатели. Разница между двигателем V8 и другими V-образными двигателями заключается в том, сколько у него цилиндров. Например, у V6 6 цилиндров, а у V8 8 цилиндров.
Двигатель V8 известен тем, что обеспечивает мощное и надежное вождение.
Двигатели V8: разница между дизельным и газовым двигателем
Итак, когда двигатель V8, означает ли это, что он работает на дизельном или бензиновом топливе?
Ну и то, и другое! Некоторые V8 работают на дизеле, а некоторые на бензине. Однако это не означает, что один и тот же двигатель может работать на обоих видах топлива! Двигатель может работать только на одном источнике топлива или другом.
При этом дизельные двигатели V8 становятся все менее распространенными по мере развития автомобильных технологий. Производители двигателей придумали, как увеличить мощность дизельных двигателей с меньшим количеством цилиндров. По этой причине практически все современные дизельные двигатели легковых автомобилей имеют 6 или меньше цилиндров. Например, 6,7-литровый дизельный двигатель Cummins Turbo Diesel, которым оснащены большегрузные пикапы, имеет только 6 цилиндров.
Некоторые примеры двигателей/автомобилей V8, работающих на дизельном топливе:
Восьмицилиндровый двигатель Electro-Motive 567, в котором цилиндр расположен под углом 45 градусов
Двухтактный дизельный двигатель Scania и Yanmar Brons V8
Дизельный двигатель Scania AB V8 в Швеции
Дизельный двигатель Omega D8 в Корее производства Mitsubishi
Дизельный двигатель IVECO IVECO-aifo V8 в Италии на автомобилях Astra HD7, Orlandi Poker, Eurostar, Turbostar и Turbotech
Дизельный двигатель Fiat V8, который сначала использовался в Des-8280 (проданный в 1975 г.), а затем в Fiat 8V
.
Дизельный двигатель Meteorite Rover, который был обновленной версией двигателя, датируемого 1943 годом, от двигателя Rolls-Royce Meteor V12 с углом развала цилиндров 60 градусов
.
Land Rover TDV8 2006
Двигатели V8, работающие на бензине, встречаются гораздо чаще.
Еще несколько интересных двигателей/автомобилей V8, работающих на бензине:
Volvo’s Philip, концепт-кар 1950-х годов, которые начинались с бензинового двигателя V8, но позже были заменены двойным двигателем B18.
Двигатель Mitsubishi 8A8 1998 года выпуска, представляющий собой 4,5-литровый V8 с технологией прямого бензинового двигателя, двойными верхними распределительными валами и головками из сплава
Более коммерческие двигатели V8 можно найти у более высококлассных производителей автомобилей, таких как Radical, McLaren, Land Rover, Jaguar, Bentley и Aston Martin.
Насколько велики V-образные двигатели?
Существует несколько типов V-образных двигателей, с конфигурацией V8 на большем конце. Двигатели обычно начинаются с четырех цилиндров и продолжаются с 5, 6, 8, 10, а иногда даже с 12 цилиндрами. 12-цилиндровые двигатели обычно используются только в роскошных седанах, гоночных автомобилях и военных автомобилях. Lamborghini — хороший пример производителя автомобилей, известного своим впечатляющим двигателем V12. Компания Rolls-Royce однажды сделала танковый двигатель V12 на основе своего двигателя V8 Meteorite.
Почему V-образные двигатели прочнее
Какие из рядных двигателей, горизонтально-оппозитных и V-образных двигателей являются самыми сильными и мощными?
Ответ: V-образные двигатели. Форма и расположение цилиндров позволяют V-образным двигателям получать большую нагрузку от поршней без износа.
Еще одним важным преимуществом этих двигателей является долговечность. Если ваш автомобиль имеет коленчатый вал с поперечной плоскостью, вы, как правило, получаете лучший баланс автомобиля и, следовательно, лучшую управляемость. Двигатели V8 также относительно короткие, хотя они очень тяжелые. Ожидайте платить больше за автомобиль с двигателем V8. Однако это лишь несколько минусов в длинном списке плюсов.
Вернемся к V-образной форме этих двигателей.
Как вы уже знаете из этой статьи, эта форма относится к расположению цилиндров. Иногда вместо рядного двигателя используется вертикальная центровка цилиндров. Вы увидите этот тип двигателя только в том случае, если ваш двигатель имеет четыре или пять цилиндров.
Когда число цилиндров превышает шесть, в игру вступает классическая V-образная форма. В случае 10-цилиндрового двигателя или двигателя V10 имеется по пять цилиндров с каждой стороны двигателя. У 12-цилиндрового двигателя или двигателя V12 по шесть цилиндров с каждой стороны.
В дополнение к рядному расположению цилиндров некоторые производители предпочитают использовать так называемое горизонтально-оппозитное расположение цилиндров. Вы увидите это чаще всего в автомобилях Subaru и Porsche. Этот двигатель часто называют Boxer из-за расположения элементов внутри коленчатого вала. Поршни похожи на боксерские перчатки тем, как они выступают, отсюда и название. Цилиндры горизонтально-оппозитных двигателей расположены рядом с коленчатым валом.
Так зачем выбирать один тип конфигурации цилиндра вместо другого? Горизонтально-оппозитный двигатель обеспечивает отличную управляемость благодаря более низкому центру тяжести. V-образные двигатели имеют лучший центр тяжести по мере увеличения количества цилиндров. Наконец, рядные двигатели более компактны, узки и высоки, поэтому автомобили с этим двигателем часто сами по себе меньше.
Что означает двигатель V8 для владельца автомобиля?
Как вы теперь знаете, двигатели V8 мощнее и эффективнее двигателей других типов. Они могут быть более дорогими, но их предпочитают некоторые из крупнейших производителей автомобилей в мире.
Если вы предпочитаете более крупные и прочные транспортные средства (а вы должны это делать, если читаете этот блог), такие как грузовики и внедорожники, вы должны знать, что двигатели V8 идеально подходят и для них. Грузовики и внедорожники, как правило, получают больше лошадиных сил с двигателем V8.
Сколько лошадиных сил можно получить от двигателя V8?
Давайте поговорим о лошадиных силах.
Мощность в лошадиных силах — это, по сути, мера мощности, создаваемой вашим двигателем. Самые ранние образцы V-образных двигателей имели низкую мощность. Еще в 1907 году Touring Car от Hewitt Motor Company был любим за его мощность. С двигателем V8 он смог развить мощность 60 л.с. В то время это было невероятно. Сегодня? Это не такой уж большой подвиг.
Это означает, что грузовик или внедорожник с двигателем V8 будет быстрее и мощнее, чем с двигателем V6. Если бы вы сравнили V8 с V10 или V12, у этих двигателей была бы более высокая мощность. Учитывая, что все, что выше V10, обычно предназначено для роскошных седанов и военных автомобилей, если вам нужен грузовик, то двигатель V8 — ваш лучший вариант. Вы получите много лошадиных сил, скорости, силы и надежности.
Наконец, давайте посмотрим на несколько наиболее популярных пикапов и посмотрим, какие из них оснащены двигателями V8, а какие нет.
Среднеразмерные пикапы с двигателями V8
Название должно иметь вопросительный знак. Например, «пикапы среднего размера с двигателями V8?». И ответ нет. Эти компактные пикапы не предназначены для тяжелых грузов или буксировки. Таким образом, они часто имеют 4- или 6-цилиндровые двигатели, как и внедорожники среднего размера.
Несколько примеров —
GMC Canyon может быть оснащен 4-цилиндровым двигателем объемом 2,5 л, двигателем V6 3,6 л или дизельным двигателем 2,8 л.
Toyota Tacoma может быть оснащена 2,7-литровым 4-цилиндровым двигателем или 3,5-литровым двигателем V6.
Nissan Frontier может быть оснащен 2,5-литровым 4-цилиндровым двигателем или 4-литровым двигателем V6.
Chevrolet Colorado может быть оснащен четырехцилиндровым двигателем объемом 2,5 л, двигателем V6 объемом 3,6 л или дизельным двигателем объемом 2,8 л.
Полноразмерные пикапы с двигателями V8
В этом классе в игру вступают двигатели V8. Полноразмерный пикап тяжелее среднеразмерного и, что более важно, предназначен для перевозки более тяжелых грузов.
Ford F-Series
Ford F-150 поставляется с двумя бензиновыми двигателями V6 с турбонаддувом, 3,3-литровым безнаддувным двигателем V6, бензиновым двигателем V8 или дизельным двигателем. Все модели — от XL до Platinum — доступны с 5,0-литровым двигателем Ti-VCT V8, хотя вы также можете выбрать более дешевый двигатель V6. С Lariat, King Ranch или Platinum у вас также есть возможность выбрать дизельный двигатель Power Stroke Turbo Diesel объемом 3,0 л.
Как и ожидалось, для тяжелых моделей Ford — F-250 и F-350 — нужны более мощные двигатели. Здесь вы найдете более крупный двигатель 6,2 л 2 V8 (Flex-Fuel). Конечно, для тяжелых условий эксплуатации дизель является популярным выбором, и здесь Ford предлагает сверхмощный дизельный двигатель V8: 6,7-литровый дизельный двигатель V8 Power Stroke. Эти грузовики также могут оснащаться новым бензиновым двигателем V8 объемом 7,3 л.
Chevrolet Silverado
Популярный Chevrolet Silverado 1500 — полноразмерный малотоннажный грузовик Chevy — может быть оснащен 2,7-литровым двигателем с турбонаддувом, 4,3-литровым V6, 5,3-литровым V8 или 6,2-литровым V8.
Тяжелые грузовики Chevrolet — модели 2500 и 3500 — могут быть оснащены 6,6-литровым двигателем V8 или 6,6-литровым дизельным двигателем V8.
Ram Trucks
Ram 1500 может быть оснащен 3,6-литровым двигателем V6, 5,7-литровым двигателем V8 или 3-литровым дизельным двигателем.
Ram 2500 может быть оснащен 6,4-литровым двигателем V8 или 6,7-литровым дизельным двигателем. Тот же дизельный двигатель Cummins также используется в более крупном Ram 3500.
GMC Sierra
GMC выпускает две версии грузовиков Sierra 1500. Обычный GMC Sierra 1500 можно приобрести с одним из трех типов двигателей (которые также влияют на выбор трансмиссии и кузова):
2,7-литровый двигатель с турбонаддувом
3-литровый дизельный двигатель
Двигатель EcoTec3 V6 4,3 л
Двигатель EcoTec3 V8 объемом 5,3 л
Двигатель EcoTec3 V8 6,2 л
Тяжелые грузовики GMC — Sierra 2500 и 3500 — могут быть оснащены 6,6-литровым бензиновым двигателем V8 или 6,6-литровым дизельным двигателем.
Мы надеемся, что этот список поможет вам оценить, что предлагает рынок. Конечно, другие факторы имеют значение даже при выборе типа двигателя, не говоря уже о вашем грузовике. Прочтите нашу публикацию о бензиновых и дизельных двигателях для грузовиков, чтобы узнать больше!
И не забудьте оставить комментарий, чтобы сообщить нам, что вы думаете о двигателях V8.
Двигатель V6 и V8: в чем разница?
Вы знаете, в чем разница между двигателем V6 и V8? Хотя оба термина являются общими при покупке автомобилей, некоторые люди не знают, какой из них лучше для них. Проще говоря, двигатель V6 имеет шесть цилиндров для впуска топлива, тогда как двигатель V8 имеет восемь .
Однако по своей сути оба двигателя работают одинаково. Внутри «цилиндров» воспламеняется бензин, создавая непрерывную последовательность небольших и быстрых взрывов. Эти взрывы происходят во все моменты работы двигателя.
Энергия этих взрывов внутри цилиндров приводит во вращение двигатель, преобразуя энергию в механическую силу, которая используется для движения автомобиля по дороге.
Большая тройка: мощность, крутящий момент и пробег
Существует множество различных типов двигателей, но каждый из них имеет три характеристики, которые обычно волнуют большинство покупателей.
Мощность в л.с.
Первая — это мощность в л.с., которая является общей мерой максимальной производительности двигателя или способности выполнять работу.
Автомобили эконом-класса, такие как Toyota Corolla, обычно имеют мощность от 150 до 180 лошадиных сил. Многие семейные кроссоверы, вроде новой Toyota RAV4, имеют мощность от 190 до 220 лошадиных сил. Многие высокопроизводительные автомобили, такие как Toyota Supra, имеют 300 и более.
Что такое лошадиная сила? Говоря простым языком, мощность двигателя подобна максимальной скорости, с которой может бежать спортсмен.
Крутящий момент
Вторым атрибутом является крутящий момент, который важен для покупателя, который усердно работает со своим автомобилем, поскольку он лучше отражает способность двигателя справляться с тяжелой работой.
Вот почему крутящий момент является показателем для многих покупателей, рассматривающих кроссовер и внедорожник или пикап, которые будут часто использоваться для буксировки или перевозки тяжелых предметов. Что такое крутящий момент? Проще говоря, крутящий момент двигателя — это количество времени, которое требуется спортсмену для достижения своей скорости.
Так что, если вам нужно что-то тянуть своим транспортным средством, высокий крутящий момент позволит вам набрать скорость более эффективно и легко.
Экономия топлива
Третьим атрибутом является экономия топлива, то есть количество бензина, которое двигатель использует для создания мощности и крутящего момента.
Экономия топлива двигателя немного похожа на количество калорий, которое необходимо потреблять спортсмену. Чем больше их мускулы, или, в случае с двигателем, чем больше у него цилиндров, тем больше калорий или топлива необходимо будет израсходовать.
Типы двигателей и что означает буква V в двигателях
Двигатели небольших машин, таких как бензопилы и газонокосилки, обычно имеют только один цилиндр, поскольку для резки дров и травы не требуется столько лошадиных сил, как для перемещения тяжелого автомобиля или грузовика.
Большинство двигателей компактных автомобилей имеют как минимум четыре цилиндра, например Toyota C-HR и RAV4. Многие модели кроссоверов и внедорожников, такие как Toyota Highlander или 4Runner, имеют шесть цилиндров. Camry также имеет шесть цилиндров. С другой стороны, у пикапов, таких как Toyota Tundra, обычно восемь. Вообще говоря, больше цилиндров означает больше лошадиных сил и крутящего момента.
Изменяя количество цилиндров, их размер и их соотношение друг с другом, автопроизводители могут создавать широкий спектр типов двигателей, отвечающих различным потребностям.
Цилиндры внутри двигателя имеют одинаковый размер, хотя размеры цилиндров могут различаться от двигателя к двигателю. В некоторых двигателях цилиндры расположены внутри в один ряд, в то время как в других используются два ряда противоположных цилиндров, соединенных друг с другом в форме буквы «V». Это распространено и обычно используется, когда необходимо разместить больше цилиндров в компактном пространстве. Когда шести- или восьмицилиндровый двигатель использует эту конфигурацию, он называется V6 или V8 соответственно.
Рабочий объем двигателя 101 – и что это значит для вас
Суммарный объем всех цилиндров двигателя называется рабочим объемом. Например, в совершенно новой Corolla SE четырехцилиндровый двигатель имеет общий объем 2000 кубических сантиметров (или два литра)
Поскольку рабочий объем двигателя выражается в литрах, мы будем называть его четырехцилиндровым двигателем объемом 2 литра. -цилиндровый двигатель — идеально подходит для покупателей, которым нужна первоклассная топливная экономичность и хорошие характеристики.
Сколько цилиндров в двигателе V6 или V8?
Шестицилиндровый двигатель V6 имеет общий объем 3,5 литра. С двумя цилиндрами больше, чем у четырехцилиндрового, этот шестицилиндровый двигатель более мощный и плавный и, вероятно, предназначен для покупателей, которые ищут сбалансированную экономию топлива и производительность, но с большей мощностью, которую можно сэкономить, когда это необходимо.
Восьмицилиндровый двигатель V8 часто используется в пикапах, внедорожниках и спортивных автомобилях, потому что эти двигатели развивают большую мощность и крутящий момент и лучше подходят для буксировки или транспортировки. Обычно он имеет рабочий объем от четырех до шести литров, в зависимости от размера восьми цилиндров внутри. Например, Toyota в настоящее время предлагает два восьмицилиндровых двигателя: один на 4,6 литра, а другой на 5,7 литра.
Эти двигатели с восемью цилиндрами являются мощными и удовлетворяют запросы покупателей, требующих большой прочности и крутящего момента.
Как выбрать между V6 и V8?
Выбор идеального двигателя похож на покупку идеального дома.
Все дома имеют определенное количество комнат (цилиндров) и определенную площадь (смещение). Даже при сохранении основных размеров помещения и квадратных метров (или числа цилиндров и их общего рабочего объема) постоянными, возможны различные варианты и дополнения к дому (или двигателю).
Точно так же, как данный дом площадью 1500 квадратных футов с 10 комнатами может быть бунгало, сплит-системой или ранчо, данный 3,5-литровый шестицилиндровый двигатель может быть гибридом, пикапом или спортивным автомобилем.
Какой двигатель вам больше подходит?
Это зависит от того, как вы будете использовать свой автомобиль и каковы ваши приоритеты .
Когда дело доходит до перемещения вас и вашей семьи с достаточным запасом мощности для периодической буксировки, перевозки и обгона, V6, вероятно, идеально подходит. Вот почему вы найдете V6 в некоторых из самых популярных семейных автомобилей Toyota, включая минивэн Sienna, Highlander и внедорожник 4Runner.
Если вам нужны максимальные возможности и крутящий момент, возможно, для буксировки тяжелого прицепа или лодки, частого использования вашего автомобиля на очень холмистой местности или вам нужен семейный пикап в качестве рабочего транспортного средства для растущего бизнеса, двигатель V8 с его превосходным крутящим моментом вывод, вероятно, лучший. Вы найдете V8 в самых мощных машинах Toyota, включая пикап Tundra и внедорожник Sequoia.
Создайте свою новую Toyota уже сегодня!
В чем разница между двигателем V-6 и V-8?
В чем разница между двигателем V6 и V8?
Нет ничего лучше, чем иметь выбор, и попытка решить, нужен ли вам V6 или V8, может быть захватывающей и запутанной. Хотя разница между автомобилями с двигателями V6 и V8 может быть действительно технической, решение о том, какой из них лучше для вас, является личным. Давайте разберем разницу между двигателем V6 и V8.
Двигатель 101: Что такое двигатель внутреннего сгорания?
Чтобы понять разницу между двигателями V6 и V8, нам нужно понять, как работает двигатель внутреннего сгорания.
Все мы знаем, как выглядит паровая машина. Вероятно, первое, что приходит вам в голову, это образ парового локомотива, и эти типы двигателей были в моде до тех пор, пока двигатель внутреннего сгорания не стал основным источником энергии. Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания был создан примерно в 1859 году бельгийским инженером Этьеном Ленуаром, а в 1876 году Николаус Отто создал первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на нефтяном газе, предшественник сегодняшних современных двигателей.
Не вдаваясь в подробности, основной принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии от искрового зажигания. Двигатель внутреннего сгорания состоит из подвижного поршня и неподвижного цилиндра. Газы выделяются при сгорании воздушно-топливной смеси, которая толкает поршень и вращает коленчатый вал. Затем за счет цепной реакции и движения шестерен в трансмиссии колеса автомобиля приводятся в движение.
«Что означает двигатель V6?»
Что такое V6? Это двигатель с шестью цилиндрами, установленными на коленчатом валу в два ряда по три в форме буквы V. Эти типы двигателей были впервые разработаны в 1905 году, но не пользовались популярностью до середины 20-го века, когда появились гоночные автомобили. стали их использовать.
Источник видео: m f YouTube
В основном, по сравнению с двигателем с четырьмя цилиндрами, двигатели V6 обеспечивают большую мощность благодаря большему количеству поршней для преобразования большего количества топлива в полезную энергию. Двигатели V6 работают тише, чем четырехцилиндровые двигатели, имеют компактную жесткую конструкцию, которая требует меньше места под капотом, и, как правило, лучше экономят топливо, чем V8.
Двигатели V6 популярны и используются во многих современных автомобилях с задним, передним и полным приводом, поскольку они обладают большей мощностью, чем обычные двигатели, но представляют собой золотую середину между четырехцилиндровым двигателем и двигателем V8.
«Что означает V8?»
Что такое V8? Проще говоря, двигатели V8 имеют восемь цилиндров, установленных в два набора по четыре, по сравнению с шестью цилиндрами в V6. V8 плавно производят больше мощности и обеспечивают более быстрое ускорение. Однако из-за дополнительных цилиндров V8 эти двигатели потребляют больше топлива, чем V6. Двигатели V8 имеют жесткую конструкцию, обеспечивающую больший рабочий объем, ассоциируются с высокой мощностью и стали фаворитами маслкаров.
В отличие от широко используемых и адаптируемых двигателей V6, большинство автомобилей с двигателем V8 имеют только задний или полный привод. V8 тяжелее V6 и требуют более высоких затрат на техническое обслуживание из-за повышенного трения в движущихся частях.
В чем разница между V6 и V8?
Двигатели V6…
Шестицилиндровые
Как правило, дешевле, чем V8
Обеспечивают как топливную экономичность, так и мощность
Имеют компактный дизайн и, как правило, работают тише
По мощности занимают промежуточное положение между четырехцилиндровым двигателем и двигателем V8
Могут устанавливаться практически на все -колесный, передний и задний приводы
Для вас, если вам нужен автомобиль с меньшим трением и меньшими затратами на обслуживание, чем у V8
Не для вас, если вы ищете двигатель с высокой мощностью мощность и более быстрое ускорение 9
Стоимость выше, чем у V6 с большим рабочим объемом
Обеспечивают гораздо большую мощность, чем V6, но потребляют больше топлива
Подходят вам , если вы ищете прямую мощность и не возражаете против дополнительных затрат
Не для вас, если вы время от времени ездите по городу, так как расход топлива может быть неэкономичным
всадники повсюду. Мы можем получать комиссионные, если продукты приобретаются у них.
Плюсы и минусы различных типов двигателей
Наиболее распространенные типы двигателей — четырехцилиндровый, оппозитный четырехцилиндровый, рядный шестицилиндровый, V6 и V8 — имеют свои плюсы и минусы. Вот все, что вам нужно знать, в одном удобном руководстве…
Напомнить позже
Что обеспечивает большую мощность: 4,0-литровый двигатель V6 или 4,0-литровый двигатель V8? Ответ не так прост. При обсуждении различных двигателей компоновка не является самым большим фактором, влияющим на его мощность. Приложив немного изобретательности (и денег), четырехцилиндровый двигатель может выдавать такую же мощность, как и V12. Так что же заставляет производителей выбирать разные компоновки двигателей? Вот преимущества и недостатки каждого макета.
1. Четырехцилиндровый рядный четырехцилиндровый двигатель
Начнем с одного из самых распространенных двигателей — рядного четырехцилиндрового. Есть причина, по которой это распространено, в основном потому, что это так просто: один ряд цилиндров, одна головка цилиндров и один клапанный механизм. Вот все, что вам нужно знать:
Преимущества:
Рядный четырехцилиндровый двигатель небольшого размера и компактен, что означает, что он легко поместится практически в любом моторном отсеке.
Он также легкий, и только с одним выпускным коллектором вес еще меньше.
Только с одной головкой цилиндров меньше движущихся частей, чем в двигателях с несколькими блоками цилиндров. Это означает, что теряется меньше энергии, что снижает вероятность неисправностей.
Первичные силы уравновешены, потому что два внешних поршня движутся в направлении, противоположном направлению двух внутренних поршней (см. рисунок выше).
Четырехцилиндровые двигатели просты в обслуживании; головка блока цилиндров является самой высокой точкой, что упрощает работу со свечами зажигания и доступ к клапанному механизму.
Четырехцилиндровые двигатели требуют более низких производственных затрат.
Недостатки:
Второстепенные силы не сбалансированы, что в конечном итоге ограничивает размер двигателя.
Рядные четверки редко превышают от 2,5 до 3,0 литров.
Для более крупных четырехцилиндровых двигателей часто требуются балансировочные валы для устранения вибрации, вызванной вторичным дисбалансом.
Высокий центр тяжести по сравнению с некоторыми компоновками (h5).
Не такая жесткая, как некоторые компоновки (V6, V8).
С точки зрения производительности не так много вариантов, столь же привлекательных, как двигатель с горизонтально расположенными цилиндрами. Оппозитная четверка не так распространена, как другие двигатели в этом списке, но с инженерной точки зрения это логичный выбор для вашей гоночной машины.
Преимущества:
Первичные и вторичные силы хорошо сбалансированы. Это плавный двигатель.
Это позволяет уменьшить нагрузку на коленчатый вал, что приводит к меньшим потерям мощности из-за инерции вращения.
Низкий центр тяжести обеспечивает лучшую управляемость.
Недостатки:
Размер упаковки: это очень широкие двигатели.
Плоские двигатели
когда-то использовались в Формуле-1 из-за их преимуществ в производительности, но из-за своей ширины они препятствовали воздушному потоку и больше не используются.
Сложность — две головки блока цилиндров/распределительный механизм.
Пара качаний (плоскостной дисбаланс) из-за смещения поршней, позволяющего шатунам соединиться с коленчатым валом.
Техническое обслуживание может быть затруднено, если упаковка плотная.
3. Рядная шестерка
Объект любви инженеров, рядная шестерка — результат добавления двух дополнительных цилиндров к рядному четырехцилиндровому двигателю. BMW любит их, и это компоновка одного из самых известных готовых к наддуву двигателей, 2JZ. Так что же такого особенного в рядной шестерке?
Преимущества:
Рядная шестерка изначально сбалансирована.
Компоновка в сочетании с порядком стрельбы обеспечивает, по сути, самый плавный двигатель.
V12 и Flat-12 — это следующий шаг в дальнейшем снижении вибрации, поскольку они представляют собой два двигателя I6, подобранные вместе.
Низкая себестоимость производства — единый блок цилиндров со всеми цилиндрами в одной ориентации.
Простой дизайн, с ним легко работать, как и с I4.
Недостатки:
Упаковка может быть затруднена из-за длины.
Не подходит для переднеприводных автомобилей.
Высокий центр тяжести (по сравнению с оппозитными двигателями).
Меньшая жесткость, чем у V-образных двигателей, поскольку он длинный и узкий.
Вот краткое видео с объяснением рядной шестерки:
4. V6
Теперь разрежьте рядную шестерку пополам и соедините два ряда цилиндров с общим кривошипом. V6 — это обычная компоновка, когда задействовано шесть свечей зажигания. Это также текущая компоновка двигателей Формулы-1. Зачем это использовать?
Преимущества:
Они компактны и могут легко использоваться как для автомобилей с передним, так и с задним приводом.
Обеспечивает больший рабочий объем, чем четырехцилиндровые двигатели, что обычно означает большую мощность.
Жесткая конструкция.
В сезоне 2014 года Формула-1 решила использовать двигатели V6 вместо двигателей I4, потому что они хотели использовать двигатель в качестве нагруженного элемента машины.
Недостатки:
Две головки цилиндров означают дополнительную стоимость, сложность и вес.
Дополнительная инерция вращения и трение (больше движущихся частей).
Высокий центр тяжести по сравнению с плоскими двигателями.
Стоимость часто выше встроенной.
Вторичный дисбаланс требует дополнительной нагрузки на коленчатый вал.
Два выпускных коллектора означают дополнительный вес.
5. V8
Когда вы добавите по цилиндру к каждому ряду V6, вы получите икону как в американских маслкарах, так и в европейской экзотике — V8.
Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE в Уфе (Диоксиды титана)
org/ListItem»>
Россия
Уфа
Оксиды
Диоксиды титана
Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE в Уфе
Цена: Цену уточняйте
за 1 ед.
Компания Интернет-магазин “Auto-Vector Garant“ (Уфа) является зарегистрированным поставщиком на сайте BizOrg.su. Вы можете приобрести товар Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE, расчеты производятся в ₽. Если у вас возникли проблемы при заказе товара, пожалуйста, сообщите об этом нам через форму обратной связи.
Описание товара
Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE
Двигатель для автомобиля Mazda Titan (Мазда Титан) контрактный. Двигатель контрактный б/у RFT 4JJ1 TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE. Наличный и безналичный расчет.
Товары, похожие на Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE
Вы можете оформить заказ на «Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE» в фирме «Интернет-магазин Auto-Vector Garant» через площадку BizOrg.Su. Сейчас предложение находится в статусе «под заказ».
Что может предложить «Интернет-магазин Auto-Vector Garant»
специальное предложение по сервису и стоимости для пользователей торговой площадки BizOrg. Su;
своевременное выполнение взятых на себя обязательств от организации с рейтингом 5.0;
разнообразные варианты оплаты.
Оставьте заявку прямо сейчас!
Ответы на популярные вопросы
Как оформить заявку?Чтобы оформить заявку на «Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE» свяжитесь с организацией «Интернет-магазин Auto-Vector Garant» по контактным данным, которые указаны сверху справа. Обязательно укажите, что нашли фирму на торговой площадке BizOrg.Su.
Где получить более подробную информацию о фирме «Интернет-магазин Auto-Vector Garant»?Для получения подробных даных о фирме перейдите сверху справа по ссылке с именем организации. После этого перейдите на нужную вкладку с описанием.
Предложение указано с ошибками, телефон не отвечает и т.п.Если у вас обнаружились проблемы при сотрудничестве с «Интернет-магазин Auto-Vector Garant» – сообщите идентификаторы фирмы (1122) и товара/услуги (2896) в нашу службу по работе с клиентами.
Служебная информация
«Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE» и другие подобные предложения можно найти в категории: «Диоксиды титана».
Предложение было создано 28.08.2013, дата последнего обновления — 16.11.2013.
С начала размещения предложение было просмотрено 799 раз.
Обращаем ваше внимание на то, что торговая площадка BizOrg.su носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой. Заявленная компанией Интернет-магазин “Auto-Vector Garant“ цена товара «Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE» может не быть окончательной ценой продажи. Для получения подробной информации о наличии и стоимости указанных товаров и услуг, пожалуйста, свяжитесь с представителями компании Интернет-магазин “Auto-Vector Garant“ по указанным телефону или адресу электронной почты.
Часы работы:
Телефоны:
+7 (927) 924-41-98
+7 (987) 233-52-88
+7 (909) 916-88-41
Купить двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL НА ХА VS 4HF1 ХВ WL ТМ 4HG1 FEE в Уфе:
Микрорайон Нижегородка, ул. Рабочая, д.36 (2-й эт), Уфа, Россия
Двигатель Mazda Titan (Мазда Титан) TF SL HA XA VS 4HF1 XB WL TM 4HG1 FEE
HA Series | Движительные двигатели (высокая скорость) | Концепция продукта | Морская коммерческая коммерческая коммерческая | Yanmar
[6HA2M]
Основные данные
№ для цилиндра 4 Цилиндр. Прямой впрыск Аспирация Без наддува
Основные данные
Технические характеристики
Модель
6HA2M-WHT
6HA2M-ВДТ
Рейтинг
Х
М
М
Номинальная мощность [кВт(мл.с.)/об/мин]
204(278)/1880
257(350)/1950
298(405)/1950
Эмиссия
Уровень Ⅱ
ИМО
Система запуска
Электростартер (24 В, 6,0 кВт)
Система охлаждения
Теплообменник
Размер кожуха маховика и маховика
SAE №1 и 14 дюймов
Сухая масса (без морского снаряжения) [кг]
1340
1350
Размеры (Д×Ш×В) [мм]
1585×1016×1260
1585×1036×1260
Характеристики судового снаряжения
Модель двигателя
6HA2M-WHT H-рейтинг・M-рейтинг
6HA2M-WDT М-рейтинг
Модель
YX-120
ИС-120Л
YX-120
ИС-120Л
Тип
Гидравлическое многодисковое сцепление
Гидравлическое многодисковое сцепление
Передаточное число (впереди)
2,03 2,57 3,04 3,55
4,00 4,59
2,03 2,57 3,04
3,46 4,00 4,59
Направление вращения (карданный вал)
По часовой или против часовой стрелки
По часовой или против часовой стрелки
Сухой вес [кг]
315
411
315
411
Размеры
Единица измерения: мм
6HA2M-ВТ
Модель
А
Б
С
Д
Е
Ф
6HA2M-WHT×YX-120
2005
420
1272
1016
499
517
6HA2M-WHT×YX-120L
2039
454
1384
1016
499
517
6HA2M-ВДТ
Модель
А
Б
С
Д
Е
Ф
6HA2M-WDT×YX-120
2005
420
1272
1036
519
517
6HA2M-WDT×YX-120L
2039
454
1384
1036
519
517
Таблица мощности
Диапазон мощности
Морские коммерческие запросы и поддержка
Скачать каталог
Часто задаваемые вопросы
Поиск дилера
Контакт
HA Motorsports — Honda / Acura Решения для управления двигателем
Решения по настройке двигателя и проводке для удовлетворения высоких требований гоночных автомобилей Honda и Acura в сочетании с непревзойденной поддержкой продукта!
Технические характеристики 1.4-литрового бензинового двигателя VW AKQ, надежность, ресурс, отзывы, проблемы и расход топлива.
1.4-литровый бензиновый двигатель Фольксваген 1.4 AKQ 16v производился с 1997 по 2000 год и ставился только на четвертое поколение Гольф, аналогичный ему Бора и малолитражку Лупо. Этот силовой агрегат является ЕВРО 2 версией более известного у нас мотора с индексом AXP.
В линейку EA111-1.4 входят двс: AEX, AXP, BBY, BCA, BUD, CGGB и CGGB.
Содержание:
Характеристики
Расход
Применение
Поломки
Технические характеристики мотора VW AKQ 1.
4 16v
Точный объем
1390 см³
Система питания
инжектор
Мощность двс
75 л.с.
Крутящий момент
126 Нм
Блок цилиндров
алюминиевый R4
Головка блока
алюминиевая 16v
Диаметр цилиндра
76.5 мм
Ход поршня
75.6 мм
Степень сжатия
10.5
Особенности двс
DOHC
Гидрокомпенсаторы
да
Привод ГРМ
два ремня
Фазорегулятор
нет
Турбонаддув
нет
Какое масло лить
3.2 литра 5W-30
Тип топлива
АИ-95
Экологический класс
ЕВРО 2
Примерный ресурс
250 000 км
Расход топлива Фольксваген 1.4 AKQ
На примере Volkswagen Golf 4 2001 года с механической коробкой передач:
Город
8. 5 литра
Трасса
5.4 литра
Смешанный
6.5 литра
На какие автомобили ставился двигатель AKQ 1.4 l
Volkswagen
Golf 4 (1J)
1997 — 2000
Bora 1 (1J)
1998 — 2000
Lupo 1 (6X)
1998 — 2000
Недостатки, поломки и проблемы VW AKQ
На форумах этот агрегат часто ругают за невысокую надежность и шумную работу
Больше всего проблем владельцам доставляют сбои в работе дроссельного узла
Из-за обмерзания вентиляции картера зимой масло часто выдавливает через щуп
Следите за состоянием ремней ГРМ: ресурс невысок, а при обрыве гнет клапана
На пробеге более 100 000 км нередко залегают кольца и появляется расход масла
Дополнительные материалы
Volkswagen Golf4 1.4 AKQ как снять впускной коллектор и дроссельную заслонку
Китай Запчасти для грузовиков Производитель гребного вала, Вал переднего моста, Поставщик приводного вала
Горячие коленчатые валы
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Горячий карданный вал
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Новые продукты
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Профиль компании
{{ util. each(imageUrls, функция(imageUrl){}}
{{ }) }}
{{ если (изображениеUrls.length > 1){ }}
{{ } }}
Вид бизнеса:
Производитель/завод, Торговая компания
Основные продукты:
Запчасти для грузовиков, карданный вал , Вал передней оси , Приводной вал , Ступица колеса , коленчатый вал , Рулевое управление . ..
Зарегистрированный капитал:
1000000 юаней
Площадь завода:
101~500 квадратных метров
Сертификация системы менеджмента:
ИСО 9001, ИАТФ16949
Среднее время выполнения:
Время выполнения заказа в сезон пиковой нагрузки: 1-3 месяца Время выполнения заказа в межсезонье: один месяц
Являясь дочерней компанией Ningbo Eastiger Products Co. , Limited, Ningbo KOR-TEC auto parts Co., Limited является вашим лучшим партнером.
Компания EASTIGER, основанная в 2002 году, является профессиональным производителем и поставщиком автозапчастей. У нас есть две собственные фабрики, производящие карданный вал и коленчатый вал, с другой стороны, у нас есть хороший источник и опыт производства других деталей трансмиссии, деталей подвески, деталей рулевого управления и деталей двигателя.
Морская гибридная силовая установка AKA привлекла внимание судостроителей за счет значительной экономии средств и защиты окружающей среды.
Гибридная система AKA состоит из дизельного двигателя и электродвигателя, которые независимо или одновременно приводят в движение карданный вал.
Гибридная система AKA настраивает наиболее эффективные параметры мощности и движителя в соответствии с потребностями эксплуатации судна. Несколько конфигураций системы также обеспечивают резервирование, предлагая судну альтернативные источники энергии.
Гибридная система, применимая к широкому спектру судов, представляет собой чистое и простое решение, которое можно настроить в соответствии с требованиями к мощности и движению судна.
МС-21 полетит с российским двигателем только в 2024 году
Евгений Разумный / Ведомости
Первые поставки российского пассажирского лайнера МС-21 с отечественным двигателем ПД-14 намечены на 2024 г., сертифицировать модель планируется до конца 2022 г., рассказал «Ведомостям» первый заместитель генерального директора корпорации «Иркут» (производитель МС-21), генеральный директор «Аэрокомпозита» Анатолий Гайданский.
«В первую очередь мы сертифицируем машину с американскими и канадскими двигателями. В следующем [году] идет двигатель ПД-14. До конца следующего года будем сертифицировать [МС-21 с этим двигателем. – «Ведомости»]. А дальше будем обсуждать с нашими заказчиками [поставки] – 2024 год, я думаю», – ответил Гайданский на вопрос о поставках МС-21 с российским двигателем.
Первые экземпляры МС-21 для авиакомпании «Россия» («дочка» «Аэрофлота»), поставки которых намечены на III квартал 2022 г., будут комплектоваться двигателями Pratt & Whitney, уточнил Гайданский. Эта компания получит самолеты с российским композитным крылом, хотя первый сертификат типа на МС-21 (ожидается до конца 2021 г.) «будет с американским [композитным] материалом». «До конца I квартала 2022 г. рассчитываем получить так называемое главное изменение, которое позволит использовать уже российские материалы», – объяснил Гайданский.
МС-21 – главный проект российского авиапрома, потенциальный конкурент самых распространенных в мире реактивных пассажирских самолетов – среднемагистральных Boeing 737 и Airbus 320/321. НИОКР по самолету стартовали в 2008 г., поднять самолет в воздух должны были впервые в 2017 г. Но тогда начались только первые летные испытания самолета.
В конце 2018 г. на производителя композитных материалов («черного крыла») для МС-21 – входящую в ОАК компанию «Аэрокомпозит» – были наложены санкции США, компания лишилась возможности покупать импортное сырье для крыла и стала ждать разработки российского аналога «Росатомом». Сертификация МС-21 была передвинута на конец 2020 г. , а старт поставок «Аэрофлоту» – на начало 2021 г. Теперь завершение сертификации ожидается в декабре этого года.
В понедельник, 22 ноября, на территории особой экономической зоны «Алабуга» (Татарстан) было открыто первое в России производство сырья для углеродного волокна — ПАН-прекурсора. Им занимается Umatex – управляющая компания дивизиона «Композитные материалы» «Росатома». Мощность нового завода составляет 5000 т полиакрилонитрильного волокна в год. Это второй завод Umatex по производству углеродного волокна, первый — «Алабуга-Волокно» — был открыт в 2015 г там же, в Елабуге. Но ранее для создания волокна использовалось импортное сырье, пояснил представитель завода.
Как рассказывал в октябре в интервью «Ведомостям» гендиректор ОАК Юрий Слюсарь, МС-21 совершают порядка 40 сертификационных полетов в месяц. В испытаниях участвуют четыре опытных экземпляра, еще два самолета – ресурсный и статический, кроме того, еще один опытный самолет с двигателем ПД-14. В понедельник, 22 ноября, Гайданский сообщил, что самолет совершил около 700 испытательных полетов, для завершения сертификации осталось менее 50 полетов.
Серийное производство МС-21 с российскими двигателем и крылом начнется в 2024 году
5 января, 08:11,
обновлено 5 января, 09:05
МОСКВА, 5 января. /ТАСС/. Серийное производство самолетов МС-21 с двигателем ПД-14 и крылом российской разработки начнется в 2024 году. Об этом сообщил глава госкорпорации «Ростех» Сергей Чемезов на встрече с премьер-министром РФ Михаилом Мишустиным. Также Чемезов сообщил, что объем производства самолета планируется ежегодно увеличивать, постепенно нарастив темп до 76 в год к 2027 году.
«Если говорить о МС-21, то в прошлом году в декабре мы впервые подняли наш самолет <…> с нашим композитным крылом. И начиная с 2022-го, в 2023 году мы будем проводить испытания этого самолета уже с нашим крылом и с нашим двигателем. И в 2024 году уже начнется серийное производство самолетов полностью российского производства и двигателей российского производства», — сказал он.
Чемезов отметил, что первый серийный МС-21 будет выпущен в 2022 году с американским двигателем, но российским крылом. «Четыре машины — первые серийные — мы уже выпустим и передадим их эксплуатантам, нашим авиакомпаниям», — сказал он.
По словам главы Ростеха, в 2023 году госкорпорация выпустит шесть самолетов МС-21, в 2024 году — 12, к 2025 году — 32 машины, в 2027 году — 76 машин. Он поблагодарил Мишустина за поручение Минпромторгу подготовить на ближайшее десятилетие дорожную карту по поставке самолетов МС-21 авиакомпаниям РФ, отметив принятое на совещании у президента РФ решение о субсидировании из ФНБ лизинговых ставок авиакомпаниям, которые приобретают российские самолеты.
МС-21 — разрабатываемый гражданский самолет среднемагистрального класса вместимостью от 163 до 211 пассажиров. В конце 2021 года получил базовый сертификат типа, в декабре совершил первый полет самолет с российским композитным крылом.
Чемезов отметил, что в 2024 году Ростех начнет серийный выпуск двигателя ПД-8 для самолетов SSJ-100 и Бе-200, таким образом, к 2024 году SSJ может стать полностью российского производства. «Планируется завершить его сертификацию в 2023 году, и в 2024-м мы также начнем его серийно производить и устанавливать на «Сухой Суперджет». То есть у нас к 2024 году «Сухой Суперджет» будет полностью российский. Я не говорю, что мы совсем откажемся от SaM146, нет, мы будем в зависимости от пожеланий авиакомпаний, которые будут приобретать эти самолеты, предлагать разные варианты — либо с двигателем SaM146, либо с нашим двигателем», — пояснил он.
По словам главы Ростеха, РФ всего произвела около 200 самолетов SSJ-100, в ближайшее время передаст авиакомпаниям около 20 новых машин. «У нас более 170 машин в эксплуатации и чуть более 20 произведено, в ближайшее время мы будем уже передавать в авиакомпании, такие как «Россия», Red Wings и «Азимут», — сказал он.
Чемезов отметил, что авиакомпания «Азимут» эксплуатирует только самолеты SSJ-100 с хорошими результатами и налетом до восьми-девяти часов в сутки. «Надеюсь, что положительный опыт этой компании будет способствовать расширению использования данного самолета и другими российскими авиакомпаниями», — сказал он.
SSJ-100 — первый гражданский самолет, разработанный в РФ. Относится к семейству региональных судов. Дальность полета базовой версии — 4,4 тыс. км, вместимость — 98 пассажиров. Его использование началось в 2011 году.
Теги:
РоссияЧемезов, Сергей Викторович
«Иркут» снимает вариант двигателя Pratt & Whitney с МС-21
Автор Линнея Альгрен
Новый узкофюзеляжный самолет теперь будет доступен только с отечественным двигателем ПД-14, получившим обозначение МС-21-310.
Фото: Гетти Изображений
Трудно предложить самолет с двигателем, который вы не можете приобрести. В новостях, которые можно было ожидать, учитывая то, что выглядит как затяжное российское вторжение в Украину наряду с введенными против самих себя санкциями, Росавиация объявила, что МС-21 будет доступен только с двигателями отечественного производства.
На прошлой неделе вице-премьер России Юрий Борисов заявил, что новый российский узкофюзеляжный флагманский проект будет запущен в серийное производство только с одним вариантом двигателя вместо двух, которые изначально предполагались.
Это означает, что исходная модель — МС-21-300 с двигателями Pratt & Whitney PW1000G — не будет поступать в коммерческую эксплуатацию. Вместо этого авиакомпаниям придется ждать МС-21-310, оснащенный отечественным «Авиадвигателем» ПД-14 производства Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК).
Борисов также добавил, что локальные версии заменят несколько важных элементов в пакете авионики. Как цитирует AIN Online, Борисов, используя официальное обозначение «военная операция», сказал:
.
«Вскоре после начала военной операции на Украине Запад прекратил поставки авионики и авиационных двигателей для наших новейших типов самолетов. В результате нам необходимо ускорить работу по импортозамещению, чтобы производить товары ключевых поставщиков на месте».
Серийно будет производиться только Авиадвигатель ПД-14 МС-21-310. Фото: Getty Images
Замена около 20% «импортозамещенных» МС-21-310
Борисов также заявил, что «Иркут» может найти альтернативу в странах, которые не ввели санкции против России, таких как Китай, Индия, Бразилия и ряд государств Ближнего Востока, и потенциально заменить некоторые из подсанкционных западных товаров.
«Иркуту» потребуется заменить около 20% уже «импортозамещенной» версии МС-21-310, чтобы иметь возможность выпускать ее без западных комплектующих. Между тем, МС-21-300 состоит от 40% до 50% из импортных деталей.
На поиск отечественной замены уже потрачено от шести до десяти миллиардов рублей (от 80 до 133 миллионов долларов США). На завершение работ в ближайшие два-три года выделено еще 60 миллиардов рублей.
Версия МС-21-300, скорее всего, никогда не поступит в пассажирские перевозки. Фото: Getty Images
Проект снова отложен, поскольку Россия расширяет возможности для внутреннего рынка
Необходимость — мать изобретения. Еще до войны и последовавших за ней санкций Россия приступила к реализации амбициозного проекта по снижению своей зависимости от запчастей иностранного производства для своих новых самолетов. В результате появились новые композиционные материалы, двигатели «Авиадвигатель ПД-14», отечественные радиоприемники. Сменный комплект авионики должен быть готов в 2023 г.
Росавиация планировала, что первый самолет МС-21-300 поступит в эксплуатацию этим летом. Тем не менее, государственная аэрокосмическая зонтичная корпорация теперь заявляет, что перевозчику будут доступны только две единицы для обучения летного и бортпроводников. Они будут эксплуатироваться под контролем производителя и собирать эксплуатационные данные. Россия заказала 50 самолетов «Иркут МС-21».
Как вы думаете, удастся ли России заменить все детали, импортированные для МС-21-310, в ближайшие пару лет, или проект столкнется с еще большими задержками? Оставьте комментарий ниже и присоединяйтесь к беседе.
Источник: AIN Online
Подержанные кабриолеты на продажу в Галфпорте, штат Миссисипи (с фотографиями)
Фильтры поиска
Изменение фильтров на этой панели немедленно обновит результаты поиска.
GE испытала трехконтурный реактивный двигатель с 3D-печатными компонентами
Новости
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
6
Корпорация General Electric завершила испытания опытного образца адаптивного трехконтурного турбовентиляторного двигателя XA100-GE-100, построенного с применением технологий 3D-печати. Трехконтурная схема позволяет выбирать между режимами повышенной экономичности и мощности.
XA100-GE-100 конкурирует с аналогичной разработкой под индексом XA-101 от Pratt & Whitney. Проект предусматривает разработку силовой установки нового поколения, отличающейся повышенной экономичностью, мощностью и малозаметностью в инфракрасном спектре с сохранением массогабаритных характеристик. Добиться всех целей сразу удалось за счет добавления еще одного, «адаптивного» контура.
В зависимости от режима двигатель либо работает аналогично обычному двухконтурному турбовентиляторному двигателю, либо перенаправляет часть потока на дополнительный внешний контур, по сути повышающий степень двухконтурности. В трехконтурном режиме достигается более высокая топливная экономия, а также снижение температуры выхлопа, что благоприятно влияет на малозаметность, но ценой снижения разгонных характеристик. Другими словами, трехконтурный режим планируется использовать в полете на крейсерской скорости для увеличения дальности и снижения заметности, особенно на малых высотах.
Раз речь идет о малозаметности, должно быть понятно, что новые силовые установки предназначены в первую очередь для военных самолетов. В качестве первого и главного потенциального реципиента рассматриваются истребители-бомбардировщики пятого поколения Lockheed Martin F-35 Lightning II. Эти машины в настоящее время оснащаются двигателями F135-PW-100, на основе которых и была создана первая конкурентная заявка от Pratt & Whitney с таким же газогенератором, то есть первым контуром. Позднее компания решила предлагать третий контур для F135-PW-100 в виде апгрейда, а для проекта XA-101 разработать новый газогенератор. Потенциально, адаптированные варианты новых двигателей также могут найти применение на перспективных истребителях шестого поколения, истребителях пятого поколения F-22 и машинах четвертого поколения, в частности F-15 и F-16.
Что касается заявки от General Electric, опытный образец XA100-GE-100 продемонстрировал прирост мощности на 10% при росте топливной экономии на 25%. В конструкции новой силовой установки широко применяются керамоматричные композиты, полимерные композиционные материалы и детали, изготовленные с помощью технологий 3D-печати. Стендовые испытания опытного двигателя начались в декабре прошлого года и завершились на днях.
General Electric не менее активно применяет новые технологии и материалы в гражданском авиастроении. В структуре корпорации существует отдельное подразделение GE Additive, отвечающее за внедрение технологий 3D-печати и серийное аддитивное производство. В распоряжении авиационного подразделения GE Aviation имеется целая аддитивная фабрика в Оберне, штат Алабама, оснащенная десятками промышленных 3D-принтеров по технологиям селективного лазерного и электронно-лучевого сплавления металлопорошковых композиций (SLM и EBM).
Осенью 2016 года General Electric достигла соглашений о покупке немецкого производителя SLM 3D-принтеров Concept Laser и шведского производителя EBM 3D-принтеров Arcam. Аддитивные системы этих компаний не только предлагаются на продажу, но и используются в собственных нуждах, в том числе в серийном производстве турбинных лопаток низкого давления из алюминида титана, форсунок, датчиков температуры, завихрителей, теплообменников и разделителей контуров для двигателей GE9X, устанавливаемых на новейшие авиалайнеры Boeing-777X.
Еще больше интересных статей
37
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Релиз включает новый генератор периметров под названием Arachne, поддержку файлов формата STEP, запо…
Читать дальше
3
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Сотрудник Научно-исследовательского института онкологии Томского национального исследовательского ме. ..
Читать дальше
sarkazm
Загрузка
01.04.2016
39634
67
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Новости из мира печати короткой строкой
Компания FDplast объявила о выпуске бесплат…
Читать дальше
Турбореактивный двухконтурный двигатель — определение термина
Термин и определение
турбореактивный двигатель с внутренним и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентилятора наружного контура.
Еще термины по предмету «Авиационная и ракетно-космическая техника»
Авиационный центральный сигнальный огонь (АЦСО)
авиационный светосигнализатор, предназначенный для привлечения внимания и информации членов экипажа самолета или вертолета о включении световых сигналов первостепенной важности.
Автоматизированное средство контроля
средство контроля технического состояния, функционирующее с частичным участием человека.
Датчик истинной скорости
устройство для выработки сигнала измерительной информации о текущем значении истинной скорости.
Похожие
Смеситель потоков турбореактивного двухконтурного двигателя
Турбореактивный двигатель
Турбореактивный одноконтурный двигатель
Турбореактивный трехконтурный двигатель
Двухконтурный тормозной привод
Двухконтурная солнечная электростанция
Базовый двигатель
Бензиновый двигатель
Вентилятор двигателя
Верхнеклапанный двигатель
Вихрекамерный двигатель
Вторичный двигатель
Газовый двигатель
Газотурбинный двигатель
Гидравлический двигатель
Горизонтальный двигатель
Двигатель Ванкеля
Двигатель с наддувом
Двигатель с турбонаддувом
Двухтактный двигатель
Смотреть больше терминов
Научные статьи на тему «Турбореактивный двухконтурный двигатель»
Дозвуковые двухконтурные турбореактивные двигатели пятого поколения достигли своего технического совершенства, их общий коэффициент полезного действия составляет 35…38 %. Дальнейшие работы в этом направлении без изменения термодинамического цикла двигателя являются бесперспективными. Предложен способ повышения термодинамической эффективности циклов тепловых машин, основанный на использовании так называемых внутренних термодинамических циклов (циклов Письменного). Внутренние циклы обладают зам…
Научный журнал
Creative Commons
Рассмотрен вопрос расчета действительных параметров воздуха на входе в первый и второй контуры двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД). Показано, что при степени двухконтурности ТРДД менее 1,5 необходимо учитывать изменение параметров воздуха по высоте лопатки вентилятора. Получены разные величины полного давления и полной температуры воздуха на входе в первый и второй контуры ТРДД и степенях двухконтурности m ≤ 1,5.
Научный журнал
Creative Commons
Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!
📝 Напиши термин
✍️ Выбери определение из предложенных или загрузи свое
🤝 Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины, с помощью удобных и приятных карточек
Возможность создать свои термины в разработке
Еще чуть-чуть и ты сможешь писать определения на платформе Автор24. Укажи почту и мы пришлем уведомление с обновлением ☺️
ГОСТ 23851-79. Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения (75461)
£3
Цена 45 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ДВИГАТЕЛИ ГАЗОТУРБИННЫЕ АВИАЦИОННЫЕ
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГОСТ 23851-79
Издание официально
е
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Д
ГОСТ 23851-79
ВИГАТЕЛИ ГАЗОТУРБИННЫЕ АВИАЦИОННЫЕ
Термины и определения
Avia cas turbine engine.
Terms and definitions
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 сентября 1979 г. № 3708 срок введения установлен
с 01.07. 1980 г.
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения понятий в области авиационных газотурбинных двигателей.
Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в. качестве справочных и обозначены «Ндп».
-Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования. Установленные определения можно, при необходимости, из-менять по форме .изложения, не допуская нарушения границ понятий.
В случаях, когда необходимые и достаточные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено, и, соответственно, в графе «Определение» поставлен прочерк.
В стандарте в качестве справочных приведены иностранные эквиваленты стандартизованных терминов на немецком (D), английском (Е) и французском (F) языках.
В
Издание официальное ★
стандарте имеется справочное приложение, содержащее основные данные и параметры авиационных газотурбинных двигателей.
Z we і wel 1 ей — G a s tu rb і n e-n t — riebwerk
Two-shaft gas turbine engine
Turbomoteur double corps
Трехвальный ГТД
Ндп. Трехкаскадный’ ГТД
Dreiwellen-Gasturbinent- riebwerk
Three-shaft gas turbine engine
Turbomoteur triple corps
Подъемный ГТД
пд
Hub-Gasturbinentriebwerk
Lift gas turbine engine
Turbomoteur de sustenta- tion
Подъемно-маршевый ГТД
НМД
Hub-und Marschtriebwerk
Lift-cruise gas turbine engine
Turbomoteur de suste. ntat.ion et de vol
Маршевый ГТД
МД
Marschtriebwerk
Cruise gas turbine engine
T
Тепловая машина, предназначенная для преобразования энергии сгорания топлива в кинетическую энергию реактивной струи и (или) в механическую работу на валу двигателя,’ основными элементами которой являются компрессор, камера сгорания и газовая турбина
ГТД. имеющий общий вал для компрессора и турбины
ГТД, имеющий два соосных, механически не связанных вала, на которых установлены отдельные каскады компрессоров и вращающих их турбин
ГТД, предназначенный для обеспечения вертикальных и укороченных взлета и посадки, а также переходных участков траектории полета летательного аппарата
ГТД, предназначенный для обеспечения вертикальных и укороченных взлета и посадки, а также переходного и маршевого участков траектории полета летательного аппарата
ГТД, предназначенный для обеспечения маршевого участка траектории полета летательного аппарата.
П р и м е ч ан и е. Маршевый ГТД может обеспечивать также разгон при взлете и торможение при посадке летательного аппарата
urbomoteur de marcheВспомогательный ГТД вгтд
Hilfstriebwerk
Auxiliary gas turbine engine
Turbomoteur auxiliaire
Газотурбинный двигатель с регенерацией тепла
ГТД с регенерацией тепла
Gasturbinentriebwerk mit Wermeregeneration
Regenerative gas turbine engine
Turbomoteur a regeneration de la chaleur
Турбореактивный двигатель
Strahiturbine
Turbojet engine
Turboreacteur
Турбореактивный одноконтурный двигатель
ТРД
Е inis tr от — L uf ts t г a hit rieb — werk
Pure turbojet engine
Turboreacteur і simple flux
ТРД с форсажной камерой сгорания
ТРДФ ■
Strahiturbine mit Nachver- brennung
Afterburning turbojet engine
Turboreacteur a . postcombustion
Турбореактивный двухконтурный двигатель
ТРДД
D.’ Z we і str om — Luf tstr ahl t rieb — werk
Turbofan engine
T
ГТД, предназначенный для вспомогательных целей при обслуживания маршевых и подъемно-маршевых ГТД, силовой установки и летательного аппарата.
Примечание. ВГТД может применяться для запуска основных ГТД с помощью воздушных и электрических пусковых устройств, для кондиционирования в кабинах и отсеках летательного аппарата
ГТД любого вида, имеющий теплообменник, предназначенный для подогрева сжатого воздуха теплом, отводимым от газа за турбиной
ГТД, в котором энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла (сопел)
Турбореактивный двигатель с одним контуром, в котором энергия сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию струи газа, вытекающего из реактивного сопла
Турбореактивный двигатель с внутренним и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентилятора наружного контура
urboreacteur a double fluxТРДД с форсажной камерой сгорания
ТРДДФ
Zweistrom-Luftstrahltrieb- werk mit Nachverbreninung
Afterburning turbofan engine
Turboreacteur a double flux a po’stcoimbu’stion
Турбореактивный трехконтурный двигатель
ТРТД
Dreistrom-Luiftstrah’ltrieb- werk
Thre flow turbojet engine
Turboreacteifr a triple flux
Турбовальный двигатель
Wellenleistungs-Triebwerk
Turboshaft engine
Turbomoteur
Турбовальный двигатель co свободной турбиной
Wei lent erst wngs-Trieb werk mit freilaufender Turbine
Free turbine turboshaft engine
Turbomoteur a turbine fibre
Турбовинтовой двигатель твд
Propeflerturbine
Turboprop engine
Turbopropulseur
Газотурбинная силовая установка летательного аппарата Силовая установка
СУ
G asturb inenant г ieb s. anll age des Flugkorpers
Aircraft gas turbine power plant
G
ТРДД, имеющий форсажную камеру сгорания в одном или обоих контурах
Турбореактивный двигатель с внутренним, промежуточным и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентиляторов наружного и промежуточного контуров
ГТД, в котором преобладающая доля энергии сгорания топлива преобразуется в работу на выводном валу
Турбовальный двигатель, в котором выводной вал приводится во вращение турбиной, механически не связанной с турбиной компрессора
Турбовальный двигатель, в котором мощность на выводном валу используется для привода тянущего воздушного винта
Конструктивно-объединенная совокупность газотурбинного двигателя (двигателей) с входным и выходным устройствами, а также со всеми агрегатами и системами, необходимыми для его (их) эксплуатации на летательном аппарате
Конструктивно-объединенная совокупность В ГТД, входного и выходного устройства с агрегата-ми и системами, предназначенными для обслуживания маршевых и подъемных ГТД и летательного аппарата на земле и в полет
е
Термин
Определение
Aircraft auxiliary gas turbine power plant
Groupe de puissance auxi- liare de puissance Taeronef
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Общие понятия
21.Газогенератор ГТД
ГІГ ГТД
Ндп. Турбогенератор
Kernstrom
Gas turbine engine gas
Часть ГТД, включающая компрессор, камеру сгорания и турбину, вращающую компрессор
generator
F. Generateur de gaz du TM
2Й. Проточная часть ГТД
Ндп. Воздушно-газовый тракт
D. Stromung.sraum des Trieb- werkes
Каналы в ГТД, по которым движутся потоки воздуха и газа, создающие тягу (мощ-. ность)
Е. Gas turbine engine air-gas channel
F. Veine du TM
23. Внутренний контур
ТРДД (ТРТД)
Внутренний контур
Ндп. Первый контур
Primarkreis des Zweistrom-
• Lufstrahltrieibwerkes
Turbofan engine primary flow
Проточная часть ТРДД (ТРТД), ограничивающая поток воздуха (газа), проходящего через ГГ ГТД
F. Flux chaud du TRDF
24. Наружный контур ТРДД (ТРТД)
Наружный контур
Ндп. Второй контур
Sekundarkreis des Zweist- rom-Luftstrahltriebwerkes
Turbofan engine secondary flow
Проточная часть ТРДД (ТРТД), ограничивающая поток воздуха (газд), не проходящего через ГГ ГТД
F. Flux froid du TRDF
26.Промежуточный контур ТРТД
Промежуточный контур
D. Zwisehenkreis des Dreist- rohm-Luftstrahltriebwerkes
Проточная часть ТРТД, расположенная между внутренним и наружным контурами
E. Intermediate flow of three flow turbojet engine
Turbocompressor channel of turbojet (turboshaft) engine
Canal compresseur-turbine du TR
Турбокомпрессорный контур ТРДД (ТРТД)
Турбокомпрессорный контур D. Verclichter und Turbine des Zweistrom-Luftstrahltrieb- werkes
Turbocompressor channel of turbofan engine
Canal compresseur-turbine du TRDF (TRTF)
Форсажный контур ТРДФ (ТРДДФ)
Форсажный контур
Naichbrenner (Zweistrom- Luftstrahltriebwerkes mit Nachverbrennung)
Afterburning channel of augmented turbojet engine
Canai de postcombustion du TRPC (TRDFPC)
В
Проточная часть турбореактивного (турбовального) двигателя, ограниченная сечением на входе в компрессор и сечением на выходе из турбины компрессора v.
Часть внутреннего и наружного контуров ТРДД (ТРТД), ограниченная сечениями на входе в вентилятор и сечениями на выходе из вентилятора и турбины вентилятора
Проточная часть ТРДФ (ТРДДФ), огра- ‘ ниченная сечениями на входе в диффузор форсажной камеры сгорания и на входе в реактивное сопло
ОЗДУХОЗАБОРНИК
Входное устройство ГТД
Входное устройство
D. Eintrittseinrichtung
F. Dispositif d’entree
Воздухозаборник ГТД
Воздухозаборник
ВЗ
Lufteintritt
Inlet
Prise d’air
Дозвуковой воздухозаборник
Дозвуковой ВЗ
Unterschall Lufteintritt
Subsonic Inlet
P
Часть газотурбинной силовой установки, включающая воздухозаборник, средства его регулирования, защитные устройства
Устройство для забора атмосферного воздуха и подвода’ его к ГТД
Воздухозаборник ГТД, предназначенный для работы при дозвуковых скоростях набегающего потока воздуха
rise d’air subsonique
Термин
Определение
321. Сверхзвуковой воздухоза
борник
Сверхзвуковой ВЗ
Uberschall Lufteintritt
Supersonic InJet
Priise d’air supersonique
Воздухозаборник ГТД, предназначенный для работы при сверхзвуковых скоростях набегающего потока воздуха
Соединённые Штаты планируют начать модернизацию новейших истребителей пятого поколения F-35 «Lightning II». Всего в рамках модернизации до уровня «Block 4» планируется внести 66 изменений и улучшений. В том числе планируется интеграция новых систем вооружения, системы РЭБ, новых систем связи, вычислительных систем и программного обеспечения истребителя. Об этом сообщает американское военное информационное агентство Defense News.
Кроме того, модернизации подвергнутся силовые агрегаты двигателя F135, которые увеличат дальность полета самолетов на 11 процентов, а развиваемую тягу — на 10 процентов.
Реактивный двигатель истребителя F-35 «Lightning II» компании «Pratt & Whitney» во время испытаний на базе ВВС Арнольд в Таллахоме, штат Теннеси, США (PRNewsfoto/«Pratt & Whitney»)
Как пояснила вице-президент двигателестроительной компании «Pratt & Whitney» Джен Латка, двигателю F135 приходиться работать в более высокопроизводительных режимах чем это было предусмотрено вначале проекта, поскольку при модернизации F-35 получил новые системы, а вслед за ними возросли потребности в электроэнергии и охлаждении, но пока, никакие существенное обновление силовой установки не входит в перечень работ. Как считает Латка, уже сейчас необходимо задуматься о возрастании мощности и охлаждении двигателей, а также уменьшении эксплуатационных издержек.
Проблем прибавится после того, как Пентагон обновит F-35 с помощью технологии «Refresh 3» (установив новый процессор ядра, блок памяти и панорамный дисплей кабины пилота) и добавит аппаратные и программные возможности в рамках модификации «Block 4», которые увеличат массу, нагрузку на электросети и потребуют большего охлаждения двигателя самолета. При этом даже руководитель программы F-35 от Пентагона, Эрик Фик, в июле признал, что двигатель потребует модернизации для размещения технологий в рамках обновления истребителя до уровня «Block 4».
Пока неясно, собирается ли американское оборонное ведомство улучшать существующую конструкцию F135 или же модернизация до уровня «Block 4» будет отложена до введения в эксплуатацию нового готового на замену F135 трехконтурного XA-101.
Ракеты класса «воздух-воздух» AIM-120 и AIM-260 для истребителя F-35 «Lightning II»
Модернизация отсека для вооружений на F-35 также позволит истребителю нести уже не 4, а 6 усовершенствованных ракет класса «воздух-воздух» средней дальности AIM-120 или перспективной AIM-260. Кроме того, появится возможность для использования новых ударных ракет большой дальности, в том числе, в перспективе, и гиперзвуковых крылатых ракет.
Отсеки для вооружения истребителя F-35 «Lightning II»
Модернизация истребителя F-35 «Lightning II» до уровня «Block 4» может столкнуться с проблемами. Введение в конструкцию нового оборудования и замена старого вероятно превысит возможности выработки электроэнергии доступные для двигателей F135. Кроме того модернизация отразиться и так на не лучших летных характеристиках самолёта, увеличив его вес. Такие проблемы может исправить новый трехконтурный двигатель «Pratt & Whitney» XA-101, который, кроме решения этих проблем, значительно улучшит топливную эффективность F-35, а следовательно, и дальность его полета. Так же плюсом этого двигателя может стать снижение заметности в инфракрасном спектре за счёт пропускания воздуха через третий контур двигателя и смешивание его с продуктами сгорания, что понижает их температуру.
Перспективный реактивный двигатель для истребителя F-35 «Lightning II» — XA101 от компании «Pratt & Whitney»
Главной интригой остается дальнейший план действий. Есть три реалистичных варианта развития событий с модернизацией истребителей F-35 «Lightning II»:
Первый заключается в изменении конфигурации вносимых изменений для того, чтобы они укладывались в возможности электросети самолёта. Если этот вариант будет принят, то возможно в будущем F-35 «Lightning II» недополучит что-то из уже подготовленного для него оборудования.
Второй вариант заключается в том, что американское оборонное ведомство произведёт модернизацию двигателей F135 с целью увеличить их тягу и мощность вырабатываемой ими электроэнергии. Этот вариант видится наиболее вероятным, хоть и затратным, так как об этом уже высказался представитель Пентагона, но он плох тем, что для F-35 и так готовиться новый двигатель и производить рематоризацию дважды возможно окажется не слишком бюджетным занятием (хотя, когда это пугало американское оборонное ведомство).
Следующий, третий вариант видится в том, что Пентагон дождется окончаний испытаний нового двигателя от «Pratt & Whitney», в который изначально будет заложен ресурс для нового оборудования. Этот план плох тем, что отодвигает завершение работ по модернизации до уровня «Block 4» на неопределенный срок.
Общая экономия от внедрения обновлённого двигателя F135 оценивается в 40 миллиардов долларов. Кроме того, она позволит существенно сократить издержки производства. Внедрение усовершенствований будет происходить до 2030 года.
Предполагается, что данные обновления сделают истребитель более боеспособным противником для российской и китайской авиации и систем противовоздушной обороны.
Ранее сообщалось, что концерн «Lockheed Martin» до сих пор не устранил 871 дефект, выявленный в истребителе пятого поколения F-35. Об этом со ссылкой на подготовленный к публикации отчет испытательного управления Пентагона сообщило американское информационное агентство «Bloomberg». Всего же по завершении этапа разработки и демонстрации этого самолета в апреле 2018 года у него был выявлен 941 дефект.
Особо примечательны были проблемы неисправности в бортовой системе генерации кислорода (OBIGGS) и проблемы с конструкцией хвоста. Из-за первой истребитель F-35 «Lightning II», что переводится как «молния», был подвержен ударом молнии в воздухе. А из-за проблем с конструкцией хвостового оперения у истребителя были проблемы с перегревом.
Программа создания этих истребителей, несмотря на выявленные недостатки и очевидные проблемы с их устранением, оцениваемая на сегодняшний день в $398 млрд, имеет прочную поддержку в правительстве Соединённых Штатов, в том числе и у правительства избранного президента Джозефа Байдена.
Примечательно, что программа по разработке и производству истребителей пятого поколения F-35, помимо технических проблем, по сведениям «Bloomberg», сталкивается и с финансовыми трудностями, затраты на которую, в период 2021 по 2025 год, выросли за год с намеченных $78 млрд до 88$ млрд.
Напомним, что истребитель пятого поколения F-35 «Lightning II» является одним из наиболее современных истребителей в мире и эксплуатируется в Соединённых Штатах с 2015 года. Машина выполнена с применением технологии «Стэлс» и способна нести тактическое ядерное оружие. Истребители F-35 применялись вооруженными силами США в ходе авиационных ударов в Афганистане и Ираке, а армией Израиля — в Сирии и Палестине.
Существуют три модификации истребителя: обычный, с укороченным взлетом и посадкой, а также палубный. Стоимость программы F-35 признана одной из самых дорогих в истории авиастроения — на нее уже потратили около 1,3 триллиона долларов.
Авторы: Ильин Степан и Илья Катасонов
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
General Electric предложила двигатель XA100 для истребителя F-35B
Срочные новости раздела
Источник: news.rambler. ru
10:02 24.09
47
Компания General Electric предложила модифицировать новый трехконтурный двигатель с адаптивным циклом XA100, разрабатываемый в рамках программы Adaptive Engine Transition Program (AETP) для замены силового агрегата F135 истребителя пятого поколения F-35B Lightning II. Об этом сообщает The Drive.
Издание напоминает, что изначально XA100 разрабатывался для самолетов F-35A Lightning II и F-35С Lightning II. В публикации отмечается, что в течении последних недель General Electric изучала вопрос интеграции нового двигателя в состав истребителя с коротким взлетом и вертикальной посадкой.
В компании отметили особенности XA100: адаптивный цикл, трехконтурность, перпредовые материалы и новые технологии производства. По сравнению с F135 новый двигатель на 25 процентов использует меньше топлива и обеспечивает на 10–20 процентов большую тягу.
В сентябре издание Defense News сообщило, что компания General Electric завершила испытания двигателя с адаптивным циклом XA100.
В июле 2020 года президент подразделения Military Engines американской Pratt & Whitney Мэтью Бромберг рассказал журналу Aviation Week & Space Technology, что двигатель с адаптивным циклом XA101 представляет собой будущее силовых установок, в том числе военных.
Источник: news.rambler.ru
Последние записи —
Политика
#Политика
Начало отопительного сезона 2022-2023 в Москве: когда включат отопление
18:02 05.09
В начале сентября в Москве резко похолодало, и жители столицы задались вопросом — когда включат отопление? Рассказываем, в какие сроки стоит ожидать начала отопительного сезона 2022-2023 годов.Сроки подробнее…
Умер актер из сериала «Ведьмак» Казимеж Мазур
20:02 07.09
Ушел из жизни польский актер Казимеж Мазур. Он скончался в возрасте 74 лет. Об этом сообщает Polish News.Смерть артиста подтвердил его сын Казимеж Мазур-младший в социальных сетях. «Сегодня мой подробнее…
В Швейцарии людям будут платить за доносы на соседей
00:02 11.09
В Швейцарии появился новый вид заработка – доносы на соседей, прогревающих свой дом более чем на 19 градусов.Рекламы с призывами доносить на своих знакомых за нарушение температурного режима уже подробнее…
Бритни Спирс станцевала топлес и извинилась перед сыновьями
14:02 03.09
Американская поп-исполнительница Бритни Спирс станцевала топлес и извинилась перед сыновьями. Соответствующий пост она опубликовала в социальных сетях.40-летняя Бритни Спирс вернулась в Instagram подробнее…
Исполнительный директор по медиа холдинга Rambler&Co принял участие в форуме Baltic Weekend
20:02 16.09
Андрей Цыпер вместе с другими экспертами обсудил новые реалии индустрииДеловая программа международного коммуникационного форума Baltic Weekend включала панельную дискуссию «О чем молчат и говорят подробнее. ..
Актер Леонардо Ди Каприо может сыграть в «Игре в кальмара»
16:02 16.09
Режиссер и сценарист корейского сериала «Игра в кальмара» Хван Дон Хек не исключил вероятность того, что к актерскому составу проекта может присоединиться голливудская звезда Леонардо Ди Каприо. Об подробнее…
Общественная палата ДНР призвала Пушилина немедленно провести референдум о вхождении в РФ
20:02 19.09
Представители Общественной палаты ДНР обратились к главе республики Денису Пушилину с просьбой как можно быстрее провести референдум о вхождении в состав России. Об этом пишет ТАСС.Отмечается, что подробнее…
Напавшего на росгвардейцев в Воронеже наемника из ЧВК «Вагнер» арестовали
20:02 19.09
В Воронеже арестовали наемника из частной военной компании (ЧВК) «Вагнер» Андрея Пахомова, которого ранее задержали за нападение на сотрудников Росгвардии в местном отеле. Об этом сообщает Baza в подробнее. ..
Владимир Винокур о словах Пугачёвой: она просто повторила заявление Максима
20:02 19.09
Сегодня пресс-секретарь президента РФ Дмитрий Песков сообщил, что Кремль не комментирует высказывание певицы.В беседе с радиостанцией «Говорит Москва» народный артист РСФСР Владимир Винокур оценил подробнее…
Стало известно, почему власти Финляндии не закрыли границу для россиян
20:02 19.09
В МИД Финляндии заявили, что не закрыли границу для граждан РФ потому, что в стране нет законов, на основании которых можно было бы принять такое решение. Об этом пишет портал Yle со ссылкой на подробнее…
Кадыров сообщил об отправке очередной группы добровольцев в Донбасс
20:02 19.09
Из Грозного в Донбасс отправилась очередная группа добровольцев. Об этом сообщил глава Чечни Рамзан Кадыров в своем Telegram-канале.Он уточнил, что все отправленные бойцы прошли курсы подготовки на подробнее. ..
Казахстанская авиакомпания запустит рейсы из Петербурга в Астану с 30 октября
22:02 19.09
Казахстанская авиакомпания SCAT Airlines запустит прямые рейсы между Санкт-Петербургом и Астаной с 30 октября этого года. Полеты будут выполняться два раза в неделю, по пятницам и воскресеньям, подробнее…
Смех Байдена и полицейский в обмороке: как проходят похороны Елизаветы II
20:02 19.09
Гроб с телом королевы Великобритании Елизаветы II покинул Вестминстерское аббатство, где в присутствии 2 тыс. гостей, включая 100 глав государств и правительств, состоялась панихида по монарху.После подробнее…
Крупнейший турецкий банк приостановил работу с картами «Мир»
20:02 19.09
Один из ведущих банков Турции Türkiye İş Bankası приостановил работу с российской платежной системой «Мир».Об этом сообщает телеканал Halk TV.«Банк принял данное решение принято после того, как подробнее. ..
Военно учетная специальность: какие бывают ВУС и что они значат
20:02 22.09
Президент РФ Владимир Путин 21 сентября объявил в стране частичную мобилизацию и сообщил, что призваны будут люди, имеющие востребованные военно-учетные специальности (ВУС). Какие бывают подробнее…
Bloomberg рассказал о новых санкциях против России
16:02 24.09
В очередной пакет санкций против России войдут торговые ограничения и персональные санкции. Основное внимание Евросоюз уделит усилению ранее введенных рестрикций, а также мерам по контролю за их подробнее…
Российская фигуристка-чемпионка опубликовала фото поцелуя с футболистом «Зенита»
16:02 24.09
Чемпионка Европы по фигурному катанию Софья Самодурова в своем Instagram (запрещенная в России соцсеть; принадлежит компании Meta, признанной экстремистской организацией и запрещенной в России) подробнее…
ВКС РФ сбили переоборудованный под ракеты HARM украинский МиГ-29
16:02 24. 09
Модернизированный украинский самолет МиГ-29 был сбит истребителем ВКС России в районе населенного пункта Сергеевка Днепропетровской области. Об этом сообщает официальный Telegram-канал подробнее…
ТРДДФ
Газотурбинный двигатель с одноступенчатым радиальным компрессором, турбиной, рекуператором и воздушными подшипниками
Газотурбинный двигатель (ГТД) — это воздушный двигатель, в котором воздух сжимается нагнетателем перед сжиганием в нём топлива, а нагнетатель приводится в движение газовой турбиной, использующей энергию нагретых таким образом газов. Двигатель внутреннего сгорания с термодинамическим циклом Брайтона.
То есть сжатый воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, куда подаётся топливо, которое, сгорая, образует газообразные продукты с большей энергией. Затем в газовой турбине часть энергии продуктов сгорания преобразуется во вращение турбины, которая расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть энергии может передаваться на приводимый агрегат или использоваться для создания реактивной тяги. Эта часть работы двигателя считается полезной. Газотурбинные двигатели имеют большую удельную мощность до 6 кВт/кг.
В качестве топлива используется разнообразное горючее. Например: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, водяной газ, спирт и измельчённый уголь.
Содержание
1 Основные принципы работы
1.1 Газотурбинная установка (ГТУ) с замкнутым циклом
1.2 Газотурбинная установка (ГТУ)
1.3 Одновальные и многовальные газотурбинные двигатели
1.4 Система запуска
2 Типы газотурбинных двигателей
2.1 Турбореактивный двигатель
2.1.1 Турбореактивный одноконтурный двигатель
2.1.2 Турбореактивный двухконтурный двигатель
2.1.3 Турбореактивный трёхконтурный двигатель
2.1.4 Турбореактивный двигатель с форсажной камерой
2. 2 Турбовентиляторный двигатель
2.2.1 Турбовинтовентиляторный двигатель
2.3 Турбовинтовой двигатель
2.4 Вспомогательная силовая установка (ВСУ)
2.5 Турбовальный двигатель
2.5.1 Турбостартёр
2.5.2 Судовые установки
2.5.3 Железнодорожные установки
2.5.4 Перекачка природного газа
2.5.5 Электростанции
2.5.6 Танкостроение
2.5.7 Автостроение
3 История создания ГТД
4 Контроль параметров работы ГТД
5 Конструкторы газотурбинных двигателей и основанные ими КБ
6 См. также
7 Источники
8 Ссылки
9 Литература
Основные принципы работы
Одну из простейших конструкций газотурбинного двигателя для понятия его работы можно представить как вал, на котором находится два диска с лопатками, первый диск компрессора, второй турбины, в промежутке между ними установлена камера сгорания.
Простейшая схема газотурбинного двигателя
Схема турбореактивного двигателя
Газотурбинный ДВС
Принцип работы газотурбинного двигателя:
всасывание и сжатие воздуха в осевом компрессоре, подача его в камеру сгорания;
смешение сжатого воздуха с топливом для образования топливо-воздушной смеси (ТВС) и сгорание этой смеси;
расширение газов из-за её нагрева при сгорании, что формирует вектор давления газа, направленный в сторону меньшего сопротивления (в направлении лопаток турбины), передача энергии (давления) газа лопатками турбины на диск или вал, в котором эти лопатки закреплены;
привод во вращение диска турбины и, вследствие этого, передача крутящего момента по валу с диска турбины на диск компрессора. [1]
Увеличение количества подаваемого топлива (добавление «газа») вызывает генерирование большего количества газов высокого давления, что, в свою очередь, ведёт к увеличению числа оборотов турбины и диска компрессора и, вследствие этого, увеличению количества нагнетаемого воздуха и его давления, что позволяет подать в камеру сгорания и сжечь больше топлива. Количество топливо-воздушной смеси зависит напрямую от количества воздуха, поданного в камеру сгорания. Увеличение количества ТВС приведёт к увеличению давления в камере сгорания и температуры газов на выходе из камеры сгорания и, вследствие этого, позволяет создать бо́льшую энергию выбрасываемых газов, направленную для вращения турбины и повышения реактивной силы.
Как и во всех циклических тепловых двигателях, чем выше температура сгорания, тем выше топливный коэффициент полезного действия (если точнее, чем выше разница между «нагревателем» и «охладителем»). Сдерживающим фактором является способность стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать температуру и давление. Значительная часть инженерных разработок направлена на то, чтобы отводить тепло от частей турбины. Большинство турбин также пытается рекуперировать тепло выхлопных газов, которое, в противном случае, теряется впустую. Рекуператоры — это теплообменники, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху перед сгоранием. Также существует и другой способ утилизации тепла остаточных газов — подача в паровой котёл-утилизатор. Генерируемый котлом пар может быть передан паровой турбине для выработки дополнительной энергии в комбинированном цикле на парогазовой установке, либо использоваться для нужд отопления и ГВС в комбинированном производстве тепла и электроэнергии (когенерация) на газотурбинной ТЭЦ.
Чем меньше двигатель, тем выше должна быть частота вращения вала(ов), необходимая для поддержания максимальной линейной скорости лопаток, так как длина окружности (путь, проходимый лопатками за один оборот), прямо зависит от радиуса ротора. Максимальная скорость турбинных лопаток определяет максимальное давление, которое может быть достигнуто, что приводит к получению максимальной мощности независимо от размера двигателя. Вал реактивного двигателя вращается с частотой около 10000 об/мин и микротурбина — с частотой около 100000 об/мин.[2][3]
Для дальнейшего развития авиационных и газотурбинных двигателей рационально применять новые разработки в области высокопрочных и жаропрочных материалов для возможности повышения температуры и давления. Применения новых типов камер сгорания, систем охлаждения, уменьшения числа и массы деталей и двигателя в целом возможно в прогрессе применение альтернативных видов топлива, изменение самого представления конструкции двигателя.
Газотурбинная установка (ГТУ) с замкнутым циклом
В ГТУ с замкнутым циклом рабочий газ циркулирует без контакта с окружающей средой. Нагрев (перед турбиной) и охлаждение (перед компрессором) газа производится в теплообменниках. Такая система позволяет использовать любой источник тепла (например, газоохлаждаемый ядерный реактор). Если в качестве источника тепла используется сгорание топлива, то такое устройство называют двигателем внешнего сгорания. На практике ГТУ с замкнутым циклом используются редко.
Газотурбинная установка (ГТУ)
В разделе не хватает ссылок на источники (см. также рекомендации по поиску).
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (11 ноября 2011)
Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка.
Оборудование ГТУ включает следующие части:
газовая турбина,
электрический генератор,
газовоздушный тракт,
система управления,
вспомогательные устройства (пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котел-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения).
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей заказчика используются для производства горячей воды или пара.
Силовая турбина и генератор размещаются в одном корпусе.
Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент).
Использование тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков кВт до десятков МВт.
Оптимальным режимом работы ГТУ является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация).
Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных ГТУ составляет 33-39%.
С учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ, комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок до 57-59%.[4]
В настоящее время ГТУ начали широко применяться в малой энергетике.
ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения.
Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.
Одновальные и многовальные газотурбинные двигатели
Простейший газотурбинный двигатель имеет только один вал, куда устанавливается турбина, которая приводит во вращение компрессор и одновременно является источником полезной мощности. Это накладывает ограничение на режимы работы двигателя.
Иногда двигатель выполняется многовальным. В этом случае имеется несколько последовательно стоящих турбин, каждая из которых приводит свой вал. Турбина высокого давления (первая после камеры сгорания) всегда приводит в движение компрессор двигателя, а последующие могут приводить как внешнюю нагрузку (винты вертолёта[5] или корабля, мощные электрогенераторы и так далее), так и дополнительные каскады компрессора самого двигателя, расположенные перед основным. Разбиение компрессора на каскады (каскад низкого давления, каскад высокого давления — КНД и КВД соответственно[6], иногда между ними помещается каскад среднего давления, КСД, как, например, в двигателе НК-32 самолёта Ту-160) позволяет избежать помпажа на частичных режимах.
Также преимущество многовального двигателя в том, что каждая турбина работает при оптимальной скорости вращения и нагрузке. При нагрузке, приводимой от вала одновального двигателя, была бы очень плохая приёмистость двигателя, то есть способность к быстрой раскрутке, так как турбине требуется поставлять мощность и для обеспечения двигателя большим количеством воздуха (мощность ограничивается количеством воздуха), и для разгона нагрузки. При двухвальной схеме лёгкий ротор высокого давления быстро выходит на режим, обеспечивая двигатель воздухом, а турбину низкого давления — большим количеством газов для разгона. Также есть возможность использовать менее мощный стартёр для разгона при пуске только ротора высокого давления.
Система запуска
Для запуска ГТД нужно раскрутить его ротор до определённых оборотов, чтобы компрессор начал подавать достаточное количество воздуха (в отличие от объёмных компрессоров, подача инерционных (динамических) компрессоров квадратично зависит от частоты вращения и поэтому на малых оборотах практически отсутствует), и поджечь подаваемое в камеру сгорания топливо. Со второй задачей справляются свечи зажигания, зачастую установленные на специальных пусковых форсунках, а раскрутка выполняется стартером той или иной конструкции:
электростартер, зачастую являющийся стартёр-генератором, то есть после запуска переключающимся в режим генератора постоянного тока 27 вольт. Таковы, например, ГС-24 вспомогательного двигателя ТА-6Б или СТГ-18 турбовинтового двигателя АИ-24 самолёта Ан-24;
воздушный турбостартер (ВТС) — небольшая воздушная турбина, получающая воздух от системы отбора (от ВСУ или соседнего работающего двигателя) или наземной установки воздушного запуска (УВЗ). Такие стартёры стоят на двигателях Д-30КП самолёта Ил-76, ТВ3-117 вертолётов Ми-8 и Ми-24 и многих других;
турбостартер (ТС) — небольшой турбовальный двигатель, рассчитанный только на раскрутку ротора основного двигателя, на котором он и установлен. Такие стартёры стоят, например, на двигателе АИ-25ТЛ учебно-тренировочного самолёта L-39 и НК-12МВ дальнего бомбардировщика Ту-95. Сам ТС имеет электрозапуск.[7]
ГТД, в котором химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла.[8] Тягу в любом ТРД создаёт только сила реакции вытекающих из сопла газов со скоростью, всегда превышающей скорость полёта. Турбореактивный двигатель объединяет в себе и двигатель и движитель.[9]
Турбореактивные двигатели (далее — ТРД) классифицируются по числу контуров, которых может быть один, два или три. Число контуров важно в контексте технического описания того или иного конкретного ТРД, но в случае обобщённого упоминания число контуров значения не имеет, и любой ТРД любой контурности в таком случае может быть назван просто турбореактивным. ТРД могут иметь более одного вала, но классификация по числу валов является узкоспециальной и в широком обиходе не используется.
Турбореактивный одноконтурный двигатель
ТРД с единственным контуром, в котором вся энергия сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла. Область применения — любые самолёты от дозвуковых гражданских до сверхзвуковых боевых.
ТРД с внутренним и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентилятора наружного контура.[10] Важной характеристикой двухконтурных ТРД является степень двухконтурности, предполагающая соотношение объёмов воздуха, проходящих через наружный и внутренний контуры. В любом случае смешение потоков каждого контура происходит до сопла. Двухконтурность позволяет ТРД быть более экономичным на дозвуковых и трансзвуковых скоростях полёта. Область применения — любые самолёты от дозвуковых гражданских до сверхзвуковых боевых.[9] Аббревиатура — ТРДД.
Турбореактивный трёхконтурный двигатель
ТРД с внутренним, промежуточным и наружным контурами, в котором часть энергии сгорания топлива, подводимого во внутренний контур, преобразуется в механическую работу для привода вентиляторов промежуточного и наружного контуров.[10] Аббревиатура — ТРТД.
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой
ТРД, в котором помимо основной камеры сгорания имеется дополнительная форсажная камера сгорания, расположенная перед реактивным соплом.[11] Функция форсажной камеры — кратковременное увеличение силы тяги. Может комбинироваться с двигателем любой контурности. Область применения — боевые сверхзвуковые самолёты. Аббревиатура — ТРДФ, ТРДДФ.
Турбовентиляторный реактивный двигатель (ТВРД) — это ТРДД со степенью двухконтурности m=2—10. Здесь компрессор низкого давления преобразуется в вентилятор, отличающийся от компрессора меньшим числом ступеней и большим диаметром, и горячая струя практически не смешивается с холодной. Применяется в гражданской авиации, двигатель имеет большой назначенный ресурс и малый удельный расход топлива на дозвуковых скоростях.
Турбовинтовентиляторный двигатель
Дальнейшим развитием ТВРД с увеличением степени двухконтурности m=20—90 является турбовинтовентиляторный двигатель (ТВВД). В отличие от турбовинтового двигателя, лопасти двигателя ТВВД имеют саблевидную форму, что позволяет перенаправить часть воздушного потока в компрессор и повысить давление на входе компрессора. Такой двигатель получил название винтовентилятор и может быть как открытым, так и закапотированным кольцевым обтекателем. Второе отличие — винтовентилятор приводится от турбины не напрямую, а, как винт, через редуктор. Двигатель наиболее экономичен, но при этом крейсерская скорость полёта ЛА, с такими типами двигателей, обычно не превышает 550 км/ч, имеются более сильные вибрации и «шумовое загрязнение».
В турбовинтовом двигателе (ТВД) основное тяговое усилие обеспечивает воздушный винт, соединённый через редуктор с валом турбокомпрессора.[12] Для этого используется турбина с увеличенным числом ступеней, так что расширение газа в турбине происходит почти полностью и только 10—15 % тяги обеспечивается за счёт газовой струи.
Турбовинтовые двигатели гораздо более экономичны на малых скоростях полёта и широко используются для самолётов, имеющих большую грузоподъёмность и дальность полёта — например, Ан-12, Ан-22, C-130. Крейсерская скорость самолётов, оснащённых ТВД, 500—700 км/ч.
Вспомогательная силовая установка (ВСУ)
ВСУ — небольшой газотурбинный двигатель, являющийся автономным источником энергии на борту. Простейшие ВСУ могут выдавать только сжатый воздух, отбираемый от компрессора турбины, который используется для запуска маршевых (основных) двигателей, либо для работы системы кондиционирования на земле (пример, ВСУ типа АИ-9, применяемая на вертолётах и самолёте Як-40). Более сложные ВСУ, помимо источника сжатого воздуха, выдают электрический ток в бортовую сеть, то есть являются полноценным автономным энергоузлом, обеспечивающем нормальное функционирование всех бортовых систем самолёта без запуска основных двигателей, а также при отсутствии наземных аэродромных источников энергии. Такова, например, ВСУ ТА-12 самолётов Ан-124[13], Ту-95МС, Ту-204, Ан-74 и других.
Турбовальный двигатель
Схема турбовального двигателя. — вал отбора мощности
В отличие от всех остальных типов ГТД, турбовальный двигатель не создаёт реактивной тяги, его выхлопное устройство не является соплом, а вся полезная мощность снимается в виде вращения выходного вала. Чаще всего, у такого двигателя турбина состоит из двух механически не связанных частей, связь между которыми газодинамическая. Газовый поток после выхода из камеры сгорания вращает первую турбину, отдаёт часть своей мощности для вращения компрессора, далее направляется во вторую, вал которой выходит за пределы корпуса двигателя и приводит в движение полезную нагрузку.
Выходной вал ТВаД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперёд, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.
Редуктор — непременная принадлежность турбовального двигателя. Скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.
Компрессор у ТВаД может быть осевым (если двигатель мощный) либо центробежным. Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, в нём есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД.
Основное применение турбовальный двигатель находит в авиации — на вертолётах, а так же в турбостартерах для других ГТД; в судостроении — на газотурбоходах; в электроэнергетике на газотурбинных ТЭЦ, парогазовых установках, в виде микротурбины в составе микротурбогенераторов; на насосных станциях для перекачки природного газа. Изредка применяется на железнодорожном транспорте — на газотурбовозах, а так же на автотранспорте и военной технике в качестве силовой установки. На вертолёте полезной нагрузкой является несущий винт. Наиболее известными примерами могут служить широко распространённые вертолёты Ми-8 и Ми-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117. Двигатели современных турбовинтовых самолётов также являются турбовальными, где привод воздушного винта производится от свободной турбины, а реактивная тяга отработавших газов не используется. Преимущества такой схемы: унификация с вертолётными двигателями, гораздо лучшие условия для запуска и выхода в рабочий режим (нет необходимости проворачивать воздушный винт), гораздо лучшая газодинамическая устойчивость, более простая и компактная конструкция, так как газогенератор может работать на больших оборотах, а свободная турбина — на сравнительно малых, возможность использования мощности газогенератора запущенного двигателя (при заторможенном воздушном винте) для нужд самолетных систем на земле.
Турбостартёр
ТС — агрегат, устанавливаемый на газотурбинном двигателе и предназначенный для его раскрутки при запуске.
Такие устройства представляют собой миниатюрный, простой по конструкции турбовальный двигатель, свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. В качестве примера: турбостартёр ТС-21, используемый на двигателе АЛ-21Ф-3, который устанавливается на самолёты типа Су-24[14], или ТС-12, устанавливаемый на авиационные двигатели НК-12 самолётов Ту-95 и Ту-142. ТС-12 имеет одноступенчатый центробежный компрессор, двухступенчатую осевую турбину привода компрессора и двухступенчатую свободную турбину. Номинальные обороты ротора компрессора в начале запуска двигателя — 27 тысяч мин−1, по мере раскрутки ротора НК-12 за счёт роста оборотов свободной турбины ТС-12 противодавление за турбиной компрессора падает и обороты возрастают до 30 тысяч мин−1.
Турбостартёр ГТДЭ-117 двигателя АЛ-31Ф также выполнен со свободной турбиной, а стартёр С-300М двигателя АМ-3, стоявшего на самолётах Ту-16, Ту-104 и М-4 — одновальный и раскручивает ротор двигателя через гидромуфту. [15]
Судовые установки
Используются в судовой промышленности для снижения веса. General Electric LM2500 и LM6000 — характерные модели этого типа машин.
Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходами. Они являются разновидностью теплохода. Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создаётся при помощи ГТД.
Например, газотурбоход «Циклон-М» с 2 газотурбинными двигателями ДО37. Пассажирских газотурбоходов за советскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М» появилось в 1986 году. Более таких судов не строили. В военной сфере в этом плане дела обстоят несколько лучше. Примером является десантный корабль «Зубр», самое большое в мире судно на воздушной подушке.
Железнодорожные установки
Локомотивы, на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называются газотурбовозами (разновидность тепловоза). На них используется электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, питает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 1960-е годы в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревнования с электровозами и в начале 1970-х годов проект был свёрнут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец грузового газотурбовоза, работающий на сжиженном природном газе. ГТ1 успешно прошёл испытания, позднее был построен второй газотурбовоз, с той же силовой установкой, но на другой ходовой части, машины эксплуатируются.
Перекачка природного газа
Газотурбинный двигатель НК-12СТ, используется на магистральных газопроводах ООО «Газпром трансгаз Москва» с 1981 года. По состоянию на 2018 год, в ООО «Газпром Трансгаз Москва» эксплуатируется тридцать таких двигателей.
Принцип работы газоперекачивающей установки практически не отличается от турбовинтовых двигателей, ТВаД используются здесь в качестве привода мощных насосов, а в качестве топлива используется тот же самый газ, который они перекачивают. В отечественной промышленности для этих целей широко применяются двигатели, созданные на базе авиационных — НК-12 (НК-12СТ)[16], НК-32 (НК-36СТ), так как на них можно использовать детали авиадвигателей, выработавшие свой лётный ресурс.
Электростанции
Турбовальный газотурбинный двигатель может использоваться для привода электрогенератора на электростанциях, основу которой составляют один или несколько таких двигателей. Такая электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт.
Однако, термодинамический КПД газотурбинного двигателя в чистом виде достаточно мал для эффективного применения в энергетике. Значительная часть энергии уносится в виде тепла выхлопных газов, имеющих высокую температуру. Поэтому ГТД чаще всего применяется в составе парогазовых установок, в которой выхлопной газ подаётся в котёл-утилизатор, вырабатывающий пар высокого давления, который используется для дополнительной выработки электроэнергии. Термодинамический КПД такой установки совместной выработки может достигать 55. .60 %, по этой причине ГТД в составе ПГУ широко применяются на электростанциях. Помимо этого, тепло выхлопных газов ГТД может применяться для нужд теплоснабжения, в этом случае станция называется газотурбинной ТЭЦ.
Танкостроение
В разделе не хватает ссылок на источники (см. также рекомендации по поиску).
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (22 августа 2017)
Первые исследования в области применения газовой турбины в танковых двигателях проводились в Германии Управлением вооружённых сухопутных сил начиная с середины 1944 года. Первым массовым танком с газотурбинным двигателем стал С-танк.
Установка блочного силового агрегата (двигатель — трансмиссия) в танк M1A1
Турбовальные двигатели (ТВаД) установлены на советском танке Т-80 (двигатель ГТД-1000Т) и американском М1 Абрамс. Газотурбинные двигатели, устанавливаемые на танках, имеют при схожих с дизельными размерах гораздо бо́льшую мощность, меньший вес и меньшую шумность, меньшую дымность выхлопа. Также ТВаД лучше удовлетворяет требованиям многотопливности, гораздо легче запускается, — оперативная готовность танка с ГТД, то есть запуск двигателя и последующий вход в рабочий режим всех его систем, занимает несколько минут, что для танка с дизельным двигателем в принципе невозможно, а в зимних условиях при низких температурах дизелю требуется достаточно длительный предпусковой прогрев, который не требуется ТВаД. Из-за отсутствия жёсткой механической связи турбины и трансмиссии на застрявшем или просто упёршемся в препятствие танке двигатель не глохнет. В случае попадания воды в двигатель (утоплении танка) достаточно выполнить так называемую холодную прокрутку ГТД для удаления воды из газовоздушного тракта и после этого двигатель можно запускать — на танке с дизельным двигателем в аналогичной ситуации происходит гидроудар, ломающий детали цилиндро-поршневой группы и непременно требующий замены двигателя.
Однако из-за низкого КПД газотурбинных двигателей, установленных на тихоходных (в отличие от самолётов) транспортных средствах, требуется гораздо большее количество возимого топлива для сравнимого с дизельным двигателем километрового запаса хода. Именно из-за расхода топлива, невзирая на все достоинства, танки типа Т-80 поэтапно выводятся из эксплуатации. Неоднозначным оказался опыт эксплуатации танковых ТВаД М1 Абрамс в условиях высокой запылённости (например в песчаных пустынях). В отличие от него, Т-80 благополучно может эксплуатироваться в условиях высокой запылённости, — конструктивно хорошо продуманная система очистки поступающего в двигатель воздуха на Т-80 надёжно защищает ГТД от песка и пыли. «Абрамсы», напротив, «задохнулись» — во время двух кампаний в Иракe при прохождении пустынь довольно много «Абрамсов» встали, так как их двигатели забились песком[источник не указан 1679 дней].
См. также: Конструкция танка § Силовая установка
Автостроение
В разделе не хватает ссылок на источники (см. также рекомендации по поиску).
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (11 ноября 2011)
Rover JET1
STP Oil Treatment Special на выставке в зале славы музея трассы Indianapolis Motor Speedway показана вместе с газотурбинным двигателем Pratt & Whitney.
A 1968 Howmet TX — единственный в истории газотурбинный двигатель, принёсший победу в автомобильной гонке.
Множество экспериментов проводилось с автомобилями, оснащёнными газовыми турбинами.
В 1950 году дизайнер Ф. Р. Белл и главный инженер Морис Вилкс в британской компании Rover Company анонсировали первый автомобиль с приводом от газотурбинного двигателя. Двухместный JET1 имел двигатель, расположенный позади сидений, решётки воздухозаборника по обеим сторонам машины, и выхлопные отверстия на верхней части хвоста. В ходе испытаний автомобиль достиг максимальной скорости 140 км/ч, на скорости турбины 50000 об/мин. Автомобиль работал на бензине, парафиновом или дизельном маслах, но проблемы с потреблением топлива оказались непреодолимыми для производства автомобилей. В настоящее время он выставлен в лондонском Музее науки.
Команды Rover и British Racing Motors (Формула-1) объединили усилия для создания Rover-BRM, автомобиля с приводом от газовых турбин, который принял участие в гонке 24 часа Ле-Мана 1963 года, управляемого Грэмом Хиллом и Гитнером Ричи. Этот автомобиль показал среднюю скорость 173 км/ч, максимальную — 229 км/ч.
Американские компании Ray Heppenstall, Howmet Corporation и McKee Engineering объединились для совместной разработки собственных газотурбинных спортивных автомобилей в 1968 году, Howmet TX приняла участие в нескольких американских и европейских гонках, в том числе завоевав две победы, а также принимала участие в гонке 24 часа Ле-Мана 1968 года. Автомобили использовали газовые турбины Continental Motors Company, благодаря которым, в конечном итоге, ФИА было установлено шесть посадочных скоростей для машин с приводом от турбин.
На гонках автомобилей с открытыми колёсами, революционное полноприводное авто 1967 года STP Oil Treatment Special с приводом от турбины, специально подобранной легендой гонок Эндрю Гранателли и управляемое Парнелли Джонсом, почти выиграло в гонке «Инди-500»; авто с турбиной STP компании Pratt & Whitney обгоняло почти на круг авто, шедшее вторым, когда у него неожиданно отказала коробка передач за три круга до финишной черты. В 1971 году глава компании Lotus Колин Чепмен представил авто Lotus 56B F1, с приводом от газовой турбины Pratt & Whitney. У Чепмена была репутация создателя машин-победителей, но он вынужден был отказаться от этого проекта из-за многочисленных проблем с инерционностью турбин (турболагом).
Оригинальная серия концептуальных авто General Motors Firebird была разработана для автовыставки Моторама 1953, 1956, 1959 годов, с приводом от газовых турбин.
Единственная серийная модель «семейного» газотурбинного автомобиля для использования на дорогах общего пользования была выпущена Chrysler в 1963—1964 года. Компания передала пятьдесят собранных вручную машин в кузовах итальянского ателье Ghia добровольцам, которые испытывали новинку в обычных дорожных условиях до января 1966 года. Эксперимент прошёл удачно, но компания, не располагавшая средствами для постройки нового моторного производства, отказалась от массового выпуска автомобиля с ГТД. После ужесточения экологических стандартов и взрывного роста цен на нефть компания, с трудом пережившая финансовый кризис, отказалась от продолжения разработок[17].[18]
История создания ГТД
В 1791 году английский изобретатель Джон Барбер получил патент за номером 1833, в котором описал первую газовую турбину.[19]
В 1892 году русский инженер П. Д. Кузьминский конструировал и построил первый в мире ГТД с газовой реверсивной турбиной радиального типа с 10 ступенями давления.[20] Турбина должна была работать на парогазовой смеси, которая получалась в созданной им же камере сгорания — «газопаророде». [21]
В 1906—1908 году русский инженер В. В. Кароводин сконструировал газовую турбину взрывного типа (турбину постоянного объёма).[22] Бескомпрессорный ГТД Кароводина с 4 камерами прерывистого сгорания и газовой турбиной при 10 000 об/мин развивал мощность 1,2 квт (1,6 л. с.).[23]
В 1909 году русский инженер Н. Герасимов запатентовал ГТД, использующийся для реактивного движения, то есть по сути — первый турбореактивный двигатель (привилегия № 21021, 1909 г.).[24][25][26]
В 1913 г., М. Н. Никольский спроектировал газотурбинный двигатель мощностью 120 кВт (160 л. с.), у которого было три ступени газовой турбины.[27][28]
Дальнейшие усовершенствования в конструкцию газотурбинных двигателей внесли В. И. Базаров (1923 г.), В. В. Уваров и Н. Р. Брилинг (1930—1936 гг.).[28][29]
В 1930-е годы огромный вклад в развитие газотурбинных технологий внесла группа конструкторов под руководством академика АН СССР А. М. Люльки. Главные работы конструктора касались турбореактивных двигателей с центробежным лопастным компрессором, которые стали основными для авиации.[30][31][32][33]
Контроль параметров работы ГТД
Как и у любого теплового двигателя, у ГТД есть множество параметров, которые необходимо контролировать для эксплуатации двигателя в безопасных, а по возможности и экономичных режимах. Измеряются с помощью приборов контроля.
Обороты — контролируются для оценки режима работы двигателя и недопущения опасных режимов. У многовальных двигателей, как правило, контролируются обороты всех валов — например, на Як-42 для контроля оборотов всех трёх валов каждого двигателя Д-36 установлен трёхстрелочный тахометр ИТА-13[34], на Ан-72 и Ан-74, оснащённых такими же двигателями Д-36 — три двухстрелочных тахометра, два стоят на приборной доске пилотов и показывают один обороты роторов вентиляторов, второй обороты роторов ВД, третий установлен на пульте предполётной подготовки и показывает обороты роторов НД.
Температура выходящих газов (ТВГ) — температура газов за турбиной двигателя, как правило, за последней ступенью[6], так как температура перед турбиной слишком высока для надёжного измерения. Температура газов показывает тепловую нагрузку на турбину и измеряется с помощью термопар. Также от термопар может работать автоматика, срезающая расход топлива или вовсе выключающая двигатель при превышении ТВГ — СОТ-1 на двигателе ТА-6[1], РТ-12 на двигателе НК-8 и так далее.
Конструкторы газотурбинных двигателей и основанные ими КБ
Соловьёв, Павел Александрович (АО «Авиадвигатель»)
Уиттл, Фрэнк (Power Jets Ltd)
Охайн, Ханс-Иоахим Пабст фон (Heinkel Strahltriebwerke)
Франц, Ансельм[en] (Jumo)
Колосов, Сергей Дмитриевич (ГП «Зоря — Машпроект»)
Кухто, Николай Кузьмич (ГП «Зоря — Машпроект»)
Климов, Владимир Яковлевич (АО «Климов»)
Кузнецов, Николай Дмитриевич (ОАО «Кузнецов»)
Люлька, Архип Михайлович (НПО «Сатурн»)
См.
также
Турбовинтовой двигатель
Воздушно-реактивный двигатель
Реактивный двигатель
Источники
↑ 12 Двигатель ТА-6В. Руководство по технической эксплуатации. ТА-6В.00.000-01РЭ (неопр.). Дата обращения: 10 сентября 2016. Архивировано 6 декабря 2010 года.
↑ Принцип работы -Микротурбины Capstone -Оборудование (неопр.) (недоступная ссылка). www.bpcenergy.ru. Дата обращения: 1 сентября 2016. Архивировано 1 октября 2016 года.
↑ Большая тайна маленьких турбин (неопр.). www.rcdesign.ru. Дата обращения: 1 сентября 2016. Архивировано 25 сентября 2016 года.
↑ Что такое Газотурбинная установка (ГТУ)? — Техническая Библиотека Neftegaz. RU (неопр.). neftegaz.ru. Дата обращения: 15 сентября 2022.
↑ Авиационный турбовальный двигатель ТВ2-117 и редуктор ВР-8А (неопр.). Дата обращения: 18 июня 2022. Архивировано 16 сентября 2016 года.
↑ 12 Двигатель НК-8-2У. Руководство по технической эксплуатации (в трёх частях) (неопр.). Дата обращения: 10 сентября 2016. Архивировано 9 января 2011 года.
↑ Авиационный турбовинтовой двигатель НК-12МВ серии 4. Книга I. Техническое описание. Москва, «Машиностроение», 1966
↑ ГОСТ 23851-79. — С. 3. термин 10.
↑ 12 Боевая авиационная техника . — С. 149. раздел III «Авиационные двигатели», глава 1 «Классификация и области применения».
↑ 12 ГОСТ 23851-79. — С. 3. термин 13.
↑ ГОСТ 23851-79. — С. 23. термин 136.
↑ Авиационный турбовинтовой двигатель АИ-20М (серия 6). ИЭиТО (редакция 4) (неопр.). Дата обращения: 11 сентября 2016. Архивировано 7 декабря 2010 года.
↑ Самолёт Ан-124-100. Руководство по технической эксплуатации. Книга 17. 1.4001.0000.000.000 РЭ17 (неопр.). Дата обращения: 10 сентября 2016. Архивировано 6 декабря 2010 года.
↑ Юрий. Турбовальный двигатель (неопр.). АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ (28 февраля 2012). Дата обращения: 27 октября 2015. Архивировано 17 сентября 2016 года.
↑ Авиационный турбореактивный двигатель РД-3М-500. Фельдман Л. Е. М. , «Транспорт», 1968
↑ Двигатель НК-12СТ серии 02. Техническое описание турбовального двигателя со свободной турбиной. Куйбышев, 1985 г. (недоступная ссылка)
↑ Lehto, Steve. Chrysler’s turbine car: the rise and fall of Detroit’s coolest creation. — Chicago, IL: Chicago Review press, 2010. — 228 p. — ISBN 9781569765494.
↑ Jay Leno’s Garage. 1963 Chrysler Turbine: Ultimate Edition — Jay Leno’s Garage (неопр.) (7 ноября 2012). Дата обращения: 26 сентября 2018. Архивировано 21 августа 2019 года.
↑ Джон Барбер — английский изобретатель — биография, фото, видео (рус.). biozvezd.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Кузьминский Павел Дмитриевич (неопр.). cadethistory.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Создание и развитие парогазовых и газопаровых установок (неопр.). poisk-ru.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 9 февраля 2019 года.
↑ Б. Бидуля. Огненная турбина // Юный техник. — 1960. — № 11. — С. 13—17.
↑ Изобретения России // Газотурбинный двигатель (неопр.). rus-eng.org. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Гильзин К. А. Воздушно-реактивные двигатели. — Москва: Военное Издательство Министерства Обороны Союза ССР, 1956.
↑ [История Реактивный двигатель] (рус.). warthunder.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ В. М. Корнеев. Особенности конструкции газотурбинных двигателей. — 2018. — ISBN 978-5-4485-9499-1.
↑ Гражданская авиация СССР в 50-70-х гг. (неопр.). Vuzlit. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 25 ноября 2020 года.
↑ 12 ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ПГД) (неопр.). enciklopediya-tehniki.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Изобретения России // Газотурбинный двигатель (неопр.). www.rus-eng.org. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ [История Двигатели Архипа Люльки] (рус.). warthunder.ru. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Кудрявцев В. Ф. Авиационные двигатели А.М.Люльки // Авиация и космонавтика. — 1993. — № 11—12. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Отечественный турбореактивный двигатель с центробежным компрессором РД-500. — Путешествие к далеким мирам (неопр.). www.e-reading.club. Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Турбореактивный двигатель с центробежным компрессором | Техника и человек (рус.). Дата обращения: 16 февраля 2019. Архивировано 17 февраля 2019 года.
↑ Самолёт Як-42. Руководство по технической эксплуатации. Раздел 77 (неопр.). Дата обращения: 18 июня 2017. Архивировано 23 марта 2017 года.
Ссылки
Газотурбинный двигатель // Большая советская энциклопедия : [в 30 т. ] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
ГОСТ Р 51852-2001 Установки газотурбинные. Термины и определения.
Словарь терминов на АвиаПорт. Ru
Расчёт газотурбинной установки
Technology Speed of Civil Jet Engines
Газотубинный двигатель — 50 статей
Литература
ГОСТ 23851-79. Двигатели газотурбинные авиационные; термины и определения. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1979. — 99 с.
ГОСТ 51852-2001. Установки газотурбинные; термины и определения. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 2001. — 9 с.
Павленко В. Ф. Боевая авиационная техника; летательные аппараты, силовые установки, их эксплуатация. — Москва: Воениздат, 1984. — 319 с.
Elliot, Simon. Power Progress: World Turbine Engine Directory (англ.). // Flight International. — 13-19 October 1993. — Vol. 144 — No. 4391 — P. 29-40 — ISSN 0015-3710. (справочник с техническими данными и сравнительной характеристикой 34 турбовальных газотурбинных двигателей (turboshafts) ведущих мировых производителей-предприятий зарубежного двигателестроения)
В статье есть список источников, но не хватает сносок.
Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены.
Двухконтурные и трехконтурные дозирующие системы
для гоночных приложений
До того, как микропроцессоры и датчики электронного впрыска топлива произвели революцию в подаче топлива, карбюраторы заправляли высокопроизводительные машины с использованием механических компонентов, таких как дозирующие системы и усилители. За прошедшие годы производители карбюраторов разработали различные системы дозирования, которые по-разному влияют на производительность.
Согласно Quick Fuel Technology, выбор правильной настройки системы дозирования и стиля бустера является ключом к оптимизации производительности и производительности вашей поездки. В недавнем техническом бюллетене Quick Fuel более подробно рассмотрел двух- и трехконтурные дозирующие системы и то, как они связаны с приложениями для дрэг-рейсинга.
Измерительная система содержит сети или контуры воздушных и топливных каналов. Например, комбинация уличного и полосового двигателя может содержать до пяти контуров: контур холостого хода, первичный и вторичный контуры, контур обогащения топлива и контур ускорительного насоса. Это связано с тем, что движку для уличного движения необходимо переключаться между холостым ходом, ускорением при частичном открытии дроссельной заслонки, движением по автостраде и полностью открытым дросселем, и эти различные схемы позволят карбюратору адаптироваться к резким изменениям нагрузки двигателя. Тем не менее, дрэг-рейсеры не слишком заботятся о характеристиках холостого хода и частичной дроссельной заслонки, поэтому производители карбюраторов сосредотачиваются на характеристиках WOT (широко открытый дроссель) при разработке карбюратора для дрэг-рейсинга.
Типичные настройки карбюратора для дрэг-рейсинга включают двух- или трехмерные системы.
Прежде чем определить, требуется ли для конкретного применения двух- или трехконтурная система измерения, Марвин Бенуа из Quick Fuel говорит, что важно сначала определить, что представляет собой каждый контур. Бенуа говорит, что большая часть путаницы связана с неоднозначной семантикой, поскольку разные производители карбюраторов и производители двигателей имеют свои собственные определения того, что представляет собой цепь. Технически у уличного карбюратора имеется до пяти контуров (холостой ход, первичный, вторичный, силовой клапан, ускорительный насос), но, поскольку дрэг-моторы работают либо на холостом ходу, либо на холостом ходу — и не более того между ними — то, что дрэг-рейсеры называют двухконтурным. карбюратор может фактически иметь пять различных цепей. Для гонщиков все, что происходит после бездействия, часто объединяется в одну «основную» систему.
«С двухконтурным карбюратором у вас есть система холостого хода и основная система. Оттуда вы можете еще больше обогатить воздушно-топливную смесь с помощью силового клапана», — сказал Бенуа.
В то время как сосредоточение внимания исключительно на производительности WOT, казалось бы, упростило бы настройку карбюратора, современные высокоэффективные гоночные двигатели ставят перед собой новые задачи. По сравнению с уличным автомобилем со скоростью 6000 об / мин, требования к расходу топлива двигателя Comp Eliminator со скоростью 9800 об / мин сильно различаются между нажатием трансмиссионного тормоза и пересечением финишной черты, даже если дроссельная заслонка полностью открыта все время. Следовательно, в последние годы производители ввели третий контур в дополнение к системе холостого хода и основной системе.
— Третий контур — это промежуточный контур, изначально разработанный для автомобилей Pro Stock с механической коробкой передач, — сказал Бенуа. «Во время каждого переключения передач скорость внутри карбюратора падает, потому что поршни не пропускают столько воздуха через двигатель, поэтому третий контур действует как промежуточная система, помогающая этому переходу».
Как именно это работает?
Трехконтурные дозирующие системы обходят дозирующие блоки, вытягивая топливо непосредственно из топливного бака в трубку Вентури. Их легко узнать по трубкам пуловера, которые выступают в трубку Вентури рядом с дроссельной заслонкой.
«Третий круг — это, по сути, пуловерная система, — сказал Бенуа. «У него есть трубка, которая собирает топливо прямо из чаши и выпускает его в трубку Вентури. Внутри трубки имеется воздухоотводчик и выпускной ограничитель, измеряющие объем топлива, протекающего по третьему контуру. Когда двигатель разгоняется от холостого хода до пиковых оборотов двигателя, третий контур вытягивает больше топлива из камеры по мере увеличения оборотов. Сразу после холостого хода третий контур потребляет не так много топлива, на полугусенице он потребляет больше топлива, а к концу трека потребляет много топлива. Если скорость воздуха слишком высока в конце гусеницы, третий контур может потреблять слишком много топлива, поэтому вам придется урезать его, заменив выпускной клапан, выпускной клапан или и то, и другое».
Хотя трехконтурные дозирующие системы изначально разрабатывались для дрэг-каров с механической коробкой передач, гонщики успешно адаптировали дополнительную гибкость настройки, которую они предлагают, в различных областях применения.
«Основная система и промежуточная система определяют общий расход топлива, так что вы должны учитывать это при промывке», — сказал Бенуа. «Трехконтурный карбюратор очень хорошо работает с Powerglide, потому что он помогает обеднить воздушно-топливную смесь после переключения 1-2. Поскольку промежуточная система добавляет топливо, вы можете сделать основную систему более обедненной, чтобы улучшить приемистость. Третий контур полезен и на брекет-каре, выпадающем из преобразователя после переключения».
Помимо преимуществ на трассе, трехконтурные карбюраторы не предназначены для уличных автомобилей, стремящихся стать гоночными.
«Трехконтурный карбюратор работает на холостом ходу, поэтому он не лучший выбор для уличных автомобилей», — сказал Бенуа. «Для уличных двигателей меньшего объема гораздо проще заставить двухконтурный карбюратор хорошо работать на улице. Точно так же, как вы никогда не хотите лгать своему врачу, вы никогда не хотите лгать своему парню с карбюратором. Вы не можете сказать ему, что вы производите 1000 л.с., когда у вас всего 500. перетащите машину, езжайте с трехконтурным карбюратором. Для уличных автомобилей лучшим выбором будет двухконтурный карбюратор».
Мы поделимся знаниями Quick Fuel о конструкции бустеров в одном из будущих постов, но если вам нужны какие-то знания о углеводах прямо сейчас, мы настоятельно рекомендуем вам проверить собственный технический блог Quick Fuel для получения всевозможной полезной информации!
Цепи управления прямым/обратным ходом – базовое управление двигателем
Цепи
Если трехфазный двигатель должен вращаться только в одном направлении, и при первоначальной подаче питания обнаруживается, что он вращается в направлении, противоположном желаемому, все, что необходимо, — это поменять местами любые два из трех проводов, питающих двигатель. . Это можно сделать на двигателе или на самом двигателе.
Вращение трехфазного двигателя
После переключения двух линий направление магнитных полей, создаваемых в двигателе, теперь заставит вал вращаться в противоположном направлении. Это известно как реверсирование файла .
Если двигатель должен вращаться в двух направлениях, то ему потребуется пускатель двигателя прямого/обратного хода, который имеет два трехполюсных контактора с номинальной мощностью, а не один, как в обычном пускателе. Каждый из двух разных пускателей электродвигателя питает двигатель с разным чередованием фаз.
Когда на контактор прямого хода подается питание, силовые контакты соединяют линию L1 с T1, линию L2 с T2 и линию L3 с T3 на двигателе. Когда на контактор реверса подается питание, силовые контакты соединяют линию L1 с T3, линию L2 с T2 и линию L3 с T1 на двигателе.
Силовая цепь прямого/обратного хода
Поскольку два пускателя двигателя управляют только одним двигателем, необходимо использовать только один набор нагревателей реле перегрузки. Обратные пути для обеих катушек пускателя соединяются с цепью пускателя, так что при перегрузке в любом направлении катушки пускателя обесточиваются и двигатель останавливается.
Обратите внимание, что два контактора должны быть и таким образом, чтобы они не могли быть запитаны одновременно. Если на обе катушки стартера одновременно подается напряжение, произойдет короткое замыкание с потенциально опасными последствиями.
Пускатели прямого/обратного хода поставляются с двумя наборами нормально разомкнутых контактов, которые действуют как удерживающие контакты в каждом направлении. Они также поставляются с двумя наборами нормально замкнутых вспомогательных контактов, которые действуют как электрические блокировки.
Пускатели прямого/обратного хода никогда не должны замыкать свои силовые контакты одновременно. Лучший способ обеспечить это — электрические блокировки, которые предотвращают подачу питания на одну катушку, если другая катушка задействована. Сбой в электрической блокировке может привести к одновременному включению обеих катушек.
. Если оба находятся под напряжением, требуется некоторая форма механической блокировки, чтобы предотвратить втягивание обоих. движение соседней катушки. Это означает, что даже если обе катушки находятся под напряжением, только один якорь сможет полностью втянуться. Катушка, которая не может втянуться, будет издавать ужасный дребезжащий звук, пытаясь замкнуть магнитную цепь.
На механические блокировки следует полагаться как на крайнюю меру защиты.
Электрическая блокировка достигается путем установки нормально замкнутого контакта катушки одного направления последовательно с катушкой противоположного направления и наоборот. Это гарантирует, что когда передняя катушка находится под напряжением, нажатие на реверс не приведет к возбуждению обратной катушки. Такая же ситуация возникает при включении обратной катушки. В обоих случаях необходимо нажать кнопку останова, чтобы обесточить рабочую катушку и вернуть все ее вспомогательные контакты в исходное состояние. Затем можно включить катушку противоположного направления.
Цепь управления прямым/обратным ходом
При разработке схемы управления для цепей прямого/обратного хода мы начинаем со стандартного, добавляем вторую нормально разомкнутую кнопку и ветвь удерживающего контакта для второй катушки. Одной кнопки остановки достаточно, чтобы отключить двигатель в обоих направлениях.
Две катушки механически заблокированы, а нормально замкнутые контакты мгновенного действия обеспечивают электрическую блокировку.
Если нажата кнопка прямого хода, пока не задействована катушка реверса, ток найдет путь через нормально замкнутый контакт реверса и подаст питание на катушку прямого хода, в результате чего все, что связано с этой катушкой, изменит свое состояние. Закроется, и нормально замкнутая электрическая блокировка разомкнется. Если нажать кнопку реверса при включенной катушке прямого хода, ток не сможет пройти через нормально замкнутый контакт прямого хода, и ничего не произойдет.
Чтобы запустить двигатель в обратном направлении, передняя катушка должна быть обесточена. Для этого необходимо нажать кнопку остановки, после чего кнопка реверса сможет подать питание на катушку реверса.
Независимо от направления вращения двигателя, эта схема будет работать как стандартная трехпроводная схема, обеспечивающая до тех пор, пока не будет нажата кнопка останова или не произойдет .
Блокировка кнопок прямого/обратного хода
Блокировка кнопок требует использования четырехконтактных кнопок мгновенного действия, каждая из которых имеет набор нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов.
Для блокировки кнопок просто соедините нормально замкнутые контакты одной кнопки последовательно с нормально разомкнутыми контактами другой кнопки, и удерживающие контакты будут соединены с нормально разомкнутыми контактами соответствующей кнопки.
Эта цепь по-прежнему требует установки электрических блокировок.
Кнопочная блокировка не требует отключения катушек двигателя перед изменением направления, поскольку нормально замкнутые передние контакты последовательно соединены с нормально разомкнутыми реверсивными контактами, и наоборот. Нажатие одной кнопки одновременно отключает одну катушку и запускает другую. Этот внезапный реверс () может быть тяжелым для двигателя, но если требуется быстрое реверсирование двигателя, эта схема может быть решением.
Похоже, JavaScript отключен или заблокирован в вашем текущем браузере. Отключенный JavaScript значительно снижает функциональность нашего сайта, поэтому, чтобы вы могли наслаждаться наилучшей работой в Интернете, мы рекомендуем вам снова включить JavaScript или отключить любые надстройки, блокирующие JavaScript, которые вы могли установить ранее. Вы можете узнать, как включить JavaScript в своем браузере, перейдя на http://activatejavascript.org. А пока, если у вас есть какие-либо вопросы или вы просто предпочитаете оформить заказ по телефону, позвоните нам по бесплатному номеру 1-833-3CABLEORG (1-833-322-2536) — мы будем рады помочь.
ОТ: CableOrganizer. com
Трехфазная электроэнергия является распространенным способом передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, в основном используемый для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше материала проводника для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.
Комбинированный набор IDEAL 35-926 Twist-A-Nut
Идеальный тестер вращения трехфазного двигателя
Klein Tools® Тестер напряжения и целостности цепи
В трехфазной системе по трем проводникам цепи текут три переменных тока (одной и той же частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время. Принимая один проводник за эталон, два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в каждом цикле тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.
Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, в то же время поддерживая однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не используется нейтральный провод, поскольку нагрузки могут быть просто подключены между фазами (соединение фаза-фаза).
Три фазы обладают свойствами, которые делают их очень востребованными в системах электроснабжения. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию компенсировать друг друга и в сумме равняться нулю в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить нулевой провод на некоторых линиях; все фазные проводники пропускают один и тот же ток и поэтому могут быть одинакового размера для сбалансированной нагрузки. Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает уменьшить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, вращающееся в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Третий — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.
Большинство бытовых нагрузок однофазные. Как правило, трехфазное питание либо вообще не входит в жилые дома, либо там, где оно есть, оно распределяется на главном распределительном щите.
На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи представляют собой синусоидальные функции времени, все с одной и той же частотой, но со смещением во времени, что дает разные фазы. В трехфазной системе фазы расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но более подробную информацию см. в разделе «Системы сетевого питания»).
Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до более пригодного для передачи.
После многочисленных преобразований в сети передачи и распределения мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение ( т. е. «бытовое» напряжение). Возможно, в этот момент мощность уже была разделена на одну фазу или она все еще может быть трехфазной. Там, где понижающее напряжение трехфазное, выход этого трансформатора обычно соединен звездой со стандартным сетевым напряжением (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся фазно-нейтральным напряжением. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, состоит в том, чтобы иметь вторичную обмотку, соединенную треугольником, с центральным отводом на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль. Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами). быть доступным из того же источника.
Коробки для неметаллических корпусов
Коробка FSR404 4×4
Набор инструментов техника черного ящика
В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. д. используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономичности и долговечности.
Нагреватели сопротивления, такие как электрические котлы или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам. Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют характеристики вращающегося магнитного поля трехфазных двигателей, но используют преимущества более высокого уровня напряжения и мощности, обычно связанные с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники питаются от разных фаз.
Большие системы выпрямителей могут иметь трехфазные входы; результирующий постоянный ток легче фильтровать (сглаживать), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя. Такие выпрямители можно использовать для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.
Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при рафинировании руд.
В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы можно было подключиться к однофазному источнику питания. Во многих регионах Европы однофазное питание является единственным доступным источником.
Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазного питания в трехфазное. Мелкие потребители, такие как жилые дома или фермы, могут не иметь доступа к трехфазному электроснабжению или могут не захотеть платить за дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут захотеть использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи могут также позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что входное питание локомотива почти всегда является либо постоянным, либо однофазным переменным током.
Поскольку однофазная мощность падает до нуля в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, а трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ хранения энергии в течение необходимой доли секунды.
Одним из методов использования трехфазного оборудования с однофазным питанием является использование вращающегося преобразователя фаз, представляющего собой трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, который обеспечивает сбалансированное трехфазное напряжение. При правильной конструкции эти вращающиеся преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазной сети. В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.
Вторым методом, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был метод, который назывался «метод трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод хорошо работает и имеет сторонников даже сегодня. Использование метода имени трансформатора отделило его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отличает их от вращающихся преобразователей.
Другой метод, который часто пытаются использовать, — это устройство, называемое статическим преобразователем фазы. Этот метод запуска трехфазного оборудования обычно используется с двигателями, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может привести к перегреву двигателей, а в некоторых случаях и к перегреву. Этот метод не работает, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства с ЧПУ, а также нагрузки индукционного и выпрямительного типа.
Изготавливаются устройства, создающие имитацию трехфазного тока из трехпроводного однофазного питания. Это делается путем создания третьей «субфазы» между двумя проводниками под напряжением, в результате чего фазовое разделение составляет 180 ° — 90° = 90°. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.
Преобразователи частоты (также известные как полупроводниковые инверторы) используются для обеспечения точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазного источника питания. ЧРП работают, преобразовывая напряжение питания в постоянный ток, а затем преобразуя постоянный ток в подходящий трехфазный источник для двигателя.
Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, в которой используется программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления полупроводниковыми силовыми коммутационными компонентами. Этот микропроцессор, называемый цифровым сигнальным процессором (DSP), контролирует процесс фазового преобразования, постоянно регулируя входные и выходные модули преобразователя для поддержания сбалансированной трехфазной мощности при любых условиях нагрузки.
Анализатор качества электроэнергии PowerSight PS4500
Катушки для хранения шнура и кабеля для тяжелых условий эксплуатации — 200–425 футов
Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощной нагрузки.
Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности на линейную нагрузку. Для нагрузок, которые соединяют каждую фазу с нейтралью, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который больше, чем ток нейтрали в трехфазной системе. Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, а это означает, что, несмотря на теорию, двигатели, работающие от трех фаз, имеют тенденцию работать более плавно, чем двигатели, работающие от двух фаз. Генераторы на Ниагарском водопаде установлены в 189 г.5 были самыми большими генераторами в мире в то время и представляли собой двухфазные машины. Настоящее двухфазное распределение электроэнергии по существу устарело. Системы специального назначения могут использовать для управления двухфазную систему. Двухфазная мощность может быть получена из трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
Моноциклическая мощность — название асимметричной модифицированной двухфазной энергосистемы, использовавшейся General Electric около 189 г.7 (поддерживаемый Чарльзом Протеусом Стейнмецем и Элиу Томсоном; как сообщается, это использование было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для осветительной нагрузки, и с малой (обычно ¼ линейного напряжения) обмоткой, вырабатывающей напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать дополнительную обмотку этого «провода питания» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, а основная обмотка обеспечивает питание для осветительных нагрузок. После истечения срока действия патентов Вестингауза на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и он длился недостаточно долго, чтобы можно было разработать удовлетворительный учет энергии.
Построены и испытаны системы высокого порядка фаз для передачи электроэнергии. Такие линии электропередачи используют 6 или 12 фаз и методы проектирования, характерные для линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи с высоким порядком фаз могут обеспечивать передачу большей мощности по данной линии передачи в полосе отчуждения без затрат на преобразователь постоянного тока высокого напряжения на каждом конце линии.
Многофазная система представляет собой средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника под напряжением, по которым текут переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Многофазные системы особенно полезны для передачи мощности на электродвигатели. Наиболее распространенным примером является трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.
Один цикл напряжения трехфазной системы
На заре коммерческой электроэнергетики в некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы. Главное их преимущество заключалось в том, что конфигурация обмотки была такой же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, а при использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы были заменены трехфазными системами. Двухфазное питание с 90 градусов между фазами может быть получено из трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного Скоттом.
Многофункциональный электрический тестер Greenlee
Plug-Bug тестер
Многофазная система должна обеспечивать определенное направление вращения фаз, поэтому напряжения зеркального отражения не учитываются при определении порядка фаз. Трехпроводная система с двумя фазными проводами, расположенными на 180 градусов друг от друга, по-прежнему является однофазной. Такие системы иногда называют расщепленными фазами.
Многофазная мощность особенно полезна в двигателях переменного тока, таких как асинхронные двигатели, где она генерирует вращающееся магнитное поле. Когда трехфазное питание завершает один полный цикл, магнитное поле двухполюсного двигателя поворачивается на 360 ° в физическом пространстве; двигателям с большим количеством пар полюсов требуется больше циклов подачи питания, чтобы совершить один физический оборот магнитного поля, и поэтому эти двигатели работают медленнее. Никола Тесла и Михаил Доливо-Добровольский изобрели первые практические асинхронные двигатели, использующие вращающееся магнитное поле — ранее все коммерческие двигатели были постоянного тока, с дорогими коммутаторами, требующими обслуживания щетками и характеристиками, непригодными для работы в сети переменного тока. Многофазные двигатели просты в конструкции, самозапускающиеся и маловибрирующие.
Количество фаз больше трех. Обычная практика для выпрямительных установок и преобразователей HVDC состоит в том, чтобы обеспечить шесть фаз с шагом 60 градусов, чтобы уменьшить генерацию гармоник в системе питания переменного тока и обеспечить более плавный постоянный ток. Были построены экспериментальные линии передачи высокого фазового порядка с числом фаз до 12. Это позволяет применять правила проектирования сверхвысокого напряжения (СВН) при более низких напряжениях и позволит увеличить передачу мощности при той же ширине коридора линии электропередачи.
Жилые дома и предприятия малого бизнеса обычно снабжаются одной фазой, взятой из одной из трех фаз коммунального хозяйства. Индивидуальные клиенты распределяются между тремя фазами для балансировки нагрузки. Однофазные нагрузки, такие как освещение, могут быть подключены от фазы под напряжением к нейтрали цепи, что позволяет сбалансировать нагрузку в большом здании по трем фазам питания. Смещение фаз фазных напряжений к нейтрали составляет 120 градусов; напряжение между любыми двумя проводами под напряжением всегда в 3 раза больше, чем между проводом под напряжением и нейтралью. См. Статью Системы электроснабжения для получения списка однофазных распределительных напряжений по всему миру; трехфазное линейное напряжение будет в 3 раза больше этих значений.
В Северной Америке жилые многоквартирные дома могут иметь распределение 120 вольт (фаза-нейтраль) и 208 вольт (фаза-линия). Крупные однофазные приборы, такие как духовки или варочные панели, предназначенные для двухфазной системы на 240 В, обычно используемые в односемейных домах, могут плохо работать при подключении к напряжению 208 В; отопительные приборы будут развивать только 3/4 своей номинальной мощности, а электродвигатели будут работать некорректно при на 13% меньшем приложенном напряжении.
Принципы работы системы зажигания магнето авиационного двигателя
Магнето, особый тип генератора переменного тока с приводом от двигателя, использует постоянный магнит в качестве источника энергии. За счет использования постоянного магнита (основного магнитного поля), катушки с проволокой (концентрированные отрезки проводника) и относительного движения магнитного поля в проводе генерируется ток. Сначала магнето вырабатывает электроэнергию за счет двигателя, вращающего постоянный магнит и индуцирующего ток в обмотках катушки. Когда ток протекает через обмотки катушки, он создает собственное магнитное поле, которое окружает обмотки катушки. В нужное время этот ток прекращается, и магнитное поле разрушается во втором наборе обмоток в катушке, и генерируется высокое напряжение. Это напряжение, используемое для образования дуги в зазоре свечи зажигания. В обоих случаях присутствуют три основные вещи, необходимые для выработки электроэнергии, чтобы создать высокое напряжение, которое заставляет искру прыгать через зазор свечи зажигания в каждом цилиндре. Работа магнето синхронизирована с двигателем, поэтому искра возникает только тогда, когда поршень находится в правильном ходе за определенное число градусов коленчатого вала до положения поршня в верхней мертвой точке.
Магнетосистема высокого напряжения Теория работы
Магнитосистема высокого напряжения может быть разделена для целей обсуждения на три отдельных цепи: магнитная, первичная электрическая и вторичная электрические цепи.
Магнитная цепь
Магнитная цепь состоит из постоянного многополюсного вращающегося магнита, сердечника из мягкого железа и полюсных башмаков. [Рис. 1]
Рис. 1. Магнитный поток при трех положениях вращающегося магнита
Магнит прикреплен к двигателю самолета и вращается в зазоре между двумя полюсными башмаками, создавая магнитные силовые линии (поток), необходимые для создания электрического напряжения. Полюса магнита расположены в чередующейся полярности, так что поток может проходить от северного полюса через сердечник катушки и обратно к южному полюсу магнита. Когда магнит находится в положении, показанном на рисунке 1А, количество магнитных силовых линий, проходящих через сердечник катушки, максимально, потому что два магнитно противоположных полюса точно выровнены с полюсными башмаками.
Это положение вращающегося магнита называется положением полного регистра и создает максимальное количество магнитных силовых линий, поток течет по часовой стрелке через магнитную цепь и слева направо через сердечник катушки. Когда магнит перемещается от положения полного регистра, величина потока, проходящего через сердечник катушки, начинает уменьшаться. Это происходит из-за того, что полюса магнита удаляются от полюсных башмаков, что позволяет некоторым линиям потока пройти более короткий путь через концы полюсных башмаков.
Чем дальше магнит перемещается от положения полного регистра, тем больше линий магнитного потока замыкается накоротко через концы полюсных башмаков. Наконец, в нейтральном положении 45° от положения полного регистра все линии потока замыкаются накоротко, и поток не проходит через сердечник катушки. [Рисунок 1B] По мере того, как магнит перемещается из полного регистра в нейтральное положение, количество линий потока через сердечник катушки уменьшается таким же образом, как и постепенное уменьшение потока в магнитном поле обычного электромагнита.
Нейтральное положение магнита — это когда один из полюсов магнита находится по центру между полюсными башмаками магнитной цепи. Когда магнит перемещается из этого положения по часовой стрелке, линии потока, которые были закорочены через концы полюсных башмаков, снова начинают течь через сердечник катушки. Но на этот раз линии потока проходят через сердечник катушки в противоположном направлении. [Рисунок 1C] Поток магнитного потока меняется на противоположный, когда магнит выходит из нейтрального положения, потому что северный полюс вращающегося постоянного магнита находится напротив правого полюсного башмака, а не слева. [Рисунок 1А]
Когда магнит снова перемещается в общей сложности на 90°, достигается другое полное положение регистра с максимальным магнитным потоком в противоположном направлении. Перемещение магнита под углом 90° показано на рисунке 2, где кривая показывает, как плотность потока в сердечнике катушки без первичной катушки вокруг сердечника изменяется при вращении магнита.
Рисунок 2. Изменение плотности потока при вращении магнита
он перемещается в нейтральное положение на 45°. Пока магнит движется через нейтральное положение, магнитный поток меняет направление и начинает увеличиваться, как показано кривой под горизонтальной линией. В 90° достигается другое положение максимального потока. Таким образом, для одного оборота на 360° четырехполюсного магнита имеется четыре положения максимального потока, четыре положения нулевого потока и четыре реверсирования потока.
Это обсуждение магнитной цепи демонстрирует, как вращающийся магнит влияет на сердечник катушки. Он подвергается воздействию увеличивающегося и уменьшающегося магнитного поля и смены полярности каждые 90° перемещения магнита.
Когда катушка провода как часть первичной электрической цепи магнето намотана вокруг сердечника катушки, на нее также влияет переменное магнитное поле.
Первичная электрическая цепь
Первичная электрическая цепь состоит из набора точек контакта прерывателя, конденсатора и изолированной катушки. [Рисунок 3] Катушка состоит из нескольких витков толстого медного провода, один конец которого заземлен на сердечник катушки, а другой конец — на незаземленную сторону точек прерывателя. [Рисунок 3] Первичная цепь замыкается только тогда, когда незаземленная точка прерывателя соприкасается с заземленной точкой прерывателя. Третий блок в цепи, конденсатор (конденсатор), подключается параллельно точкам прерывателя. Конденсатор предотвращает возникновение дуги в точках размыкания цепи и ускоряет разрушение магнитного поля вокруг первичной катушки.
Первичный выключатель замыкается примерно в полном положении регистра. Когда точки прерывателя замыкаются, первичная электрическая цепь замыкается, и вращающийся магнит индуцирует ток в первичной цепи. Этот поток тока создает собственное магнитное поле, направленное таким образом, что препятствует любому изменению магнитного потока в цепи постоянного магнита.
Пока в первичной цепи протекает индуцированный ток, он препятствует уменьшению магнитного потока в сердечнике. Это соответствует закону Ленца, который гласит: «Индуцированный ток всегда течет в таком направлении, что его магнетизм противодействует движению или изменению, которое его вызвало». Таким образом, ток, протекающий в первичной цепи, удерживает магнитный поток в сердечнике на высоком уровне в одном направлении до тех пор, пока вращающийся магнит не успеет повернуться от нейтрального положения до точки, на несколько градусов выше нейтральной. Это положение называется положением E-gap (E означает эффективность).
Если магнитный ротор находится в положении Е-зазора, а первичная катушка удерживает магнитное поле магнитной цепи с противоположной полярностью, можно получить очень высокую скорость изменения потока путем размыкания точек первичного прерывателя. Размыкание точек прерывателя останавливает ток в первичной цепи и позволяет магнитному ротору быстро изменить направление поля через сердечник катушки. Эта внезапная инверсия потока вызывает высокую скорость изменения потока в сердечнике, который пересекает вторичную катушку магнето (намотанную и изолированную от первичной катушки), индуцируя во вторичной обмотке импульс высоковольтного электричества, необходимый для зажигания свеча зажигания. По мере того, как ротор продолжает вращаться примерно до полного положения регистра, точки первичного прерывателя снова замыкаются, и цикл повторяется для зажигания следующей свечи зажигания в порядке зажигания. Последовательность событий теперь можно рассмотреть более подробно, чтобы объяснить, как возникает состояние экстремального магнитного напряжения.
С точками прерывателя, кулачком и конденсатором, соединенными в цепь, как показано на рис. 4, действие, происходящее при вращении магнитного ротора, изображено кривой графика на рис. 5. В верхней части (А) рис. 5 , показана исходная кривая статического потока магнитов. Под кривой статического потока показана последовательность открытия и закрытия точек прерывателя магнето. Обратите внимание, что время открытия и закрытия точек прерывателя определяется кулачком прерывателя. Точки закрываются, когда через сердечник катушки проходит максимальное количество потока, и размыкаются в положении после нейтрали. Поскольку на кулачке четыре выступа, точки прерывателя замыкаются и размыкаются в одном и том же отношении к каждому из четырех нейтральных положений магнита ротора. Также интервалы открытия и закрытия точек примерно равны.
Figure 4. Components of a high-tension magneto circuit
Figure 5. Magneto flux curves
Starting at the maximum flux position отмеченный 0° в верхней части рисунка 5, происходит последовательность событий, описанная в следующих абзацах.
Когда магнитный ротор поворачивается в нейтральное положение, величина магнитного потока через сердечник начинает уменьшаться. [Рисунок 5D] Это изменение потокосцепления индуцирует ток в первичной обмотке. [Рисунок 5C] Этот индуцированный ток создает собственное магнитное поле, которое препятствует изменению потокосцеплений, индуцирующих ток. Без тока, протекающего в первичной катушке, поток в сердечнике катушки уменьшается до нуля, когда магнитный ротор поворачивается в нейтральное положение, и начинает увеличиваться в противоположном направлении (пунктирная кривая статического потока на рисунке 5D). Но электромагнитное действие первичного тока предотвращает изменение потока и временно удерживает поле вместо того, чтобы позволить ему измениться (результирующая линия потока на рисунке 5D).
В результате процесса удерживания в магнитной цепи возникает очень высокое напряжение к тому моменту, когда ротор магнита достигает положения, при котором точки прерывателя вот-вот разомкнутся. Точки прерывателя в разомкнутом состоянии работают вместе с конденсатором, прерывая протекание тока в первичной обмотке, вызывая чрезвычайно быстрое изменение потокосцепления. Высокое напряжение во вторичной обмотке разряжается через зазор в свече зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя. Каждая искра фактически состоит из одного пикового разряда, после которого происходит серия малых колебаний.
Они продолжают происходить до тех пор, пока напряжение не станет слишком низким для поддержания разряда. Ток протекает во вторичной обмотке в течение времени, необходимого для полного разряда искры. Энергия или напряжение в магнитной цепи полностью рассеивается к моменту замыкания контактов для образования следующей искры. Узлы прерывателя, используемые в высоковольтных магнитных системах зажигания, автоматически размыкают и замыкают первичную цепь в нужное время в зависимости от положения поршня в цилиндре, на который подается искра зажигания. Прерывание первичного тока осуществляется через пару контактных точек прерывателя, изготовленных из сплава, устойчивого к точечной коррозии и прогоранию.
Большинство точек прерывателя, используемых в системах зажигания самолетов, относятся к бесшарнирному типу, в котором одна из точек прерывателя подвижна, а другая неподвижна. [Рис. 6] Подвижная точка прерывателя, прикрепленная к листовой пружине, изолирована от корпуса магнето и соединена с первичной катушкой. [Рисунок 6] Точка стационарного выключателя заземлена на корпус магнето для замыкания первичной цепи, когда точки замкнуты, и может быть отрегулирована таким образом, чтобы точки могли размыкаться в нужное время.
Рис. 6. Бесшарнирный гидромолот в сборе и кулачок
Другая часть гидромолота в сборе — толкатель кулачка, подпружиненный против кулачка металлической пластинчатой пружиной. Толкатель кулачка представляет собой блок из микарты или аналогичного материала, который перемещается по кулачку и перемещается вверх, отталкивая подвижный контакт прерывателя от неподвижного контакта каждый раз, когда выступ кулачка проходит под толкателем. Войлочная масленка расположена на нижней стороне металлического пружинного листа для смазки и предотвращения коррозии кулачка.
Кулачок привода прерывателя может приводиться в движение напрямую от вала ротора магнето или через зубчатую передачу от вала ротора. В большинстве больших радиальных двигателей используется компенсированный кулачок, который предназначен для работы с конкретным двигателем и имеет по одному кулачку для каждого цилиндра, приводимого в действие магнето. Кулачки кулачка зашлифованы на станке с неравными интервалами, чтобы компенсировать эллиптическую траекторию шарнирных шатунов. Этот путь вызывает изменение положения верхней мертвой точки поршня от цилиндра к цилиндру в зависимости от вращения коленчатого вала. Компенсированный кулачок с 14 лепестками вместе с некомпенсированным кулачком с двумя, четырьмя и восемью лепестками показан на рисунке 7. 9Рис. 7. Типовые блоки гидромолотов положение зазора вращающегося магнита и, таким образом, небольшое изменение импульсов высокого напряжения, генерируемых магнето. Поскольку расстояние между каждым кулачком соответствует конкретному цилиндру конкретного двигателя, скомпенсированные кулачки маркируются, чтобы показать серию двигателя, расположение главных стержней, кулачок, используемый для синхронизации магнето, направление вращения кулачка и спецификация E-зазора в градусах после нейтрального положения магнита. В дополнение к этим меткам на поверхности кулачка прорезана ступенька, которая при совмещении с метками на корпусе магнето помещает вращающийся магнит в положение Е-зазора для синхронизирующего цилиндра. Поскольку точки прерывания должны начать размыкаться, когда вращающийся магнит перемещается в положение E-зазора, совмещение выступа на кулачке с метками на корпусе обеспечивает быстрый и простой способ установить точное положение E-зазора для проверки и регулировки. точки разрыва.
Вторичная электрическая цепь
Вторичная цепь содержит вторичные обмотки катушки, ротор распределителя, крышку распределителя, провод зажигания и свечу зажигания. Вторичная катушка состоит из обмотки, содержащей примерно 13 000 витков тонкого изолированного провода; один конец которого электрически заземлен на первичную катушку или на сердечник катушки, а другой конец соединен с ротором распределителя. Первичная и вторичная обмотки заключены в непроводящий материал. Затем вся сборка крепится к опорным башмакам с помощью винтов и зажимов.
Когда первичная цепь замкнута, ток, протекающий через первичную обмотку, создает магнитные силовые линии, которые пересекают вторичные обмотки, создавая электродвижущую силу. Когда ток первичной цепи прекращается, магнитное поле, окружающее первичные обмотки, разрушается, в результате чего вторичные обмотки пересекаются силовыми линиями. Сила напряжения, наводимого во вторичных обмотках, при прочих равных условиях определяется числом витков провода. Поскольку большинство высоковольтных магнето имеют много тысяч витков провода во вторичной обмотке катушки, во вторичной цепи генерируется очень высокое напряжение, часто достигающее 20 000 вольт. Наведенное во вторичной обмотке высокое напряжение направляется на распределитель, состоящий из двух частей: вращающейся и неподвижной. Вращающаяся часть называется ротором распределителя, а неподвижная часть называется блоком распределителя. Вращающаяся часть, которая может иметь форму диска, барабана или пальца, изготовлена из непроводящего материала со встроенным проводником. Стационарная часть состоит из блока, также изготовленного из непроводящего материала, содержащего клеммы и клеммные колодки, к которым крепится проводка вывода зажигания, соединяющая распределитель со свечой зажигания. Это высокое напряжение используется для перекрытия воздушного зазора электродов свечи зажигания в цилиндре для воспламенения топливно-воздушной смеси.
Когда магнит перемещается в положение Е-зазора для цилиндра № 1, а точки прерывателя просто расходятся или размыкаются, ротор распределителя выравнивается с электродом № 1 в блоке распределителя. Вторичное напряжение, индуцируемое при размыкании точек прерывателя, поступает на ротор, где образует дугу небольшого воздушного зазора к электроду № 1 в блоке.
Поскольку распределитель вращается с половиной частоты вращения коленчатого вала на всех четырехтактных двигателях, блок распределителя имеет столько электродов, сколько цилиндров двигателя, или столько электродов, сколько цилиндров обслуживает магнето. Электроды расположены по окружности вокруг распределительного блока, так что при вращении ротора замыкается цепь к другому цилиндру и свече зажигания каждый раз, когда палец ротора совмещается с электродом в распределительном блоке. Электроды блока распределителя нумеруются последовательно в направлении движения ротора распределителя. [Рисунок 8]
Рис. 8. Соотношение между номерами клемм распределителя и номерами цилиндров
Номера распределителей представляют собой порядок зажигания магнето, а не номера цилиндров двигателя. Электрод-распределитель с маркировкой «1» подключается к свече зажигания в цилиндре №1; электрод-распределитель с маркировкой «2» ко второму цилиндру для воспламенения; электрод распределителя с маркировкой «3» к третьему цилиндру, который должен воспламениться, и так далее.
На рис. 8 палец ротора распределителя совмещен с электродом распределителя, обозначенным «3», который запускает цилиндр № 5 девятицилиндрового радиального двигателя. Поскольку порядок зажигания девятицилиндрового радиального двигателя 1-3-5-7-9-2-4-6-8, третий электрод в порядке зажигания магнето обслуживает цилиндр № 5.
Вентиляция магнето и распределителя
Поскольку узлы магнето и распределителя подвержены резким перепадам температуры, при проектировании этих узлов учитываются проблемы конденсации и влаги. Влага в любой форме является хорошим проводником электричества. Если он поглощается непроводящим материалом в магнето, таким как блоки распределителя, пальцы распределителя и корпуса катушек, он может создавать паразитный электрический проводящий путь. Ток высокого напряжения, который обычно проходит через воздушные зазоры распределителя, может вспыхнуть через влажную изолирующую поверхность на землю, или ток высокого напряжения может быть неправильно направлен к какой-либо свече зажигания, отличной от той, которая должна зажигаться. Это состояние называется перекрытием и обычно приводит к пропуску зажигания в цилиндре. Это может вызвать серьезное состояние двигателя, называемое преждевременным зажиганием, которое может повредить двигатель. По этой причине змеевики, конденсаторы, распределители и роторы распределителей навощены, чтобы влага на таких узлах стояла отдельными каплями и не образовывала полного контура для перекрытия.
Вспышка может привести к образованию следов углерода, которые проявляются в виде тонкой карандашной линии на устройстве, поперек которого происходит вспышка. Углеродный след возникает из-за того, что электрическая искра сжигает частицы грязи, содержащие углеводородные материалы. Вода в углеводородном материале испаряется во время пробоя, оставляя углерод для формирования проводящего пути для тока. Когда влаги больше нет, искра продолжает следовать по углеродной дорожке к земле. Это предотвращает попадание искры на свечу зажигания, поэтому цилиндр не срабатывает.
Магнето нельзя герметизировать, чтобы предотвратить попадание влаги в устройство, потому что магнето подвержен изменениям давления и температуры на высоте. Таким образом, адекватные дренажи и надлежащая вентиляция снижают тенденцию к перекрытию и отслеживанию нагара. Хорошая циркуляция магнето также гарантирует, что коррозионно-активные газы, образующиеся при нормальном дуговом разряде в воздушном зазоре распределителя, такие как озон, будут унесены. В некоторых установках герметизация внутренних компонентов магнето и других различных частей системы зажигания необходима для поддержания более высокого абсолютного давления внутри магнето и предотвращения пробоя из-за полета на большой высоте. Этот тип магнето используется с двигателями с турбонаддувом, которые работают на больших высотах. Перекрытие становится более вероятным на больших высотах из-за более низкого атмосферного давления, из-за чего электричеству легче преодолевать воздушные промежутки. За счет повышения давления внутри магнето поддерживается нормальное давление воздуха, а электричество или искра удерживаются в соответствующих областях магнето, даже если окружающее давление очень низкое.
Даже в магнето под давлением воздух может проходить через корпус магнето и выходить из него. Подавая больше воздуха и позволяя небольшому количеству воздуха выходить для вентиляции, магнето остается под давлением. Независимо от используемого метода вентиляции, вентиляционные отверстия или клапаны должны быть свободны от препятствий. Кроме того, воздух, циркулирующий через компоненты системы зажигания, не должен содержать масла, поскольку даже незначительное количество масла на деталях зажигания приводит к перекрытию и следам нагара.
Жгут зажигания
Провод зажигания направляет электрическую энергию от магнето к свече зажигания. Жгут зажигания содержит изолированный провод для каждого цилиндра, который обслуживает магнето в двигателе. [Рисунок 9] Один конец каждого провода подключается к распределительному блоку магнето, а другой конец подключается к соответствующей свече зажигания. Провода жгута зажигания служат двойному назначению. Он обеспечивает путь проводника высокого напряжения к свече зажигания. Он также служит экраном для блуждающих магнитных полей, которые окружают провода, поскольку по ним на мгновение протекает ток высокого напряжения. Проводя эти магнитные силовые линии к земле, жгут проводов зажигания снижает электрические помехи бортовому радио и другому электрически чувствительному оборудованию.
Рис. 9. Жгут высокого напряжения
Магнето — это устройство, излучающее высокочастотное излучение (радиоволны) во время работы. Волновые колебания, возникающие в магнето, неконтролируемы, охватывают широкий диапазон частот и должны быть экранированы. Если бы провода магнето и зажигания не были экранированы, они образовали бы антенны и улавливали бы случайные частоты от системы зажигания. Свинцовый экран представляет собой оплетку из медной сетки, которая окружает провод по всей длине. Свинцовая защита предотвращает излучение энергии в окружающее пространство.
Емкость – это способность накапливать электростатический заряд между двумя проводящими пластинами, разделенными диэлектриком. Свинцовая изоляция называется диэлектриком, что означает, что она может накапливать электрическую энергию в виде электростатического заряда. Примером накопления электростатической энергии в диэлектрике является статическое электричество, хранящееся в пластиковой расческе для волос. Когда вокруг провода зажигания размещается экран, емкость увеличивается за счет сближения двух пластин. В электрическом отношении провод зажигания действует как конденсатор и обладает способностью поглощать и накапливать электрическую энергию. Магнето должно производить достаточно энергии, чтобы зарядить емкость, вызванную проводом зажигания, и иметь достаточно энергии, оставшейся для зажигания свечи.
Емкость провода зажигания увеличивает электрическую энергию, необходимую для обеспечения искры через зазор свечи. Для зажигания вилки с экранированным выводом требуется больший первичный ток магнето. Эта емкостная энергия разряжается в виде огня через зазор свечи после каждого зажигания свечи. Путем изменения полярности во время обслуживания путем поворота заглушек на новые места износ заглушек выравнивается по электродам. В самом центре провода зажигания находится высоковольтный носитель, окруженный силиконовым изоляционным материалом, который окружен металлической сеткой или экраном, покрытым тонким силиконовым каучуковым покрытием, которое предотвращает повреждение от перегрева двигателя, вибрации или погодных условий.
Типичный провод зажигания показан в разрезе на рис. 10. Провода зажигания должны быть проложены и закреплены правильно, чтобы избежать горячих точек на выхлопе и точках вибрации, когда провода прокладываются от магнето к отдельным цилиндрам. Провода зажигания обычно всепогодного типа, жестко соединены с распределителем магнето и прикреплены к свече зажигания с помощью резьбы. Экранированная клемма свечи зажигания с проводом зажигания доступна с всепогодной гайкой провода зажигания диаметром 3/4 дюйма и диаметром 5/8 дюйма. [Рис. 11] Для заглушки 5/8–24 требуется ключ на 3/4 на свинцовой гайке, а для заглушки 3/4–20 — ключ на 7/8 на свинцовой гайке. Во всепогодной конструкции диаметром 3/4 дюйма используется клеммное уплотнение, обеспечивающее лучшую изоляцию клеммной колодцы. Это рекомендуется, потому что свинцовый конец свечи зажигания полностью защищен от влаги.
Figure 10. Ignition lead
Figure 11. Ignition lead spark plug end
An older radial engine type of ignition harness is a коллектор, сформированный для установки вокруг картера двигателя с гибкими расширениями, заканчивающимися на каждой свече зажигания. Типичный высоковольтный жгут зажигания показан на рис. 12. Многие старые системы зажигания для однорядных радиальных двигателей используют систему с двойным магнето, в которой правый магнето подает электрическую искру на передние свечи в каждом цилиндре, а левый магнето поджигает задние свечи.
Рис. 12. Жгут проводов зажигания девятицилиндрового двигателя, установленный на принадлежностях. Тип используемого переключателя зависит от количества двигателей на самолете и типа используемого магнето. Однако все переключатели выключают и включают систему практически одинаково. Выключатель зажигания отличается по крайней мере в одном отношении от всех других типов выключателей: когда ключ зажигания находится в выключенном положении, цепь замыкается через выключатель на массу. В других электрических переключателях положение «выключено» обычно разрывает или размыкает цепь.
Выключатель зажигания имеет одну клемму, подключенную к первичной электрической цепи между катушкой и контактными точками прерывателя. Другая клемма переключателя подключена к наземной конструкции самолета. Как показано на рис. 13, есть два способа замыкания первичной цепи:
Через замкнутый выключатель на землю и
Через замкнутый выключатель зажигания на землю
переключатель в выключенном положении
На рис. 13 показано, что первичный ток не прерывается при размыкании контактов выключателя, поскольку все еще существует путь к земле через замкнутый или выключенный выключатель зажигания. Поскольку первичный ток не останавливается при размыкании точек контакта, не может быть внезапного коллапса магнитного поля первичной катушки и высокого напряжения, индуцируемого во вторичной катушке, чтобы зажечь свечу зажигания.
По мере того, как магнит вращается за пределы электрического зазора (E-зазора), происходит постепенное разрушение основного магнитного поля. Но этот пробой происходит так медленно, что индуцированное напряжение слишком низкое, чтобы зажечь свечу зажигания. Таким образом, когда ключ зажигания находится в выключенном положении при замкнутом выключателе, точки контактов так же полностью закорочены, как если бы они были удалены из цепи, и магнето не работает.
Когда ключ зажигания находится в открытом положении, прерывание первичного тока и быстрое разрушение магнитного поля первичной обмотки снова контролируются или инициируются размыканием контактов прерывателя. [Рисунок 14] Когда ключ зажигания находится во включенном положении, он абсолютно не влияет на первичную цепь.
Рис. 14. Типовой выключатель зажигания во включенном положении
Выключатель зажигания/стартера, или выключатель магнето, управляет включением и выключением магнето, а также может подключать соленоид стартера для включения стартера. Когда на двигателе используется пусковой вибратор, коробка, которая излучает пульсирующий постоянный ток (DC), переключатель зажигания / стартера используется для управления вибратором и точками замедления. Эта система подробно объясняется далее в этой главе. Некоторые пусковые выключатели зажигания имеют функцию «нажми на заправку» во время пускового цикла. Эта система позволяет дополнительному топливу впрыскиваться во впускное отверстие цилиндра во время пускового цикла.
Одиночные и двойные магнето системы высокого напряжения
Магнето системы высокого напряжения, используемые в авиационных двигателях, бывают одинарного или двойного типа. Конструкция с одним магнето включает в себя распределитель в корпусе с узлом прерывателя магнето, вращающимся магнитом и катушкой. [Рис. 15] Двойное магнето включает два магнето в одном корпусе. Один вращающийся магнит и кулачок являются общими для двух наборов точек прерывателя и катушек. В магнето установлены два отдельных распределительных блока. [Рис. 16]
Figure 15. Magneto cutaway
Figure 16. A dual magneto with two distributors
Magneto Mounting Systems
Flange-mounted magnetos крепятся к двигателю фланцем вокруг ведомого конца вращающегося вала магнето. [Рис. 17] Удлиненные прорези в монтажном фланце позволяют регулировать в ограниченном диапазоне, чтобы помочь синхронизировать магнето с двигателем. Некоторые магнето крепятся за фланец и используют зажимы с каждой стороны, чтобы прикрепить магнето к двигателю. Эта конструкция также позволяет регулировать синхронизацию. Установленные на основании магнето используются только на очень старых или антикварных авиационных двигателях.
Рис. 17. Монтажный фланец магнето
Система низковольтного магнето
Конструкция высоковольтных систем зажигания претерпела множество усовершенствований и улучшений. Сюда входят новые электронные системы, которые контролируют не только зажигание цилиндров. Высокое напряжение создает определенные проблемы с передачей высокого напряжения от магнето внутри и снаружи к свечам зажигания. В первые годы было трудно предоставить изоляторы, которые могли бы удерживать высокое напряжение, особенно на больших высотах, когда давление воздуха было снижено. Еще одно требование к системам высокого напряжения заключалось в том, что все самолеты, оборудованные погодой и радио, должны иметь провода зажигания, заключенные в экран, чтобы предотвратить радиопомехи из-за высокого напряжения. Многие самолеты были с турбонаддувом и эксплуатировались на больших высотах. Низкое давление на этих высотах позволит утечке высокого напряжения еще больше. Для решения этих проблем были разработаны системы зажигания низкого напряжения.
С точки зрения электроники система низкого напряжения отличается от системы высокого напряжения. В системе низкого напряжения низкое напряжение генерируется в магнето и поступает на первичную обмотку катушки трансформатора, расположенную рядом со свечой зажигания. Там напряжение повышается до высокого за счет действия трансформатора и подается на свечу зажигания по очень коротким высоковольтным проводам. [Рис. 18]
Рис. 18. Упрощенная схема системы зажигания низкого напряжения
Низковольтная система практически исключает пробой как в распределителе, так и в жгуте, поскольку воздушные зазоры внутри распределителя устранены за счет использования щеточного распределителя, а высокое напряжение присутствует только в коротких проводах. между трансформатором и свечой зажигания.
Хотя определенная утечка тока характерна для всех систем зажигания, она более выражена в радиоэкранированных установках, поскольку металлический канал находится под потенциалом земли и находится близко к проводам зажигания по всей своей длине. Однако в системах с низким напряжением эта утечка значительно снижается, поскольку ток в большей части системы передается с потенциалом низкого напряжения. Хотя провода между катушками трансформатора и свечами зажигания низковольтной системы зажигания короткие, они представляют собой высоковольтный проводник высокого напряжения и подвержены тем же отказам, что и в высоковольтных системах. Системы зажигания низкого напряжения имеют ограниченное применение в современных самолетах из-за отличных материалов и экранирования, доступных для изготовления проводов зажигания высокого напряжения, а также из-за дополнительных затрат на катушку для каждой свечи зажигания с системой низкого напряжения.
СВЯЗАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Защита от перегрузок и перегрузок по току — базовое управление двигателем
Термины и определения
Нажмите кнопку воспроизведения в следующем аудиоплеере, чтобы слушать, пока вы читаете этот раздел.
При первом запуске двигателя, прежде чем вал успеет набрать скорость и начать вращаться, характеристики катушки статора аналогичны характеристикам короткого замыкания. Таким образом, двигатель начинает потреблять очень высокие значения . Этот ток создает магнитное поле, которое заставляет вал двигателя вращаться, и это вращательное действие создает противо-ЭДС (CEMF), которая ограничивает ток до его нормального рабочего значения.
Вызывается начальное высокое значение тока, которое может вызвать серьезные помехи в линии и ложные срабатывания, если и не имеют соответствующего размера.
Термин «» описывает умеренный и постепенный рост значения тока в течение относительно длительного периода времени. Это вызвано чрезмерным потреблением тока двигателем, который может превышать номинальный ток в шесть раз. Это происходит из-за слишком большой нагрузки на двигатель. Системы защищены . В то время как перегрузки допустимы на короткое время (обычно минуты), длительные перегрузки будут использовать тепловое воздействие, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства.
Термин « » (иногда называемый коротким замыканием или замыканием на землю) описывает резкое и быстрое возрастание тока за короткий промежуток времени (доли секунды). Цепи и оборудование защищены от перегрузки по току предохранителями или автоматическими выключателями.
В этих случаях значение тока намного больше номинального линейного тока и действительно может быть от шести до многих сотен раз выше нормального номинального значения тока.
Существует несколько причин перегрузок по току. Например, когда возникает короткое замыкание на болтах — либо линия на землю, либо линия на линию. Это приводит к тому, что потребляется очень большое значение тока из-за обратно пропорциональной зависимости между током цепи и потребляемым током.
Другая менее интуитивная причина коротких замыканий — запуск асинхронного двигателя. При первом включении трехфазного асинхронного двигателя обмотки статора состоят из цепи с очень низким сопротивлением. Это потребляет очень большой пусковой ток, который неотличим от стандартного короткого замыкания, за исключением того, что он быстро падает до номинального значения тока, потребляемого двигателем. Это связано с CEMF (противоэлектродвижущей силой), развиваемой вращающимся валом двигателя. Когда двигатель вращается, CEMF ограничивает ток до безопасных значений. Когда двигатель не вращается, от источника потребляется очень большое значение тока. Этот ток иногда называют , и устройства перегрузки по току должны быть рассчитаны на безопасное обращение с этим значением тока.
Последствия коротких замыканий
Два основных отрицательных выхода сверхтоков:
Тепловая энергия : Высокие значения тока создают много тепла, которое может повредить оборудование и провода. Тепловая энергия может быть выражена как I 2 t (ток в квадрате, умноженный на время) — чем дольше сохраняется неисправность, тем больше потенциальное тепловое повреждение.
Механические силы : Сильные токи короткого замыкания могут создавать мощные магнитные поля и оказывать огромное магнитное напряжение на шины и оборудование, иногда деформируя их и создавая другие проблемы.
Большие значения тока короткого замыкания могут очень быстро привести к повреждению, поэтому устройства защиты от перегрузки по току должны срабатывать очень быстро, чтобы устранить неисправность. Существуют две основные категории устройств защиты от перегрузки по току: предохранители и автоматические выключатели.
Предохранители
Предохранители
A представляют собой простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждения из-за превышения нормальных значений замыкания. Он разработан, чтобы быть самым слабым звеном в цепи.
Предохранитель представляет собой изолированную трубку, содержащую полоску из проводящего металла (плавкую вставку), температура плавления которой ниже, чем у меди или алюминия. Плавкая вставка имеет узкие резистивные сегменты, которые концентрируют ток и вызывают повышение температуры в этих точках.
При коротком замыкании плавкие элементы сгорают всего за доли секунды. Чем выше значения тока короткого замыкания, тем быстрее среагирует предохранитель.
В ситуации перегрузки предохранителям может потребоваться много секунд или даже минут, прежде чем термические воздействия приведут к расплавлению плавкой вставки.
Предохранители бывают двух категорий: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с задержкой срабатывания (тип D).
Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при запуске двигателя, поэтому мы используем предохранители с выдержкой времени, также известные как «двухэлементные предохранители».
Общие рейтинги
Все устройства максимального тока должны работать в пределах своих номинальных значений. Тремя наиболее важными параметрами являются напряжение, ток и отключающая способность.
Номинальное напряжение
Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны как минимум на номинал цепи, для защиты которой они предназначены.
Когда предохранитель или автоматический выключатель прерывает ток короткого замыкания, он должен безопасно гасить дугу и предотвращать ее повторное возникновение. Следовательно, номинал предохранителя или автоматического выключателя должен быть равен напряжению системы или превышать его.
Например, предохранитель с номиналом 240 В (среднеквадратичное значение) можно использовать в цепи 120 В. Однако при использовании предохранителя в цепи 600 В номинальное напряжение превысит допустимое.
Непрерывный режим работы
описывает максимальное номинальное среднеквадратичное значение тока, на которое рассчитано устройство максимального тока в непрерывном режиме без отключения. Вообще говоря, номинал предохранителя или автоматического выключателя не должен превышать пропускную способность цепи по току, но есть исключения, например, для некоторых цепей двигателя.
Отключающая способность
Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает практически до нуля, вызывая протекание очень больших значений тока. Это чрезвычайно быстрое нарастание тока короткого замыкания может привести к повреждению проводов и оборудования из-за перегрева и должно быть устранено как можно быстрее.
Устройство перегрузки по току — это максимальный ток короткого замыкания, который устройство может отключить без ущерба для себя. Большинство автоматических выключателей и предохранителей имеют номинал IC 10 000 ампер.
Для систем, рассчитанных на более высокие токи короткого замыкания, предохранители с высокой разрывной нагрузкой (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер за счет использования дугогасящего наполнителя, такого как кварцевый песок, для прерывания короткого замыкания.
Простая схема
Простая схема
Понимание основных принципов работы электрооборудования автомобиля имеет важное значение для ваших основных навыков и помогает вам диагностировать основные причины и устранять проблемы с электрооборудованием. Следующая информация поможет вам изучить элементы электричества, определить методы для понимания цепей, сопротивления, нагрузки, проверить напряжение холостого хода или доступное напряжение, а также падение напряжения.
Помните о трех элементах электричества; напряжение, сила тока и сопротивление. Напряжение (иногда называемое электродвижущей силой) представляет собой электрическую потенциальную энергию между двумя точками электрической цепи, выраженную в вольтах. Думайте о напряжении как об электрическом давлении, которое существует между двумя точками в проводнике, или о силе, которая заставляет электроны двигаться в электрической цепи. Другими словами, это давление или сила, которая заставляет электроны двигаться в определенном направлении внутри проводника. Когда электроны перемещаются из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область, это движение электронов между атомами называется электрическим током. Электрический ток является мерой потока этих электронов через проводник или электричества, протекающего в цепи или электрической системе. Если вы думаете о садовом шланге в качестве примера, ток — это количество воды, протекающей через шланг. Напряжение – это величина давления, под действием которого вода проходит через шланг.
Этот поток электронов измеряется в единицах, называемых амперами. Ампер или ампер — это единица измерения силы или скорости электрического тока. Электрическое сопротивление описывает степень сопротивления протеканию тока. Чем больше значение сопротивления, тем больше он борется. Все, что препятствует или останавливает поток тока, повышает сопротивление цепи. Это сопротивление или противодействие току измеряется в Омах. Один вольт — это величина давления, необходимая для прохождения тока в один ампер через сопротивление в один ом в цепи.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
Цепь – это полный путь, по которому течет электричество. Основные элементы базовой электрической цепи состоят из: источника, нагрузки и земли. Электричество не может течь без источника питания (батареи), нагрузки (лампы или резистора-электрического устройства/компонента) и замкнутого проводящего пути (проводов, соединяющих его). Электрические цепи состоят из проводов, соединителей проводов, переключателей, устройств защиты цепи, реле, электрических нагрузок и заземления. Схема, показанная ниже, имеет источник питания, предохранитель, выключатель, лампу и провода, соединяющие каждый из них в петлю. Когда соединение завершено, ток течет от положительной клеммы батареи через цепь к отрицательной клемме батареи.
В полной цепи напряжение источника обеспечивает электрическое давление, которое проталкивает ток через цепь. Сторона источника цепи включает в себя все части цепи между положительной клеммой батареи и нагрузкой. Нагрузкой является любое устройство в цепи, которое производит свет, тепло, звук или электрическое движение при протекании тока. Нагрузка всегда имеет сопротивление и потребляет напряжение только при протекании тока. В приведенном ниже примере один конец провода от второй лампы возвращает ток на аккумулятор, так как он подключен к кузову или раме автомобиля. Корпус или рама работают как заземление кузова (имеется в виду та часть цепи, которая возвращает ток в батарею).
ТРЕБОВАНИЯ К ЦЕПИ
Полная электрическая цепь необходима для того, чтобы сделать электричество практичным. Электроны должны течь от источника питания и возвращаться к нему. Соединяя отрицательно и положительно заряженные концы источника питания с проводником, мы получаем возможность движения электронов. Таким образом, полная цепь представляет собой «путь» или петлю, по которой проходит электричество (ток). Но чтобы эта петля или схема действительно работала на нас, нам нужно добавить две вещи: источник питания (аккумулятор или генератор переменного тока) и нагрузку (например, фары). После того, как электричество выполнило свою работу через Нагрузку, оно должно вернуться обратно к Источнику (Батарея). Если у вас где-то есть разрыв в этой цепи, у вас будет разрыв в электрическом потоке. Это также известно как «открытая» цепь. Напряжение холостого хода измеряется, когда ток в цепи отсутствует.
Типы цепей
Существует три основных типа цепей: последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Отдельные электрические цепи обычно объединяют одно или несколько устройств сопротивления или нагрузки. Конструкция автомобильной электрической цепи определяет, какой тип цепи используется, но все они требуют одних и тех же основных компонентов для правильной работы:
1. Источник питания (аккумулятор, генератор переменного тока, генератор и т. д.) необходим для подачи потока электроны (электричество).
2. Защитное устройство (предохранитель, плавкая вставка или автоматический выключатель) предотвращает повреждение цепи в случае короткого замыкания.
3. Устройство управления (переключатель, реле или транзистор) позволяет пользователю включать и выключать цепь
4. Нагрузочное устройство (лампа, двигатель, обмотка, резистор и т. д.). Преобразует электричество в работу.
5. Проводник (обратный путь, проводка к земле) обеспечивает электрический путь к источнику питания и от него.
Цепи серии
Компоненты последовательной цепи соединены встык один за другим, образуя простую петлю для протекания тока по цепи. Последовательная цепь имеет только один путь к земле, все нагрузки подключены последовательно, поэтому ток должен проходить через каждый компонент, чтобы вернуться на землю. Если в цепи есть разрыв (например, перегоревшая лампочка), вся цепь и все остальные лампочки гаснут. Если путь разорван, ток не течет и ни одна часть цепи не работает. Огни рождественской елки — хороший пример; когда одна лампочка гаснет, вся струна перестает работать.
Параллельные цепи
Параллельная цепь имеет более одного пути для протекания тока. На каждую ветвь подается одинаковое напряжение. Если сопротивление нагрузки в каждой ветви одинаково, ток в каждой ветви будет одинаковым. Если сопротивление нагрузки в каждой ветви разное, ток в каждой ветви будет разным. Компоненты параллельной цепи соединены бок о бок, поэтому поток тока имеет выбор путей в цепи. Если одна ветвь сломана, ток продолжит течь к другим ветвям.
В приведенной ниже параллельной цепи два или более сопротивления (R1, R2 и т. д.) соединены в цепь следующим образом: один конец каждого сопротивления подключен к положительной стороне цепи, а один конец подключен к негативная сторона.
Последовательно-параллельные цепи
Последовательно-параллельная цепь имеет некоторые компоненты, соединенные последовательно, а другие — параллельно. Источник питания и устройства управления или защиты обычно соединены последовательно; нагрузки обычно параллельны. Если последовательная часть разорвана, ток перестает течь во всей цепи. Если параллельная ветвь разорвана, ток продолжает течь в последовательной части и остальных ветвях.
Подсветка приборной панели салона является хорошим примером сопротивления и ламп, соединенных в последовательно-параллельной цепи. В этом примере, регулируя реостат, вы можете увеличить или уменьшить яркость света.
Диагностика цепей
Проблемы с электрической цепью обычно вызваны неисправным компонентом или низким или высоким сопротивлением в цепи.
Низкое сопротивление в цепи обычно может быть вызвано коротким замыканием компонента или замыканием на землю и, как правило, вызывает перегорание предохранителя, плавкой вставки или автоматического выключателя.
Высокое сопротивление в цепи может быть вызвано коррозией или обрывом на стороне источника или на стороне заземления цепи. Все, что препятствует или останавливает поток тока, повышает сопротивление цепи.
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ЦЕПИ
Устройства защиты цепи используются для защиты проводов и соединителей от повреждения избыточным током, вызванным перегрузкой по току или коротким замыканием. Чрезмерный ток вызывает избыточное тепло, что может привести к «размыканию» защиты цепи. В качестве устройств защиты цепи используются предохранители, плавкие элементы, плавкие вставки и автоматические выключатели. Устройства защиты цепи доступны в различных типах, формах и определенных номинальных токах.
Предохранители
Плавкий предохранитель является наиболее распространенным типом устройства защиты от перегрузки по току. Плавкий предохранитель помещается в электрическую цепь и получает то же электропитание, что и защищаемая цепь. Короткое замыкание или состояние заземления позволяет току течь на землю до того, как он достигнет нагрузки. Поэтому, когда подается слишком большой ток, превышающий номинал предохранителя, он «перегорает» или «перегорает», потому что плавится металлическая проволока или предохранительный элемент в предохранителе. Это размыкает или разрывает цепь и предотвращает повреждение проводов, разъемов и электронных компонентов цепи перегрузкой по току. Размер металлического плавкого элемента (или плавкой вставки) определяет его номинал.
Помните, чрезмерный ток вызывает избыточное тепло, и именно тепло, а не ток вызывает размыкание устройства защиты цепи. После того, как предохранитель «перегорел», его необходимо заменить новым. После того, как вы определили, что предохранитель перегорел, наиболее важным элементом является замена предохранителя на точно такой же номинал тока, что и у перегоревшего. Максимальная нагрузка на один предохранитель рассчитана на то, чтобы никогда не превышать семьдесят процентов от номинала предохранителя. Предохранитель обычно следует выбирать с номиналом чуть выше нормального рабочего тока (силы тока), который можно использовать при любом напряжении ниже номинального напряжения предохранителя. Если новый предохранитель тоже перегорает, значит что-то не так с цепью. Проверьте проводку к компонентам, которые идут от перегоревшего предохранителя. Ищите плохие соединения, порезы, разрывы или короткие замыкания.
Предохранители имеют различные времятоковые характеристики нагрузки для конечного времени работы при использовании и для скорости, с которой плавкий элемент перегорает в ответ на состояние перегрузки по току. Со временем нормальные скачки напряжения могут привести к усталости плавких предохранителей, что может привести к перегоранию предохранителя даже при отсутствии неисправности. На предохранителях всегда указывается номинальный ток в амперах, на который они рассчитаны в течение длительного времени при стандартной температуре.
Расположение предохранителей
Предохранители расположены по всему автомобилю. Общие места включают моторный отсек, под приборной панелью за левой или правой боковой панелью или под IPDM. Предохранители обычно сгруппированы вместе и часто смешиваются с другими компонентами, такими как реле, автоматические выключатели и плавкие элементы.
Крышки блока предохранителей
Крышки блока предохранителей/реле обычно обозначают расположение и положение каждого предохранителя, реле и плавкого элемента, находящихся внутри.
Типы предохранителей
Предохранители подразделяются на основные категории: предохранители ножевого типа и патронные предохранители со старым стеклом. Используются несколько вариантов каждого из них.
Распространенные типы предохранителей
Ножевые предохранители и плавкие элементы в настоящее время используются чаще всего. Предохранители лезвийного типа имеют пластиковый корпус и два штыря, которые вставляются в гнезда и могут быть установлены в блоках предохранителей, линейных держателях предохранителей или зажимах предохранителей. Существуют три разных типа ножевых предохранителей; Maxi Fuse, стандартный автоматический предохранитель и мини-предохранитель.
Основная конструкция
Плавкий предохранитель представляет собой компактную конструкцию с металлическим элементом и прозрачным изолирующим корпусом, который имеет цветовую маркировку для каждого номинального тока. (Стандартный автоматический режим показан ниже; однако конструкция предохранителей Mini и Maxi одинакова. )
Цветовая номинальная сила тока предохранителя
Цветовая номинальная сила тока предохранителя для мини-предохранителей и стандартных автоматических предохранителей одинакова. Однако для цветовых значений силы тока макси-предохранителей используется другая схема цветового кодирования.
Плавкие вставки и плавкие элементы
Плавкие вставки делятся на две категории: картридж с плавким элементом и плавкая вставка. Конструкция и функции плавких вставок и плавких элементов аналогичны плавким предохранителям. Основное отличие состоит в том, что плавкая вставка и плавкий элемент используются для защиты электрических цепей с большей силой тока, обычно цепей на 30 ампер и более. Как и в случае с предохранителями, после перегорания плавкой вставки или плавкого элемента их необходимо заменить новыми. Плавкие вставки защищают цепи между аккумулятором и блоком предохранителей.
Плавкие вставки
Плавкие вставки представляют собой короткие отрезки проволоки меньшего диаметра, предназначенные для плавления в условиях перегрузки по току. Плавкая вставка обычно на четыре (4) размера провода меньше, чем цепь, которую она защищает. Изоляция плавкой вставки представляет собой специальный негорючий материал. Это позволяет проводу расплавиться, но изоляция остается неповрежденной в целях безопасности. Некоторые плавкие ссылки имеют тег на одном конце, который указывает их рейтинг. Как и предохранители, плавкие вставки подлежат замене после того, как они «перегорели» или расплавились. Многие производители заменили плавкие вставки плавкими элементами или предохранителями Maxi.
Картридж с плавким предохранителем
Плавкие вставки патронного типа также известны как плавкие предохранители Pacific. Элемент имеет клемму и плавкую часть как единое целое. Элементы предохранителя практически заменили плавкую вставку. Они состоят из корпуса, в котором находятся как клемма, так и предохранитель. Картриджи с плавкими предохранителями имеют цветовую маркировку для каждого тока силы тока. Несмотря на то, что плавкие предохранители доступны в двух физических размерах и могут быть вставными или болтовыми, втычной тип является наиболее популярным.
Конструкция картриджа плавкого предохранителя
Конструкция плавкого элемента довольно проста. Цветной пластиковый корпус содержит плавкий элемент, видимый через прозрачную верхнюю часть. Номиналы предохранителей также выбиты на корпусе.
Обозначение цвета плавкого предохранителя
Ниже приведены номинальные значения силы тока предохранителя. Плавкая часть плавкого элемента видна через прозрачное окно. Номинальные значения силы тока также указаны на плавком элементе.
Плавкие элементы
Плавкие элементы часто располагаются рядом с батареей сами по себе.
Плавкие элементы также могут располагаться в блоках реле/предохранителей в моторном отсеке.
Автоматические выключатели
Автоматические выключатели используются вместо предохранителей для защиты сложных цепей питания, таких как электрические стеклоподъемники, люки и цепи обогревателей. Существует три типа автоматических выключателей: с ручным сбросом — механический, с автоматическим сбросом — механический и с автоматическим сбросом полупроводниковый тип — PTC. Автоматические выключатели обычно располагаются в коробках реле/предохранителей; однако некоторые компоненты, такие как электродвигатели стеклоподъемников, имеют встроенные автоматические выключатели.
Автоматический выключатель в основном состоит из биметаллической пластины, соединенной с двумя клеммами и контактом между ними. Автоматический выключатель с ручным управлением при срабатывании (поток тока превышает его номинал) разомкнется и должен быть сброшен вручную. Эти автоматические выключатели с ручным управлением называются «нециклическими».
Работа автоматического выключателя (ручного типа)
Автоматический выключатель содержит металлическую полосу, изготовленную из двух различных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой. Эта полоса имеет форму диска и вогнута вниз. Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно. Полоска изгибается или деформируется вверх, а контакты размыкаются, чтобы остановить протекание тока. Автоматический выключатель можно сбросить после его срабатывания.
Тип ручного сброса
Когда автоматический выключатель размыкается из-за перегрузки по току, автоматический выключатель требует сброса. Для этого вставьте небольшой стержень (канцелярскую скрепку), чтобы вернуть биметаллическую пластину в исходное положение, как показано на рисунке.
Тип автоматического сброса — механический
Автоматические выключатели с автоматическим возвратом в исходное положение называются автоматическими выключателями с циклическим переключением. Этот тип автоматического выключателя используется для защиты сильноточных цепей, таких как электрические дверные замки, электрические стеклоподъемники, кондиционер и т. д. Автоматический выключатель с автоматическим возвратом в исходное состояние содержит биметаллическую пластину. Биметаллическая пластина перегревается и размыкается из-за избыточного тока в условиях перегрузки по току и автоматически сбрасывается, когда температура биметаллической пластины падает.
Конструкция и работа с автоматическим сбросом
Циклический автоматический выключатель содержит металлическую полосу, состоящую из двух различных металлов, соединенных вместе, называемую биметаллической полосой. Когда тепло от чрезмерного тока превышает номинальный ток автоматического выключателя, два металла меняют форму неравномерно. Полоска изгибается вверх, и набор контактов размыкается, чтобы остановить протекание тока. При отсутствии тока биметаллическая полоска остывает и возвращается к своей нормальной форме, замыкая контакты и возобновляя протекание тока. Автоматические выключатели с автоматическим сбросом называются «циклическими», потому что они циклически размыкаются и замыкаются до тех пор, пока ток не вернется к нормальному уровню.
Твердотельный тип с автоматическим сбросом — PTC
Полимерное устройство с положительным температурным коэффициентом (PTC) известно как самовосстанавливающийся предохранитель.
Полимерный PTC — это автоматический выключатель специального типа, называемый термистором (или терморезистором). Термистор PTC увеличивает сопротивление по мере увеличения его температуры. PTC, изготовленные из проводящего полимера, представляют собой твердотельные устройства, а это означает, что они не имеют движущихся частей. PTC обычно используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.
Полимерный PTC Конструкция и эксплуатация
В нормальном состоянии материал в полимерном PTC имеет форму плотного кристалла с большим количеством углеродных частиц, упакованных вместе. Частицы углерода обеспечивают проводящие пути для тока. Это сопротивление низкое. Когда материал нагревается от сильного тока, полимер расширяется, раздвигая углеродные цепи. В этом расширенном «отключенном» состоянии имеется несколько путей для тока. Когда протекающий ток превышает порог срабатывания, устройство остается в состоянии «разомкнутая цепь» до тех пор, пока к цепи остается приложенное напряжение. Он сбрасывается только при снятии напряжения и охлаждении полимера. PTC используются для защиты электрических цепей стеклоподъемников и дверных замков.
УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ
Устройства управления используются для «включения» или «выключения» тока в электрической цепи. К устройствам управления относятся различные переключатели, реле и соленоиды. К электронным устройствам управления относятся конденсаторы, диоды и переключающие транзисторы. Переключающие транзисторы действуют как переключатель или реле с электронным управлением. Преимуществом транзистора является его скорость открытия и закрытия цепи.
Устройства управления необходимы для запуска, остановки или перенаправления тока в электрической цепи. Устройство управления или переключатель позволяет включать или выключать электричество в цепи. Переключатель — это просто соединение в цепи, которое можно размыкать или замыкать. Большинство переключателей требуют физического движения для работы, в то время как реле и соленоиды работают с помощью электромагнетизма.
Выключатели
Однополюсный однопозиционный (SPST)
Однополюсный на два направления (SPDT)
Многополюсный многопозиционный переключатель (MPMT или групповой переключатель)
Мгновенный контакт
Меркурий
Температурный (биметаллический)
Задержка времени
Мигалка
РЕЛЕ
СОЛЕНОИДЫ
Переключатель является наиболее распространенным устройством управления цепями. Выключатели обычно имеют два или более набора контактов. Размыкание этих контактов называется «разрывом» или «размыканием» цепи, замыкание контактов называется «замыканием» или «замыканием» цепи.
Переключатели описываются количеством полюсов и бросков, которые у них есть. «Полюсы» относятся к количеству клемм входной цепи, а «Выбросы» относятся к количеству клемм выходной цепи. Переключатели называются SPST (однополюсный, однонаправленный), SPDT (однополюсный, двухпозиционный) или MPMT (многополюсный, многопозиционный).
Однополюсный однопозиционный (SPST)
Простейший тип переключателя — это переключатель с шарнирной собачкой или ножевым переключателем. Он либо «замыкает» (включает), либо «разрывает» (выключает) цепь в одной цепи. Этот переключатель имеет один входной полюс и один выходной ход.
Однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT)
Однополюсный входной и двухпозиционный выходной переключатель имеет один провод, идущий к нему, и два провода, выходящие. Диммерный переключатель фары является хорошим примером однополюсного переключателя на два направления. Переключатель затемнения фар подает ток либо на дальний, либо на ближний свет цепи фар.
Многополюсные входные и многопозиционные выходные переключатели, также известные как групповые переключатели, имеют подвижные контакты, соединенные параллельно. Эти переключатели перемещаются вместе, чтобы подавать ток на различные наборы выходных контактов. Выключатель зажигания является хорошим примером многополюсного многопозиционного переключателя. Каждый переключатель посылает ток от разных источников к разным выходным цепям одновременно в зависимости от положения. Пунктирная линия между переключателями указывает на то, что они перемещаются вместе; один не будет двигаться без движения другого.
Контакт мгновенного действия
Выключатель мгновенного действия имеет подпружиненный контакт, который не позволяет замыкать цепь, за исключением случаев, когда на кнопку оказывается давление. Это «нормально открытый» тип (показан ниже). Переключатель звукового сигнала является хорошим примером переключателя мгновенного действия. Нажмите кнопку звукового сигнала, и раздастся звук удержания; отпустите кнопку, и звуковой сигнал прекратится.
Разновидностью этого типа является нормально закрытый (не показан), который работает наоборот, как описано выше. Пружина удерживает контакты замкнутыми, за исключением случаев, когда кнопка нажата. Другими словами, цепь включена до тех пор, пока не будет нажата кнопка, разрывающая цепь.
Ртуть
Ртутный выключатель состоит из герметичной капсулы, частично заполненной ртутью. На одном конце капсулы находятся два электрических контакта. Когда переключатель поворачивается (перемещается от истинной вертикали), ртуть течет к противоположному концу капсулы с контактами, замыкая цепь. Ртутные выключатели часто используются для обнаружения движения, например, тот, что используется в моторном отсеке на фонаре. Другие области применения включают остановку подачи топлива при опрокидывании и некоторые приложения для датчиков подушек безопасности. Ртуть является опасным отходом и требует осторожного обращения.
Температурный биметаллический
Термочувствительный переключатель, также известный как «биметаллический» переключатель, обычно содержит биметаллический элемент, который изгибается при нагревании, образуя контакт, замыкающий цепь, или размыкающий контакт, размыкающий цепь. В датчике температуры охлаждающей жидкости двигателя, когда охлаждающая жидкость достигает предела температуры, биметаллический элемент изгибается, в результате чего контакты в датчике замыкаются. Это замыкает цепь и загорается предупреждающий индикатор на приборной панели.
Задержка времени
Выключатель задержки времени содержит биметаллическую пластину, контакты и нагревательный элемент. Выключатель задержки времени нормально замкнут. Когда ток протекает через переключатель, ток течет через нагревательный элемент, вызывая его нагрев, что приводит к изгибу биметаллической пластины и размыканию контактов. Поскольку ток продолжает течь через нагревательный элемент, биметаллическая пластина остается горячей, удерживая контакты переключателя разомкнутыми. Величина задержки перед размыканием контактов определяется характеристиками биметаллической пластины и количеством тепла, выделяемого нагревательным элементом. Когда питание переключателя отключается, нагревательный элемент охлаждается, а биметаллическая пластина возвращается в исходное положение, а контакты замыкаются. Обычным применением переключателя с временной задержкой является обогреватель заднего стекла.
Вспышка
Вспышка работает в основном так же, как переключатель задержки времени; за исключением размыкания контактов ток перестает проходить через нагревательный элемент. Это приводит к охлаждению нагревательного элемента и биметаллической пластины. Биметаллическая полоса возвращается в исходное положение, которое замыкает контакты, позволяя току снова проходить через контакты и нагревательный элемент. Этот цикл повторяется снова и снова до тех пор, пока питание мигающего устройства не будет отключено. Обычно этот тип переключателя используется для включения указателей поворота или четырехпозиционной мигалки (аварийной сигнализации).
Реле
Реле — это просто переключатель с дистанционным управлением, который использует небольшой ток для управления большим током. Типичное реле имеет как цепь управления, так и цепь питания. Конструкция реле содержит железный сердечник, электромагнитную катушку и якорь (подвижный набор контактов). Существует два типа реле: нормально разомкнутые (показаны ниже) и нормально замкнутые (не показаны). Нормально разомкнутое (Н.О.) реле имеет контакты, которые «разомкнуты» до тех пор, пока на реле не подается питание, в то время как нормально замкнутое (Н.З.) реле имеет контакты, которые «замкнуты» до тех пор, пока реле не будет под напряжением.
Работа реле
Ток протекает через управляющую катушку, которая намотана на железный сердечник. Железный сердечник усиливает магнитное поле. Магнитное поле притягивает верхний контактный рычаг и тянет его вниз, замыкая контакты и позволяя мощности от источника питания поступать на нагрузку. Когда катушка не находится под напряжением, контакты разомкнуты, и питание на нагрузку не поступает. Однако, когда переключатель цепи управления замкнут, ток течет к реле и возбуждает катушку. Возникающее магнитное поле тянет якорь вниз, замыкая контакты и обеспечивая питание нагрузки. Многие реле используются для управления большим током в одной цепи и малым током в другой цепи. Примером может служить компьютер, который управляет реле, а реле управляет цепью с более высоким током.
Соленоиды — тянущего типа
Соленоид представляет собой электромагнитный переключатель, который преобразует поток тока в механическое движение. При протекании тока по обмотке создается магнитное поле. Магнитное поле притянет подвижный железный сердечник к центру обмотки. Этот тип соленоида называется соленоидом «тянущего» типа, так как магнитное поле втягивает подвижный железный сердечник в катушку. Обычно вытягивание соленоидов используется в системе запуска. Соленоид стартера входит в зацепление стартера с маховиком.
Вытягивающий тип Операция
При протекании тока через обмотку создается магнитное поле. Эти магнитные силовые линии должны быть как можно меньше. Если рядом с катушкой, через которую протекает ток, поместить железный сердечник, магнитное поле будет растягиваться, как резиновая лента, вытягиваясь и притягивая железный стержень к центру катушки.
Работа двухтактного типа
В соленоиде двухтактного типа в качестве сердечника используется постоянный магнит. Поскольку «одинаковые» магнитные заряды отталкиваются, а «неодинаковые» магнитные заряды притягиваются, при изменении направления тока, протекающего через катушку, сердечник либо «втягивается», либо «выталкивается». Обычно соленоиды этого типа используются в электрических дверных замках.
НАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Любое устройство, такое как лампа, звуковой сигнал, двигатель стеклоочистителя или обогреватель заднего стекла, потребляющее электроэнергию, называется нагрузкой. В электрической цепи все нагрузки рассматриваются как сопротивление. Нагрузки потребляют напряжение и контролируют величину тока, протекающего в цепи. Нагрузки с высоким сопротивлением вызывают протекание меньшего тока, в то время как нагрузки с более низким сопротивлением обеспечивают протекание больших токов.
Лампы
Лампы бывают разной мощности, чтобы излучать больше или меньше света. Когда лампы соединены последовательно, они делят доступное напряжение в системе, и излучаемый свет уменьшается. Когда лампочки расположены параллельно, каждая лампочка имеет одинаковое количество напряжения, поэтому свет будет ярче.
Двигатели
Двигатели используются в различных системах автомобиля, включая сиденья с электроприводом, стеклоочистители, системы охлаждения, обогрева и кондиционирования воздуха. Двигатели могут работать с одной скоростью, например, сиденья с электроприводом, или с несколькими скоростями, например, двигатель вентилятора системы отопления и кондиционирования воздуха. Когда двигатели работают на одной скорости, на них обычно подается системное напряжение. Однако, когда двигатели работают с разной скоростью, входное напряжение может быть в разных точках на якоре, чтобы уменьшить или увеличить скорость двигателя, подобно тому, как спроектирован двигатель стеклоочистителя, или они могут разделить напряжение с резистором, который находится в серия с двигателем, подобным двигателю вентилятора для системы отопления и кондиционирования воздуха.
Нагревательные элементы
Нагревательные элементы находятся в наружных зеркалах, заднем стекле и сиденьях. На нагревательные элементы обычно подается системное напряжение в течение определенного периода времени для нагрева компонента по запросу.
ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА?
Понимание связи, существующей между напряжением, током и сопротивлением в электрических цепях, важно для быстрой и точной диагностики и ремонта электрических проблем. Закон Ома гласит: ток в цепи всегда будет пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален величине присутствующего сопротивления. Это означает, что при повышении напряжения увеличивается ток, и наоборот. Кроме того, при увеличении сопротивления ток уменьшается, и наоборот. Закон Ома можно хорошо использовать при устранении неполадок в электротехнике. Но вычисление точных значений напряжения, тока и сопротивления не всегда практично… да и не нужно. Однако вы должны быть в состоянии предсказать, что должно происходить в цепи, в отличие от того, что происходит в аварийном автомобиле.
Источник На напряжение не влияет ни ток, ни сопротивление. Он либо слишком низкий, либо нормальный, либо слишком высокий. Если он слишком низкий, ток будет низким. Если это нормально, ток будет высоким, если сопротивление низкое, или ток будет низким, если сопротивление высокое. Если напряжение слишком высокое, ток будет высоким.
На ток влияет либо напряжение, либо сопротивление. Если напряжение высокое или сопротивление низкое, ток будет высоким. Если напряжение низкое или сопротивление высокое, ток будет низким. Ток растет, а сопротивление падает.
На сопротивление не влияет ни напряжение, ни ток. Либо слишком низко, хорошо, либо слишком высоко. Если сопротивление слишком низкое, ток будет высоким при любом напряжении. Если сопротивление слишком велико, ток будет низким, если напряжение в порядке. Мерой сопротивления является то, насколько трудно протолкнуть поток электрического заряда.
Хорошее сопротивление: Для правильной работы некоторых цепей требуется «ограничение» протекающего тока.
Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью от добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален Найдите источники: «Магнитный мотор» – Новости · газеты · книги · ученый · JSTOR (Июнь 2020 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)
А магнитный двигатель или магнитный двигатель это тип вечный двигатель, который предназначен для создания вращение посредством постоянные магниты в статор и ротор без внешнего источника энергии. Такой мотор теоретически и практически неосуществимо.[1][2] Идею функционирования магнитных двигателей продвигали различные любители. Его можно рассматривать как паранаука. Часто встречаются ссылки на свободная энергия а иногда даже ссылки на эзотеризм. [3]
Магнитные двигатели не следует путать с обычно используемыми двигатели с постоянными магнитами, которые питаются от внешнего источника электроэнергии.
Принцип работы
Пример конструкции магнитного двигателя. Преимущественно притягивающая ориентация магнитов, по-видимому, приводит к вечному вращательному движению.
Гипотетический магнитный двигатель работает с постоянным магниты в статоре и роторе. За счет особого расположения притягивающих и отталкивающих полюсов предполагается, что вращательное движение ротора постоянно поддерживается. Практические реализации терпят неудачу, потому что в магнитах нет существенной энергии, которую можно было бы использовать для движения или компенсации потерь энергии. В сила между постоянными магнитами является консервативный поскольку магнитное поле следует за потенциал, так что нет работай выполняется по замкнутому циклу. Через короткое время такой двигатель перестанет двигаться и займет положение равновесия.[1][3]
Рационализации сторонников относительно природы источника энергии различаются. Некоторые спорят только о магнитной силе, оставляя вопросы сохранение энергии в стороне. Некоторые утверждают, что постоянные магниты содержат магнитная энергия, который будет потребляться двигателем. Такая существующая энергия ограничена энергией, затрачиваемой на производство магнита, которая довольно мала. Кроме того, это привело бы к быстрому снижению намагниченности со временем, чего не наблюдается. Другие рационализации включают ссылки на так называемые свободная энергия и энергия нулевой точки, не объясняя, как эти энергии высвобождаются. Другие утверждают, что их двигатели могут преобразовывать тепловую энергию окружающей среды в механическое движение (вечный двигатель второго рода ).
История
Смотрите также: История вечных двигателей
Первые идеи магнитного двигателя относятся к Петрус Перегринус де Марикур с 1269 г.[4][5] Популярный пример магнитного двигателя, хотя и без оси вращения, был предложен Джон Уилкинс в 1670 году: пандус с магнитом наверху, который тянул металлический шар вверх по пандусу. Рядом с магнитом было небольшое отверстие, которое должно было позволить мячу упасть под рампу и вернуться на дно, а заслонка позволила ему снова вернуться наверх. Полная теория электромагнетизм была сформулирована Джеймсом Клерком Максвеллом только в 1865 году и считается действительной до сих пор.
Патентный эскиз магнитного двигателя Говарда Джонсона
С середины 20 века ряд изобретателей заявляли о создании различных магнитных двигателей. В 1954 году немецкий инженер-механик Фридрих Люлинг утверждал, что создал двигатель, который на постоянных магнитах мог работать от 10 до 20 лет без перебоев. 8 февраля 1966 г. УФА -Wochenschau сообщил об изобретении.[6] Американский инженер Говард Джонсон подал Патент США 4,151,431 на двигатель с постоянным магнитом в 1973 году, который был предоставлен в 1979 году. Опытный образец его мотора был представлен в 1980 году в научно-популярном Журнал «Наука и механика».[7] Другие магнитные двигатели были разработаны японским артистом Кохеи Минато,[8] подавшие заявки на патенты в 1988, 1997 и 2005 годах.
В Европейское патентное ведомство не признала патентную заявку на магнитный двигатель. Начиная с 2006 года, «изобретатель» Майк Брэди и его компания Perendev-Group продавали такой двигатель и в 2010 году были обвинены в серьезном мошенничестве.[9] и приговорен к 5 годам и 9 месяцам лишения свободы.[10]
В паранаучных кругах магнитный двигатель все еще популярен, и руководства по сборке все еще распространяются, несмотря на отсутствие доказательств функционирования.[1] В начале 21 века идея магнитного двигателя все больше распространялась в Интернете, и на онлайн-платформах для обмена видео появилось несколько фальшивых видеороликов, показывающих, как работают магнитные двигатели.[11] Отвечая на вопрос, почему магнитный двигатель до сих пор не принят в отрасли, несмотря на его предположительно большой потенциал, теории заговора выдвигаются: Магнитные двигатели будут давать бесплатную энергию для всех, вредят существующим энергетика, и, таким образом, будет подавлен. Например, «Креативное мышление» на YouTube показывает несколько поддельных магнитных двигателей, некоторые из которых легко распознать как приводимые извне.
мендосинский двигатель и теорема Ирншоу / Хабр
На днях я увидел на просторах интернета крайне любопытную вещь: мендосинский двигатель. Ротор на подшипниках крайне низкого трения: оригинальный имел стеклянный цилиндр, подвешенный на двух иголках, современные имеют магнитный подвес оси. Двигатель бесколлекторный, на роторе подвешены солнечные батареи, которые выдают напряжение на катушки, намотанные на роторе. Ротор проворачивается в фиксированном магнитном поле статора, солнечная батарея уходит от направленного света, на её место приходит другая. Крайне элегантное решение, которое вполне под силу сделать дома каждому.
Вот на этом видео крайне подробно описан (на русском языке) принцип работы:
Но ещё больше самого двигателя мне показалась любопытной следующая вещь. В описании этого видео Дмитрий Коржевский написал следующую вещь: «Боковую опору заменить магнитом НЕВОЗМОЖНО!!! Не задавайте больше этот вопрос!»
Отмазка: я ни разу не физик, могу сильно ошибаться, поправки приветствуются.
О, это интересно. Давайте ещё раз посмотрим, как работает магнитный подвес ротора. Если мы поставим два магнита, то изолиния потенциала выглядит следующим образом в зависимости от расстояния между двумя магнитами:
То есть, мы ставим два фиксированных магнита на статоре. Магнит на оси ротора не захочет сдвинуться вбок, т.к. изолиния потенциала имеет некий локальный минимум. Он захочет выскочить вдоль оси ротора. Делаем две таких системы, получаем ось ротора, которая зафиксирована магнитным полем в радиальном направлении, но при этом нестабильна в продольном. Упираем ось в стеклянную стеночку и вуаля, получили подшипник слабого трения.
Но стеклянная стеночка — это как-то… неэлегантно, что ли? Вполне логично желание получить полностью парящий в воздухе ротор, безо всяких костылей. И явно Дмитрия затюкали этим вопросом, да так, что он был вынужден написать невозможность подобного прямо в описании видео. И ведь Дмитрий Коржевский не один такой.
Давайте посмотрим сюда, цитирую:
What would happen if the base magnets were spaced and oriented like in this drawing? Would it give it stability in the axial plane, and do away with the mirror requirement?
Или сюда, цитирую:
On a Mendocino Motor why does one side float free while the other has a tip to a wall? I know the question might sound trivial but I have worked up the idea why not use the same magnets used to levitate as a counter force on both sides of the shaft? I attached a very rough jpg of what I mean. the green magnets at the end of the shafts is what im referring to. is there some theory or law preventing this?
То есть, люди по всему миру хотят избавиться от механической поддержки оси. Я в школе учился плохо и мне невозможность создания полностью магнитного подвеса без костылей тоже ни разу не очевидна. При случае я за чашкой чая задал своему начальнику, учёному с мировым именем (не физику, прикладному математику), этот вопрос: «А почему, собственно невозможно?» И знаете, ему это тоже не было очевидно!
На вышеозначенных форумах никто толком не объяснил, почему это невозможно. В лучшем случае цитировали какую-то теорему Ирншоу, которая не слишком-то удобоварима. Итак, она гласит следующее: «Всякая равновесная конфигурация точечных зарядов неустойчива, если на них кроме кулоновских сил притяжения и отталкивания ничто не действует.» Вам ясно? Мне нет. Положим, я могу смириться с тем, что мы говорим про заряженные частицы, а не про магниты. Но дальше?
Когда мне что-то неясно, я рисую картинку. Для простоты она будет в двумерном пространстве. Давайте представим четыре закреплённых единичных заряда по углам квадрата и свободный заряд в центре квадрата. Примерно так:
Неужели свободный заряд не находится в состоянии устойчивого равновесиия? Ведь куда бы он ни двинулся, он приближается к одному из фиксированных зарядов, увеличивая силу отталкивания! Давайте попробуем нарисовать карту потенциальной энергии свободного заряда. Я в школе учился плохо, физику прогуливал, поэтому будем черпать знания из википедии. Итак, если мы имеем в пространстве только один закреплённый заряд, то он создаёт во всём пространстве электростатический потенциал.
Формула электростатического потенциала (кулоновского потенциала) точечного заряда в вакууме:
Во всех умозрительных опытах все коэффициенты у меня равны либо нулю, либо единице. Поэтому заряд q единичный, неясный k тоже единица. То есть, один закреплённый заряд создаёт потенциал, измеряемый по формуле 1/r, где r — это расстояние до заряда.
Потенциальная энергия свободного единичного заряда в поле нашего закреплённого заряда также равна 1/r. (Вообще говоря, энергия равна k*q1*q2/r, но коэффициенты выбираем так, чтобы было удобно считать). Для нескольких зарядов все потенциалы просто складываются.
Давайте рисовать карту потенциальной энергии нашего свободного заряда, я это делаю при помощи sage:
Вот карта, я выколол точки, где потенциальная энергия уходит в бесконечность:
По центру квадрата чётко виден локальный минимум энергии. 2)) def system_potential(x,y): return unit_potential(1,1,x,y)+unit_potential(-1,1,x,y)+unit_potential(1,-1,x,y)+unit_potential(-1,-1,x,y) contour_plot(system_potential(x,y), (x, -2, 2), (y, -2, 2), cmap=’hsv’, contours=30, region=5-system_potential(x,y), figsize=12, colorbar=True)
Вот картинка с картой потенциальной энергии:
Обратите внимание, что локальных минимумов на карте нет. Центр квадрата — седловая точка, то есть, точка неустойчивого равновесия. Как только свободный заряд сдвинется хоть на микрон от центра квадрата, он обязательно скатится и вылетит из квадрата, ускоряясь и ускоряясь.
Когда я получил явное противоречие с теоремой Ирншоу, я понял, что где-то прокололся и стал искать ошибку. Ошибку искать лучше всего последовательно с самого начала. Я тяжко вздохнул и пошёл читать, что такое уравнения Максвелла. В школе я учился не то, что бы очень плохо, оценки у меня были отличными. Только знаний вынес явно не по всем предметам. Например, уравнения Максвелла мне разве что в кошмарах снились после школы, а в университете и далее с ними сталкиваться просто не приходилось.
А оказалось, что там всё крайне просто, особенно если мы интересуемся только электростатикой! Уравнений Максвелла четыре по количеству следующих законов:
1. Закон Гаусса, он нам пригодится. Пока оставим всякие дивергенции, «на пальцах» это просто закон сохранения: энергия из ниоткуда не берётся и в никуда не уходит.
2. Закон Гаусса для магнитного поля — те же яйца, вид сбоку. Да и магнитным полем я пока не интересуюсь, т.к. разговор идёт от заряженных частицах, пропускаем.
3. Закон Фарадея: если мы двигаем магнитами, то они порождают электрическое поле, это интересно, подробнее поглядим потом.
4. Закон Ампера: если мы двигаем электрическим полем, то порождаем магнитное. На фиг, неинтересно.
Итак, эти четыре закона связывают между собой два векторных поля E и B, электрическое поле и магнитное. Эти векторные поля — это функции, которые имеют четыре аргумента (x,y,z,t), и каждой четвёрке аргументов сопоставляют один трёхмерный вектор. Магнитное нам не очень интересно в данном случае, рассмотрим поле E(x,y,z,t). Причём не забываем, что мы интересуемся электростатикой, поэтому E постоянно во времени. Очень удобно рассматривать это векторное поле как некоторую реку, где каждой в каждой точке реки мы говорим, куда и с какой скоростью течёт вода.
Закон Фарадея говорит о том, что в случае постоянное во времени поле E (мы же говорим про электростатику) не имеет вихрей.
Как связан электростатический потенциал с электрическим полем? Очень просто: если поле E безвихревое (наш случай), то возможно создать такой ландшафт u, что покрыв его метровым слоем воды (на всех высотах!) и «отпустив» эту воду, скорость и направление течения воды породит поле E. Если умными словами, то можно найти такую скалярную функцию u, что её градиент равен полю E.
Закон Гаусса говорит следующее: возьмём маленькую область пространства. Если мы в неё не поместили заряда специально, то количество
«воды», которое затекает в эту область, равно количеству, которое вытекает. Если хочется выпендриться, то можно сказать, что дивергенция поля E равна нулю.
Напоминаю, что поле E — это производная скалярной функции u. Если её дивергенция равна нулю, то это означает, что лапласиан функции u равен нулю. Лапласиан — это умное слово для обозначения «кривизны» функции. В случае функции одной переменной лапласиан — это просто вторая производная. Вторая производная равна нулю только у постоянной или линейной функции (логично, кривизна равна нулю). В случае функции двух переменных лапласиан — это сумма двух частных производных. Если он равен нулю, то кривизна в одном направлении обязана быть аннулирована кривизной в другом направлении. То есть, чипсы разрешены:
А вот локальных минимумов (максимумов тоже) функция с нулевым лапласианом не имеет. То есть, чипсы разрешены, а холмы нет:
Представьте, что мы обмакнём проволочное колечко (хорошо изогнутое) в мыльную воду. Тогда мыльная плёнка образует поверхность с нулевым лапласианом:
Это будет так называемая минимальная поверхность. Мыльная плёнка старается уменьшить свою площадь. Логично, что если бы на ней был некий локальный максимум, то сгладив его, мы получили бы плёнку меньшей площади. Поэтому их и нет. Итак, электростатический потенциал — это своего рода минимальная поверхность, локальных максимумов (в местах, куда мы специально заряд не помещали) не имеет.
Функция 1/r имеет нулевой лапласиан в трёхмерном пространстве, а вот в двумерном нет! Если мы хотим рисовать двумерные примеры, то нам нужно решить задачу Дирихле, я о ней уже говорил в одной из своих предыдущих статей. Для 2D это будет функция -ln r.
Итак, возвращаясь к нашему примеру с одной свободной заряженной частицей. Потенциал электростатического поля не имеет локальных минимумов, и, как следствие, потенциальная энергия одной частицы локальных минимумов не имеет. Поэтому одна частица не может находиться в состоянии устойчивого равновесия в постоянном поле. Поздравляю вас, мы только что доказали теорему Ирншоу. 2)) def system_potential(x,y): return unit_potential(0,1,x,y)+unit_potential(0,-1,x,y) def energy(x,y): return system_potential(x+2,y)+system_potential(x-2,y) contour_plot(energy(x,y), (x, -3, 3), (y, -2, 2), cmap=’hsv’, contours=30, figsize=12, colorbar=True)
Итак, энергия палки имеет четыре пика (каждый из двух концов палки попадает на каждый из двух зарядов). Как и предполагалось, палка не захочет двигаться по горизонтали. Она убежит по вертикали!
Это логично, ведь из чего мы получили энергию? Мы сложили потенциальные энергии каждого заряда. Мы знаем, что потенциальная энергия каждого заряда — это функция с нулевым лапласианом. Их сумма тоже будет иметь нулевой лапласиан. То есть, потенциальная энергия любого (не только нашей палки!) заряженного тела не может иметь минимумов в постоянном электрическом поле!
Ментальное изображение магнитных и электрических полей у людей, плотно не работавших с физикой, обманчиво. Мозг нас обманывает, рисуя картины минимумов энергии. К сожалению, это не так, и действительно создать мендосинский двигатель без опоры представляется затруднительным.
Какие могут быть лазейки? Теорема Ирншоу (если мы сделаем усилие и вообще применим её к магнитам) применима только системам неподвижных постоянных магнитов.
1. Мы можем попытаться создать динамическое магнитное поле
2. Диамагнетизм и всякие сверхпроводники также не входят в рамки теоремы Ирншоу
3. Подвижные вообще и вращающиеся в частности тела также не рассмотрены, наиболее известный пример левитрон
Так что, не всё ещё потеряно. Да, использование любой из этих вещей убьёт начисто лаконичность мендосинского двигателя, но магия свободно парящих в воздухе вещей перекроет всё!
Именно теорема Ирншоу показала невозможность существования твёрдой материи, таким образом отвергнув существовавшую модель строения атома. В итоге была построена планетарная модель атома.
Вечный двигатель на постоянных магнитах. Миф или реальность?
Что такое магнитный двигатель
В научном мире вечные двигатели разделяют на две группы: первого и второго вида. И если с первыми относительно всё ясно — это скорее элемент фантастических произведений, то второй очень даже реален. Начнём с того, что двигатель первого вида — это своего рода утопичная штука, способная извлекать энергию из ничего. А вот второй тип основан на вполне реальных вещах. Это попытка извлечения и использования энергии всего, что нас окружает: солнце, вода, ветер и, безусловно, магнитное поле.
Многие учёные разных стран и в разные эпохи пытались не только объяснить возможности магнитных полей, но и реализовать некое подобие вечного двигателя, работающего за счёт этих самых полей. Интересно то, что многие из них добились вполне впечатляющих результатов в этой области. Такие имена, как Никола Тесла, Василий Шкондин, Николай Лазарев хорошо известны не только в узком кругу специалистов и приверженцев создания вечного двигателя.
Особый интерес для них составляли постоянные магниты, способные возобновлять энергию из мирового эфира. Безусловно, доказать что-либо значимое пока никому на Земле не удалось, но благодаря изучению природы постоянных магнитов человечество имеет реальный шанс приблизиться к использованию колоссального источника энергии в виде постоянных магнитов.
И хотя магнитная тема ещё далека от полного изучения, существует множество изобретений, теорий и научно обоснованных гипотез в отношении вечного двигателя. При этом есть немало впечатляющих устройств, выдаваемых за таковые. Сам же двигатель на магнитах уже вполне себе существует, хотя и не в том виде, в котором нам бы хотелось, ведь по прошествии некоторого времени магниты всё равно утрачивают свои магнитные свойства. Но, несмотря на законы физики, учёные мужи смогли-таки создать нечто надёжное, что работает за счёт энергии, вырабатываемой магнитными полями.
На сегодня существует несколько видов линейных двигателей, которые отличаются по своему строению и технологии, но работают на одних и тех же принципах. К ним относятся:
Работающие исключительно за счёт действия магнитных полей, без устройств управления и без потребления энергии извне;
Импульсного действия, которые уже имеют и устройства управления, и дополнительный источник питания;
Устройства, объединяющие в себе принципы работы обоих двигателей.
Миф или реальность?
Вечный двигатель знаком практически каждому еще со школьной скамьи, только на уроках физики четко утверждалось, что добиться практической реализации невозможно из-за сил трения в движущихся элементах. Среди современных разработок магнитных моторов представлены самоподдерживающие модели, в которых магнитный поток самостоятельно создает вращательное усилие и продолжает себя поддерживать в течении всего процесса работы. Но основным камнем преткновения является КПД любого двигателя, включая магнитный, так как он никогда не достигает 100%. Со временем мотор все равно остановится.
Поэтому все практические модели требуют повторного вмешательства через определенное время или каких-либо сторонних элементов, работающих от независимого источника питания. Наиболее вероятным вариантом бестопливных двигателей и генераторов выступает магнитная машина. В которой основной движущей силой будет магнитное взаимодействие между постоянными магнитами, электромагнитными полями или ферромагнитными материалами.
Актуальным примером реализации являются декоративные украшения, выполненные в виде постоянно двигающихся шаров, рамочек или других конструкций. Но для их работы необходимо использовать батарейки, которые питают постоянным током электромагниты. Поэтому далее рассмотрим тот принцип действия, который подает самые обнадеживающие ожидания.
Устройство и принцип работы
Сегодня существует достаточно большое количество магнитных двигателей, некоторые из них схожи, другие имеют принципиально отличительную конструкцию.
Для примера мы рассмотрим наиболее наглядный вариант:
Принцип действия магнитного двигателя
Как видите на рисунке, мотор состоит из следующих компонентов:
Магнит статора здесь только один и расположен он на пружинном маятнике, но такое размещение требуется только в экспериментальных целях. Если вес ротора окажется достаточным, то инерции движения хватит для преодоления самого малого расстояния между магнитами и статор может иметь стационарный магнит без маятника.
Ротор дискового типа из немагнитного материала.
Постоянные магниты, установленные на роторе в форме улитки в одинаковое положение.
Балласт — любой увесистый предмет, который даст нужную инерционность (в рабочих моделях эту функцию может выполнять нагрузка).
Все, что нужно для работы такого агрегата — это придвинуть магнит статора на достаточное расстояние к ротору в точке самого наибольшего удаления, как показано на рисунке. После этого магниты начнут притягиваться по мере приближения формы улитки по кругу, и начнется вращение ротора. Чем меньше размер магнитов и чем более плавная форма получится, тем легче произойдет движение. В месте максимального сближения на диске установлена «собачка», которая сместит маятник от нормального положения, чтобы магниты не притянулись в статическое положение.
Требования к вечным двигателям
Так как такие устройства должны работать постоянно, то и требования к ним должны предъявляться особые:
полное сохранение движения;
идеальная прочность деталей;
обладание исключительной износостойкостью.
Вечный двигатель с научной точки зрения
Что говорит по этому поводу наука? Она не отрицает возможность создания такого двигателя, который будет работать на принципе использования энергии совокупного гравитационного поля. Она же – энергия вакуума или эфира. В чем должен заключаться принцип работы такого двигателя? В том, что это должна быть машина, в которой непрерывно действует сила, вызывающая движение без участия внешнего влияния.
Современная классификация вечных двигателей
Вечный двигатель первого рода — двигатель (воображаемая машина), способный бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Их существование противоречит первому закону термодинамики. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.
Вечный двигатель второго рода — воображаемая машина, которая будучи пущена в ход, превращала бы в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел (см. Демон Максвелла). Они противоречат второму закону термодинамики. Согласно Второму началу термодинамики, все попытки создать такой двигатель обречены на провал.
История возникновения вечного двигателя
Первые упоминания о создании такого устройства возникли в Индии в VII веке, но первые практические пробы его создания возникли в VIII веке в Европе. Естественно, создание такого устройства позволило бы значительно ускорить развитие науки энергетики.
В те времена, такой силовой агрегат смог бы не только поднимать разные грузы, но и крутить мельницы, а также водяные насосы. В XX веке произошло знаменательное открытие, которое дало толчок к созданию силового агрегата – открытие постоянного магнита с последующим изучением его возможностей.
Модель мотора на его основе должна была работать неограниченное количество времени, из-за чего его назвали вечным. Но как бы там ни было, а вечного ничего нет, так как любая часть или деталь может прийти в неисправность, поэтому под словом «вечно» необходимо понимать только то, что он должен работать без перерывов, при этом не подразумевая каких-либо затрат, включая топливо.
Сейчас невозможно точно определить создателя первого вечного механизма, в основе которого, стоят магниты. Естественно, он сильно отличается от современного, но есть некоторые мнения на тот счет, что первые упоминания о силовом агрегате на магнитах, есть в трактате Бхскара Ачарья математика из Индии.
Первые сведения о появления такого устройства в Европе, появились в XIII веке. Информация поступила от Виллара д’Оннекура, выдающегося инженера и архитектора. После своей смерти, изобретатель оставил потомкам свой блокнот, в котором были разные чертежи не только сооружений, но и механизмов для поднятия грузов и собственно первым устройством на магнитах, что отдаленно напоминает вечный двигатель.
Реальные перспективы создания вечного двигателя на магнитах
Противники теории создания вечного двигателя говорят о невозможности нарушения закона о сохранении энергии. Действительно, нет совершенно никаких предпосылок к тому, чтобы получить энергию из ничего. С другой стороны, магнитное поле – это вовсе не пустота, а особый вид материи, плотность которого может достигать 280 кДж/м³. Именно это значение и является потенциальной энергией, которую теоретически может использовать вечный двигатель на постоянных магнитах. Несмотря на отсутствие готовых образцов в общем доступе, о возможности существования подобных устройств говорят многочисленные патенты, а также факт наличия перспективных разработок, которые остаются засекреченными еще с советских времен.
Норвежский художник Рейдар Финсруд создал свой вариант вечного двигателя на магнитах К созданию подобных электрогенераторов приложили силы знаменитые физики-ученые: Никола Тесла, Минато, Василий Шкондин, Говард Джонсон и Николай Лазарев. Следует сразу оговориться, что создаваемые с помощью магнитов двигатели называются «вечными» условно — магнит теряет свои свойства через пару сотен лет, а вместе с ним прекратит работу и генератор.
Самые известные аналоги вечного двигателя магнитах
Многочисленные энтузиасты стараются создать вечный двигатель на магнитах своими руками по схеме, в которой вращательное движение обеспечивается взаимодействием магнитных полей. Как известно, одноименные полюса отталкиваются друг от друга. Именно этот эффект и лежит в основе практически всех подобных разработок. Грамотное использование энергии отталкивания одинаковых полюсов магнита и притяжения разноименных полюсов в замкнутом контуре позволяет обеспечить длительное безостановочное вращение установки без приложения внешней силы.
Разновидности магнитных двигателей и их схемы
Сегодня существует много моделей бестопливных генераторов, электрических машин и моторов, чей принцип действия основан на природных свойствах постоянных магнитов. Некоторые варианты были спроектированы именитыми ученными, достижения которых стали основополагающим камнем в фундаменте науки. Поэтому далее мы рассмотрим самые популярные из них.
Магнитный униполярный двигатель Тесла
Выдающийся ученый, ставший в свое время пионером в области снабжения эл. током, асинхронных электродвигателей на переменном токе, не обделил своим вниманием и расчетом вопрос вечного источника энергии. В научной среде это изобретение именуется иначе, как униполярный генератор Тесла.
Первоначально расчет данного типа устройства вел Фарадей, но его прототип при сходном принципе действия не обладал должной эффективностью, стабильностью работы, то есть не достиг цели. Термин «униполярный» означает, что в схеме агрегата кольцевой, дисковый (пластина) или цилиндровый проводник расположен в цепи между полюсами постоянного магнита.
Магнитный двигатель Тесла и его схема
На схеме, которая была представлена в оригинальном патенте, есть конструкция с двумя валами, на которых размещаются две пары магнитов: В, В создают условно положительное поле, а С, С – отрицательное. Между ними располагаются униполярные диски с отбортовкой, используемые в качестве генерирующих проводников. Оба униполярных диска связаны между собой тонкой металлической лентой, которая может быть в принципе использована, как проводник (в оригинале) или для вращения диска.
Минато
Этот пример нельзя назвать самовращающимся двигателем, так как для его работы требуется постоянная подпитка электрической энергией. Но такой электромагнитный мотор позволяет получать значительную выгоду, затрачивая минимум электричества для выполнения физической работы.
Схема двигателя Минато
Как видите на схеме, особенностью этого вида является необычный подход к расположению магнитов на роторе. Для взаимодействия с ним на статоре возникают магнитные импульсы за счет кратковременной подачи электроэнергии через реле или полупроводниковый прибор.
При этом ротор будет вращаться, пока его элементы не размагнитятся. Сегодня все еще ведутся разработки по улучшению и повышению эффективности устройства, поэтому назвать его полностью завершенным нельзя.
«Тестатика» Пауля Баумана
Одна из самых известных разработок – это «тестатика» Баумана. Устройство напоминает своей конструкцией простейшую электростатическую машину с лейденскими банками. «Тестатик» состоит из пары акриловых дисков (для первых экспериментов использовались обычные музыкальные пластинки), на которые наклеены 36 узких и тонких полосок алюминия.
Кадр из документального фильма: к Тестатике подключили 1000-ваттную лампу. Слева — изобретатель Пауль Бауман После того, как диски толкали пальцами в противоположные стороны, запущенный двигатель продолжал работать неограниченно долгое время со стабильной скоростью вращения дисков на уровне 50-70 оборотов в минуту. В электроцепи генератора Пауля Баумана удается развить напряжение до 350 вольт с силой тока до 30 Ампер. Из-за небольшой механической мощности это скорее не вечный двигатель, а генератор на магнитах.
Роторный кольцар Лазарева
Большой популярностью пользуется схема вечного двигателя на магнитах на основе проекта Лазарева. На сегодняшний день его роторный кольцар считается устройством, реализация которая максимально близка к концепции вечного двигателя. Важное преимущество разработки Лазарева состоит в том, что даже без профильных знаний и серьезный затрат можно собрать подобный вечный двигатель на неодимовых магнитах своими руками. Такое устройство представляет собой емкость, разделенную пористой перегородкой на две части. Автор разработки использовал в качестве перегородки специальный керамический диск. В него устанавливается трубка, а в емкость заливается жидкость. Для этого оптимально подходят улетучивающиеся растворы (например, бензин), но можно использовать и простую водопроводную воду.
Механизм работы двигателя Лазарева очень просто. Сначала жидкость подается через перегородку вниз емкости. Под давлением раствор начинает подниматься по трубке. Под получившейся капельницей размещают колесо с лопастями, на которых устанавливают магниты. Под силой падающих капель колесо вращается, образуя постоянное магнитное поле. На основе этой разработки успешно создан самовращающийся магнитный электродвигатель, на которой зарегистрировало патент одно отечественное предприятие.
Говарда Джонсона
В своих исследованиях Джонсон руководствовался теорией потока непарных электронов, действующих в любом магните. В его двигателе обмотки статора формируются из магнитных дорожек. На практике эти агрегаты получили реализацию в конструкции роторного и линейного двигателя. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже:
Двигатель Джонсона
Как видите, на оси вращения в двигателе устанавливаются сразу и статор и ротор, поэтому классически вал вращаться здесь не будет. На статоре магниты повернуты одноименным полюсом к роторным, поэтому они взаимодействуют на силах отталкивания. Особенность работы ученого заключалась в длительном вычислении расстояний и зазоров между основными элементами мотора.
Антигравитационный магнитный двигатель Лоренца
Двигатель Лоренца можно сделать самостоятельно с использованием простых материалов Если вы хотите собрать вечный двигатель на магнитах своими руками, то обратите внимание на разработки Лоренца. Антигравитационный магнитный двигатель его авторства считается наиболее простым в реализации. В основе этого устройства лежит использование двух дисков с разными зарядами. Их наполовину помещают в полусферический магнитный экран из сверхпроводника, который полностью выталкивает из себя магнитные поля. Такое устройство необходимо для изоляции половин дисков от внешнего магнитного поля. Запуск этого двигателя выполняется путем принудительного вращения дисков навстречу друг другу. По сути, диски в получившейся система являются парой полувитков с током, на открытые части которых будут воздействовать силы Лоренца.
Генератор Перендева
Еще одним неоднозначным примером действия магнитных сил является самовращающийся магнитный двигатель Перендев. Его создатель Майк Брэди, до того, как в его отношении начали уголовное производство, даже успел обзавестись патентом, создать одноименную фирму (Перендев) и поставить дело на поток. Если анализировать представленную в патенте схему и принцип, или чертежи самодельных эл. двигателей, то ротор и статор имеют форму диска и внешнего кольца. На них по кольцевой траектории размещают отдельные магниты, соблюдая определенный угол относительно центральной оси. За счет взаимодействия поля отдельных магнитов статора и ротора Перендев, возникает момент и происходит их взаимное перемещение (вращение). Расчет цепи магнитов сводится к определению угла расхождения.
Вакуумный триодный усилитель Свита Флойда
Сложность воспроизведения устройства Свита Флойда заключается не в его конструкции, а в технологии изготовления магнитов. В основе этого двигателя используются два ферритовых магнита с габаритами 10х15х2,5 см, а также катушки без сердечников, из которых одна является рабочей с несколькими сотнями витков, а еще две – возбуждающие. Для запуска триодного усилителя необходима простая карманная батарейка 9В. После включения устройство может работать очень долго, самостоятельно питая себя по аналогии с автогенератором. По утверждениям Свита Флойда, от работающей установки удалось получить выходное напряжение в 120 вольт с частотой 60 Гц, мощность которого достигала 1 кВт.
Мотор-колесо Шкондина
Если вы ищете интересные варианты, как сделать вечный двигатель из магнитов, то обязательно обратите внимание на разработку Шкондина. Конструкцию его линейного двигателя можно охарактеризовать как «колесо в колесе». Это простое, но в то же время производительное устройство успешно используется для велосипедов, скутеров и другого транспорта. Импульсно-инерционное мотор-колесо представляет собой объединение магнитных дорожек, параметры которых динамично изменяются путем переключения обмоток электромагнитов.
Общая схема линейного двигателя Василия Шкондина Ключевыми элементами устройства Шкондина являются внешний ротор и статор особой конструкции: расположение 11 пар неодимовых магнитов в вечном двигателе выполнено по кругу, что образует в общей сложности 22 полюса. На роторе установлены 6 электромагнитов в форме подков, которые установлены попарно и смещены друг к другу на 120°. Между полюсами электромагнитов на роторе и между магнитами на статоре одинаковое расстояние. Изменение положения полюсов магнитов относительно друг друга приводит к созданию градиента напряженности магнитного поля, образуя крутящий момент. Неодимовый магнит в вечном двигателе на основе конструкции проекта Шкондина имеет ключевое значение. Когда электромагнит проходит через оси неодимовых магнитов, то образуется магнитный полюс, который является одноименным по отношению к преодоленному полюсу и противоположным по отношению к полюсу следующего магнита. Получается, что электромагнит всегда отталкивается от предыдущего магнита и притягивается к следующему. Такие воздействия и обеспечивают вращение обода. Обесточивание элетромагнита при достижении оси магнита на статоре обеспечивается размещением в этой точке токосъемника.
Житель г. Пущино Василий Шкондин изобрел не вечный двигатель, а высокоэффективные мотор-колёса для транспорта и генераторы электроэнергии. Коэффициент полезного действия двигателя Шкондина составляет 83%. Конечно, это пока еще не полностью энергонезависимый вечный двигатель на неодимовых магнитах, но очень серьезный и убедительный шаг в правильном направлении. Благодаря особенностям конструкции устройства на холостом ходу удается вернуть часть энергии батареям (функция рекуперации).
Свинтицкого
Еще в конце 90-х украинский конструктор предложит модель самовращающегося магнитного двигателя, который стал настоящим прорывом в технике. За основу им был взят асинхронный двигатель Ванкеля, которому не удалось решить проблему с преодолением 360° оборота.
Игорь Свинтицкий эту проблему решил и получил патент, обратился в ряд компаний, однако асинхронное магнитное чудо техники никого не заинтересовало, поэтому проект был закрыт и за его масштабное тестирование ни одна компания не взялась.
Джона Серла
От электрического мотора такой магнитный двигатель отличает взаимодействие исключительно магнитного поля статора и ротора. Но последний выполняется наборными цилиндрами с таблетками из специального сплава, которые создают магнитные силовые линии в противоположном направлении. Его можно считать синхронным двигателем, так как разница частот в нем отсутствует.
Двигатель Серла
Полюса постоянных магнитов расположены так, что один толкает следующий и т.д. Начинается цепная реакция, приводящая в движение всю систему магнитного двигателя, до тех пор, пока магнитной силы будет хватать хотя бы для одного цилиндра.
Магнитно-гравитационный двигатель
Здесь все немного проще, чем в предыдущем варианте. Для создания такого устройства нужны постоянные магниты и грузы определённых параметров. Работает это так: в центре вращающегося колеса находится основной магнит, а вокруг него (на краях колеса) расположены вспомогательные магниты и грузы. Магниты взаимодействуют друг с другом, а грузы находятся в движении и перемещаются то ближе к центру вращения, то дальше. Таким образом центр массы смещается, и колесо вращается.
Алексеенко
Интересный вариант магнитного двигателя представил ученый Алексеенко, который создал устройство с роторными магнитами необычной формы.
Двигатель Алексеенко
Как видите на рисунке, магниты имеют необычную изогнутую форму, которая максимально сближает противоположные полюса. Что делает магнитные потоки в месте сближения значительно сильнее. При начале вращения отталкивание полюсов получается значительно большим, что и должно обеспечить непрерывное движение по кругу.
Синхронный двигатель на постоянных магнитах
Синхронный двигатель на постоянных частотах представляет собой основной вид электродвигателя, где частоты вращения ротора и статора находятся на одинаковом уровне. Классический электромагнитный силовой агрегат имеет обмотки на пластинах, но если сменить конструкцию якоря и вместо катушки установить постоянные магниты, тогда получится достаточно эффективная модель синхронного силового агрегата.
Схема статора имеет классическую компоновку магнитопровода, куда входят обмотка и пластины, где и скапливается магнитное поле электротока. Это поле взаимодействует с постоянным полем ротора, что и создает крутящий момент.
Помимо всего прочего, необходимо учесть, что исходя из конкретного типа схемы, расположение якоря и статора могут быть изменены, так например первый, может быть сделан в виде внешней оболочки. Для активации мотора от тока сети, применяется цепь магнитного пускателя и теплового защитного реле.
Как собрать двигатель самостоятельно
Не менее популярными являются и самодельные варианты таких устройств. Они достаточно часто встречаются на просторах интернета не только в качестве рабочих схем, но и конкретно выполненных и работающих агрегатов.
Один из самых простых в создании в домашних условиях устройств, создается с использованием 3 соединенных между собой валов, которые скреплены таким методом, чтобы центральный, был повернут на те, что находятся по сторонам.
В центр того вала, что посередине, прикрепляется диск из люцита, диаметром в 4 дюйма, а толщиной в 0,5 дюймов. Те валы, которые располагаются по сторонам, также имеют диски на 2 дюйма, на которых располагаются магниты по 4 штуки на каждом, а на центральном вдвое больше – 8 штук.
Ось обязательно должна находиться по отношению валов в параллельной плоскости. Концы возле колес проходят с проблеском в 1 минуту. В случае если начать перемещать колеса, тогда концы магнитной оси начнут синхронизироваться. Чтобы придать ускорения, необходимо поставить в основание устройства брусок из алюминия. Один его конец должен немного касаться магнитных деталей. Как только усовершенствовать конструкцию таким образом, агрегат будет вращаться быстрее, на пол оборота в 1 секунду.
Watch this video on YouTube
Watch this video on YouTube
Приводы были установлены так, чтобы валы вращались аналогично друг другу. В случае если на систему попробовать воздействовать пальцем или каким-то другим предметом, тогда она остановится.
Руководствуясь такой схемой, можно своими силами создать магнитный агрегат.
Какие достоинства и недостатки имеют реально работающие магнитные двигатели
Среди преимуществ таких агрегатов, можно отметить следующие:
Полная автономность с максимальной экономией топлива.
Мощное устройство с использованием магнитов, может обеспечивать помещение энергией в 10 кВт и более.
Такой двигатель работает до полного эксплуатационного износа.
Пока что, не лишены такие двигатели и недостатков:
Магнитное поле может отрицательным образом влиять на человеческое здоровье и самочувствие.
Большое количество моделей не может эффективно работать в бытовых условиях.
Есть небольшие сложности в подключении даже готового агрегата.
Стоимость таких двигателей достаточно велика.
Такие агрегаты уже давно не являются вымыслом и в скором времени вполне смогут заменить привычные силовые агрегаты. На данный момент, они не могут составить конкуренцию привычным двигателям, но потенциал к развитию имеется.
Почему вечный двигатель невозможен
Когда речь заходит о вечном двигателе, главная проблема — путаница в формулировках. Почему-то некоторые считают, что вечный двигатель – это машина, которая движется постоянно, что она никогда не останавливается. Эта правда, но лишь отчасти.
Действительно, если вы однажды установили и запустили вечный двигатель, он должен будет работать до «скончания времён». Назвать срок работы двигателя «долгим» или «продолжительным» – значит сильно преуменьшить его возможности. Однако, ни для кого не секрет, что вечного двигателя в природе нет и не может существовать.
Но как же быть с планетами, звездами и галактиками? Ведь все эти объекты находятся в постоянном движении, и это движение будет существовать постоянно, до тех пор пока существует Вселенная, пока не наступит время вечной, бесконечной, абсолютной темноты. Это ли не вечный двигатель?
Именно при ответе на этот вопрос и вскрывается та путаница в формулировках, о которой мы говорили в начале. Вечное движение не есть вечный двигатель! Само по себе движение во Вселенной «вечно». Движение будет существовать до тех пор, пока существует Вселенная. Но так называемый вечный двигатель — это устройство, которое не просто движется бесконечно, оно еще и вырабатывает энергию в процессе своего движения. Поэтому верно то определение, которое даёт Википедия:
Вечный двигатель — это воображаемое устройство, вырабатывающее полезную работу бо́льшую, чем количество сообщённой этому устройству энергии.
В интернете можно найти множество проектов, которые предлагают модели вечных двигателей. Глядя на эти конструкции, можно подумать, что они способны работать без остановки, постоянно вырабатывая энергию. Если бы нам действительно удалось спроектировать вечный двигатель, последствия были бы ошеломляющими. Это был бы вечный источник энергии, более того, бесплатной энергии. К сожалению, из-за фундаментальных законов физики нашей Вселенной, создание вечных двигателей невозможно. Разберёмся, почему это так.
Возможен ли магнитный «вечный двигатель»? . Удивительная физика
С магнитами связаны многочисленные проекты «вечных двигателей», которые оказалось довольно трудно разоблачить.
В хронологическом порядке это выглядит так. Еще в XIII в. средневековый исследователь магнитов Пьер Перигрин де Марикур утверждал, что если магнитный камень обточить в виде правильного шара и направить его полюсами точно по оси мира, то такой шар завертится и будет вертеться вечно.
Сам де Марикур такого опыта не делал, хотя магнитные шары у него были, и другие эксперименты он с ними проделывал. Видимо, он считал, что сам недостаточно точно изготовил шар либо направил его полюсами не по оси мира. Но он настойчиво советовал читателям изготовить и опробовать магнитный вечный двигатель, добавляя: «Если выйдет, вы насладитесь, если нет – вините свое малое искусство!»
У этого же автора имеется описание еще одного «вечного двигателя» – зубчатого колеса с зубьями из стали и серебра через один. Если поднести к этому колесу магнит, утверждал де Марикур, колесо придет во вращение. Здесь де Марикур был очень близок к постройке хоть и не вечного, но по крайней мере теплового, двигателя, который в то время несомненно сочли бы за «вечный». Но об этом после, а пока о «настоящих» «вечных двигателях».
Любителей изготовлять магнитные «вечные двигатели» было великое множество. Английский епископ Джон Вилькенс в XVII в. даже получил официальное подтверждение изобретения им «вечного двигателя», но от этого последний не заработал. На рис. 331 показан принцип его действия. По мысли автора, стальной шарик, притягиваемый магнитом, поднимается по верхней наклонной плоскости, но, не достигнув магнита, проваливается в отверстие и катится по нижнему лотку. Скатившись, он снова попадает на прежний свой путь и так вечно продолжает свое движение.
На самом деле все выходило иначе. Если магнит был силен, то шарик не проваливался в отверстие, а перескакивал через него и прилипал к магниту. Если магнит был слаб, то шарик останавливался на полдороге на нижнем лотке, либо не сходил с нижней точки вообще. А вот «вечный двигатель», который построил сам автор в детстве, и был очень удивлен, когда тот не заработал.
В круглую пластмассовую коробочку, посаженную на спицу, как колесо на ось, помещался стальной шарик. Спереди нужно было поднести магнит, и коробочка-колесо должна была завертеться на спице (рис. 332). Еще бы: шарик притягивался магнитом, поднимался по стенке коробочки, как белка в колесе, как та же белка начинал, падая вниз, крутить колесо. Однако колесо вертеться не хотело. Как выяснилось, шарик под действием магнита поднимался, прижимаясь к стенке коробки, и падать вниз не собирался.
Рис. 331. Магнитный «вечный двигатель» Д. Вилькенса
Рис. 332. «Вечный двигатель» с магнитом и шариком: 1 – пластмассовая коробка; 2 – магнит; 3 – стальной шарик
Но существуют и реальные магнитные двигатели, которые с первого взгляда похожи на вечные.
Еще сам Гильберт заметил, что если железо сильно нагреть, то оно совершенно перестает притягиваться магнитом. Сейчас температуру, при которой железо, сталь или сплавы теряют магнитные свойства, называют точкой Кюри, по имени физика Пьера Кюри, объяснившего это явление. Если бы эти магнитные свойства не терялись, то раскаленные болванки в кузницах можно было бы переносить магнитами, что очень заманчиво.
Но это свойство позволило создать так называемую магнитную мельницу, или карусель. Подвесим на нити деревянный диск или поставим его на стальную иглу подобно стрелке компаса. Затем воткнем в него несколько спиц и приставим сбоку полюс сильного магнита (рис. 333). Чем не зубчатое колесо де Марикура? Разумеется, как и то колесо, наша мельница вращаться не будет, пока мы не нагреем соседнюю с магнитом спицу в пламени горелки и легким толчком не сообщим вращение. Нагретая спица уже не притягивается к магниту, а следующая стремится к нему, пока не попадет в пламя горелки. А пока нагретая спица пройдет полный круг, она остынет и снова притянется магнитом.
Чем не вечный двигатель? А тем, что на вращение его уходит энергия горелки. Стало быть, этот двигатель не вечный, а тепловой, в принципе такой же, как на автомобилях и тепловозах.
Работающие на этом же принципе магнитные качели легко построить и самому. Небольшой железный предмет подвесим на проволоке к вершине стойки качелей. Легче всего взять длинный кусок железной проволоки и скатать ее конец в небольшой комочек. Затем на небольшую подставку положим магнит, направленный одним полюсом вбок. Будем придвигать подставку с магнитом к подвешенному железному комочку, пока он не притянется к магниту.
Теперь подставим под качели спиртовку, свечу или другую горелку так, чтобы комочек оказался над самым пламенем (рис. 334). Через некоторое время, нагревшись до точки Кюри, он отпадет от магнита. Раскачиваясь в воздухе, он снова охладится и опять притянется к полюсу магнита. Получатся интересные качели, которые будут раскачиваться до тех пор, пока мы не уберем горелку.
Комочек, скатанный из проволоки, хорош для опыта тем, что он и нагревается, и охлаждается быстрее, чем, например, цельный стальной шарик. Поэтому и раскачиваться такие качели будут чаще, чем с шариком на нити.
В практике этот принцип иногда используют для автоматической закалки мелких стальных предметов, например игл. Холодные иголки висят, притянутые магнитом, и нагреваются. Как только они нагреются до точки Кюри, то перестают притягиваться и падают в закалочную ванну.
Обычное железо имеет достаточно высокую точку Кюри: 753 °C, но сейчас получены сплавы, для которых точка Кюри ненамного превышает комнатную температуру. Нагретый солнечным теплом, такой материал, особенно окрашенный в темный цвет, уже немагнитен. А в тени магнитные свойства восстанавливаются, и материал снова может притягиваться. Например, у металла гадолиния точка Кюри всего 20 °C.
Изобретатель и журналист А. Пресняков создал на этом принципе двигатель, непрерывно качающий воду в жаркой пустыне. Солнце сполна обеспечивает его своей энергией. Построена даже тележка, автоматически двигающаяся навстречу Солнцу и даже электролампе (рис. 335). Такие двигатели, работающие на чистой и даровой энергии Солнца, очень перспективны, особенно при освоении Луны и других планет. Чем не «вечные двигатели», о которых мечтал де Марикур?
Рис. 335. Тележка А. Преснякова: 1 – магнит; 2 – обод из материала с низкой точкой Кюри
Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)
Общие сведения:
Шаговый двигатель — это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Полный оборот ротора состоит из нескольких шагов. Меняя форму сигнала, количество импульсов, их длительность и фазовый сдвиг, можно задавать скорость вращения, направление вращения и количество оборотов ротора двигателя.
Шаговые двигатели состоят из ротора (подвижная часть) и статора (неподвижная часть). На статоре устанавливают электромагниты, а части ротора взаимодействующие с электромагнитами выполняются из магнитотвердого (двигатель с постоянными магнитами) или магнитомягкого (реактивный двигатель) материала.
Виды шаговых двигателей по типу ротора:
По типу ротора, шаговые двигатели делятся на: двигатели с постоянными магнитами, реактивные двигатели и гибридные двигатели.
Двигатель с постоянными магнитами (ротор из магнитотвердого материала). На роторе установлен один, или несколько, постоянных магнитов. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на роторе, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 4 до 48 шагов (один шаг от 7,5° до 90°).
Реактивный двигатель (ротор из магнитомягкого материала). Еще такие двигатели называют двигателями с переменным магнитным сопротивлением. Ротор не имеет постоянных магнитов, он выполнен из магнитомягкого материала в виде многоконечной звезды. Данные двигатели встречаются редко, так как у них наименьший крутящий момент, по сравнению с остальными, при тех же размерах. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества зубцов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 24 до 72 шагов (один шаг от 5° до 15°.)
Гибридный двигатель (совмещает технологии двух предыдущих двигателей). Ротор выполнен из магнитотвердого материала (как у двигателя с постоянными магнитами), но имеет форму многоконечной звезды (как у реактивного двигателя). Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Количество шагов в одном обороте таких двигателей может доходить до 400 (один шаг от 0,9°).
Какой тип шагового двигателя у меня?
Если вручную покрутить ротор отключённого двигателя, то можно заметить, что он движется не плавно, а шагами. После того, как Вы покрутили ротор, замкните все провода двигателя и покрутите ротор повторно. Если ротор крутится также, значит у Вас реактивный двигатель. Если для вращения ротора требуется прикладывать больше усилий, значит у вас двигатель с постоянными магнитами или гибридный. Отличить двигатель с постоянными магнитами от гибридного можно подсчитав количество шагов в одном обороте. Для этого не обязательно считать все шаги, достаточно примерно понять, их меньше 50 или больше. Если меньше, значит у Вас двигатель с постоянными магнитами, а если больше, значит у Вас гибридный двигатель.
Виды шаговых двигателей по типу соединения электромагнитов статора:
По типу соединения электромагнитов, шаговые двигатели делятся на: униполярные и биполярные.
На рисунке представлено упрощённое, схематическое, представление обмоток.
На самом деле, каждая обмотка состоит из нескольких обмоток электромагнитов, соединённых последовательно или параллельно
Биполярный двигатель имеет 4 вывода. Выводы A и A питают обмотку AA, выводы B и B питают обмотку BB. Для включения электромагнита, на выводы обмотки необходимо подать разность потенциалов (два разных уровня), поэтому двигатель называется биполярным. Направление магнитного поля зависит от полярности потенциалов на выводах.
Униполярный двигатель имеет 5 выводов. Центральные точки его обмоток соединены между собой и являются общим (пятым) выводом, который, обычно, подключают к GND. Для включения электромагнита, достаточно подать положительный потенциал на один из выводов обмотки, поэтому двигатель называется униполярным. Направление магнитного поля зависит от того, на какой именно вывод обмотки подан положительный потенциал.
6-выводной двигатель имеет ответвление от центральных точек обмоток, но обмотка AA не соединена с обмоткой BB. Если не использовать выводы центральных точек обмоток, то двигатель будет биполярным, а если эти выводы соединить и подключить к GND, то двигатель будет униполярным.
8-выводной двигатель является наиболее гибким в плане подключения электромагнитов. Данный двигатель можно не только использовать как биполярный или униполярный, но и самим определять, как соединить электромагниты обмоток, последовательно или параллельно.
Какой тип шагового двигателя у меня?
Если у Вашего двигателя 4 вывода, значит он биполярный. Если у Вашего двигателя 5 выводов, значит он униполярный. Но если у Вашего двигателя 6 и более выводов, то это не значит что некоторые из них являются центральными выводами катушек электромагнитов. Дело в том, что есть двигатели, некоторые выводы которых (обычно крайние), электрически замкнуты, так биполярный двигатель может иметь 6 выводов. Точно определить тип соединений, для двигателей с 6 и более выводами, можно только измеряя сопротивление между выводами.
Режимы работы шаговых двигателей:
Для работы шагового двигателя (вне зависимости от его вида) можно выбрать один из трех режимов работы:
Полношаговый режим — ротор поворачивается на 1 шаг за 1 такт.
Полушаговый режим — ротор поворачивается на ½ шага за 1 такт.
Микрошаговый режим — ротор поворачивается на ¼, ⅛ и т.д. шагов за 1 такт.
Ниже рассмотрены режимы работы, на примере биполярного двигателя с постоянным магнитом и полным шагом 90°.
Полношаговый режим (одна фаза на полный шаг). Номинальные значения шагового двигателя указываются именно для этого режима.
Полношаговый режим (две фазы на полный шаг). Этот режим позволяет увеличить крутящий момент почти в половину от номинального.
Полушаговый режим. Этот режим позволяет увеличить количество шагов в полном обороте в два раза, при незначительном уменьшении крутящего момента.
Микрошаговый режим. Этот режим является наиболее распространённым, он позволяет увеличить количество шагов в полном обороте в четыре раза, благодаря неравномерному распределению токов в обмотках. Снижение токов можно достичь снижением напряжения (как показано на картинке) или подавать полное напряжение через подключаемую внешнюю нагрузку.
Если подавать уровни не «0» — «½» — «1» (как на картинке), а «0» — «¼» — «½» — «¾» — «1», то количество шагов в полном обороте увеличится не в 4 раза, а в 8 раз. Можно увеличить количество шагов в 16, 32, 64 раза и т.д., а если заменить дискретные уровни сигналов на синусоиды, то мотор будет вращаться плавно (без шагов).
Режимы пониженного энергопотребления — доступны только для 8-выводных двигателей. Эти режимы отличаются от обычных тем, что используют только половину фазы (половину электромагнитов). Данные режимы используются редко, так как они значительно снижают крутящий момент двигателя.
Пример работы шаговых двигателей с разными видами роторов:
Подключение шаговых двигателей к Arduino:
Электромоторы нельзя подключать к выводам Arduino напрямую, так как они потребляют значительные токи, шаговые двигатели не являются исключением, поэтому их подключают через драйверы.
Большинство драйверов работают либо с биполярными двигателями, либо с униполярными.
Биполярный двигатель можно подключить только к драйверу биполярных двигателей.
6-выводной двигатель можно подключить к любому драйверу. Если не использовать выводы центральных точек обмоток, то двигатель будет биполярным, а если эти выводы соединить и подключить к GND, то двигатель будет униполярным.
8-выводной двигатель является наиболее гибким в плане подключения. Данный двигатель можно не только использовать как биполярный или униполярный, но и самим определять, как соединить электромагниты обмоток внутри двигателя, последовательно или параллельно.
Униполярный двигатель, при необходимости, можно подключить и к драйверу биполярного двигателя по простой схеме из нескольких диодов (лучше использовать диоды Шоттки), но такое подключение гарантирует корректность работы униполярного двигателя только в полношаговом режиме.
Драйверы делятся на две категории:
Повторяющие форму сигналов. Этот тип драйверов не формирует импульсы, а лишь повторяет их форму для управления двигателем. Формирование импульсов отводится микроконтроллерам (например Arduino). К этой категории относятся такие драйверы как MotorShield на базе чипа L298.
Формирующие сигналы управления. Используя данный тип драйверов, можно обойтись без микроконтроллеров, так как для их работы достаточно подать меандр и выбрать режимы работы. К этой категории относятся такие драйверы как например A4988.
Контроллер управления шаговым двигателем
Что такое шаговый двигатель, и зачем он нужен?
Шаговый двигатель – это электромеханичское устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические перемещения. Так, пожалуй, можно дать строгое определение. Наверное, каждый видел, как выглядит шаговый двигатель внешне: он практически ничем не отличается от двигателей других типов. Чаще всего это круглый корпус, вал, несколько выводов (рис. 1).
Рис. 1. Внешний вид шаговых двигателей семейства ДШИ-200.
Однако шаговые двигатели обладают некоторыми уникальными свойствами, что делает порой их исключительно удобными для применения или даже незаменимыми.
Чем же хорош шаговый двигатель?
угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель
двигатель обеспечивает полный момент в режиме остановки (если обмотки запитаны)
прецизионное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу
возможность быстрого старта/остановки/реверсирования
высокая надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников
однозначная зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи
возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора
может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов
Но не все так хорошо. ..
шаговым двигателем присуще явление резонанса
возможна потеря контроля положения ввиду работы без обратной связи
потребление энергии не уменьшается даже без нагрузки
затруднена работа на высоких скоростях
невысокая удельная мощность
относительно сложная схема управления
Что выбрать?
Шаговые двигатели относятся к классу бесколлекторных двигателей постоянного тока. Как и любые бесколлекторные двигатели, они имеют высокую надежность и большой срок службы, что позволяет использовать их в критичных, например, индустриальных применениях. По сравнению с обычными двигателями постоянного тока, шаговые двигатели требуют значительно более сложных схем управления, которые должны выполнять все коммутации обмоток при работе двигателя. Кроме того, сам шаговый двигатель – дорогостоящее устройство, поэтому там, где точное позиционирование не требуется, обычные коллекторные двигатели имеют заметное преимущество. Справедливости ради следует отметить, что в последнее время для управления коллекторными двигателями все чаще применяют контроллеры, которые по сложности практически не уступают контроллерам шаговых двигателей.
Одним из главных преимуществ шаговых двигателей является возможность осуществлять точное позиционирование и регулировку скорости без датчика обратной связи. Это очень важно, так как такие датчики могут стоить намного больше самого двигателя. Однако это подходит только для систем, которые работают при малом ускорении и с относительно постоянной нагрузкой. В то же время системы с обратной связью способны работать с большими ускорениями и даже при переменном характере нагрузки. Если нагрузка шагового двигателя превысит его момент, то информация о положении ротора теряется и система требует базирования с помощью, например, концевого выключателя или другого датчика. Системы с обратной связью не имеют подобного недостатка.
При проектировании конкретных систем приходится делать выбор между сервомотором и шаговым двигателем. Когда требуется прецизионное позиционирование и точное управление скоростью, а требуемый момент и скорость не выходят за допустимые пределы, то шаговый двигатель является наиболее экономичным решением. Как и для обычных двигателей, для повышения момента может быть использован понижающий редуктор. Однако для шаговых двигателей редуктор не всегда подходит. В отличие от коллекторных двигателей, у котрых момент растет с увеличением скорости, шаговый двигатель имеет больший момент на низких скоростях. К тому же, шаговые двигатели имеют гораздо меньшую максимальную скорость по сравнению с коллекторными двигателями, что ограничивает максимальное передаточное число и, соответственно, увеличение момента с помощью редуктора. Готовые шаговые двигатели с редукторами хотя и существуют, однако являются экзотикой. Еще одним фактом, ограничивающим применение редуктора, является присущий ему люфт.
Возможность получения низкой частоты вращения часто является причиной того, что разработчики, будучи не в состоянии спроектировать редуктор, применяют шаговые двигатели неоправданно часто. В то же время коллекторный двигатель имеет более высокую удельную мощность, низкую стоимость, простую схему управления, и вместе с одноступенчатым червячным редуктором он способен обеспечить тот же диапазон скоростей, что и шаговый двигатель. К тому же, при этом обеспечивается значительно больший момент. Приводы на основе коллекторных двигателей очень часто применяются в технике военного назначения, а это косвенно говорит о хороших параметрах и высокой надежности таких приводов. Да и в современной бытовой технике, автомобилях, промышленном оборудовании коллекторные двигатели распространены достаточно сильно. Тем не менее, для шаговых двигателей имеется своя, хотя и довольно узкая, сфера применения, где они незаменимы.
Виды шаговых двигателей
Существуют три основных типа шаговых двигателей:
двигатели с переменным магнитным сопротивлением
двигатели с постоянными магнитами
гибридные двигатели
Определить тип двигателя можно даже на ощупь: при вращении вала обесточенного двигателя с постоянными магнитами (или гибридного) чувствуется переменное сопротивление вращению, двигатель вращается как бы щелчками. В то же время вал обесточенного двигателя с переменным магнитным сопротивлением вращается свободно. Гибридные двигатели являются дальнейшим усовершенствованием двигателей с постоянными магнитами и по способу управления ничем от них не отличаются. Определить тип двигателя можно также по конфигурации обмоток. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением обычно имеют три (реже четыре) обмотки с одним общим выводом. Двигатели с постоянными магнитами чаще всего имеют две независимые обмотки. Эти обмотки могут иметь отводы от середины. Иногда двигатели с постоянными магнитами имеют 4 раздельных обмотки.
В шаговом двигателе вращающий момент создается магнитными потоками статора и ротора, которые соответствующим образом ориентированы друг относительно друга. Статор изготовлен из материала с высокой магнитной проницаемостью и имеет несколько полюсов. Полюс можно определить как некоторую область намагниченного тела, где магнитное поле сконцентрировано. Полюса имеют как статор, так и ротор. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопроводы собраны из отдельных пластин, подобно сердечнику трансформатора. Вращающий момент пропорционален величине магнитного поля, которая пропорциональна току в обмотке и количеству витков. Таким образом, момент зависит от параметров обмоток. Если хотя бы одна обмотка шагового двигателя запитана, ротор принимает определенное положение. Он будет находится в этом положении до тех пор, пока внешний приложенный момент не превысит некоторого значения, называемого моментом удержания. После этого ротор повернется и будет стараться принять одно из следующих положений равновесия.
Двигатели с переменным магнитным сопротивлением
Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением имеют несколько полюсов на статоре и ротор зубчатой формы из магнитомягкого материала (рис. 2). Намагниченность ротора отсутствует. Для простоты на рисунке ротор имеет 4 зубца, а статор имеет 6 полюсов. Двигатель имеет 3 независимые обмотки, каждая из которых намотана на двух противоположных полюсах статора. Такой двигатель имет шаг 30 град.
Рис. 2. Двигатель с переменным магнитным сопротивлением.
При включени тока в одной из катушек, ротор стремится занять положение, когда магнитный поток замкнут, т.е. зубцы ротора будут находиться напротив тех полюсов, на которых находится запитанная обмотка. Если затем выключить эту обмотку и включить следующую, то ротор поменяет положение, снова замкнув своими зубцами магнитный поток. Таким образом, чтобы осуществить непрерывное вращение, нужно включать фазы попеременно. Двигатель не чувствителен к направлению тока в обмотках. Реальный двигатель может иметь большее количество полюсов статора и большее количество зубцов ротора, что соответствует большему количеству шагов на оборот. Иногда поверхность каждого полюса статора выполняют зубчатой, что вместе с соответствующими зубцами ротора обеспечивает очень маленькое значения угла шага, порядка нескольких градусов. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением довольно редко используют в индустриальных применениях.
Двигатели с постоянными магнитами
Двигатели с постоянными магнитами состоят из статора, который имеет обмотки, и ротора, содержащего постоянные магниты (рис. 3). Чередующиеся полюса ротора имеют прямолинейную форму и расположены параллельно оси двигателя. Благодаря намагниченности ротора в таких двигателях обеспечивается больший магнитный поток и, как следствие, больший момент, чем у двигателей с переменным магнитным сопротивлением.
Рис. 3. Двигатель с постоянными магнитами.
Показанный на рисунке двигатель имеет 3 пары полюсов ротора и 2 пары полюсов статора. Двигатель имеет 2 независимые обмотки, каждая из которых намотана на двух противоположных полюсах статора. Такой двигатель, как и рассмотренный ранее двигатель с переменным магнитным сопротивлением, имеет величину шага 30 град. При включени тока в одной из катушек, ротор стремится занять такое положение, когда разноименные полюса ротора и статора находятся друг напротив друга. Для осуществления непрерывного вращения нужно включать фазы попеременно. На практике двигатели с постоянными магнитами обычно имеют 48 – 24 шага на оборот (угол шага 7.5 – 15 град).
Разрез реального шагового двигателя с постоянными магнитами показан на рис. 4.
Рис. 4. Разрез шагового двигателя с постоянными магнитами.
Для удешевления конструкции двигателя магнитопровод статора выполнен в виде штампованного стакана. Внутри находятся полюсные наконечники в виде ламелей. Обмотки фаз размещены на двух разных магнитопроводах, которые установлены друг на друге. Ротор представляет собой цилиндрический многополюсный постоянный магнит.
Двигатели с постоянными магнитами подвержены влиянию обратной ЭДС со стороны ротора, котрая ограничивает максимальную скорость. Для работы на высоких скоростях используются двигатели с переменным магнитным сопротивлением.
Гибридные двигатели
Гибридные двигатели являются более дорогими, чем двигатели с постоянными магнитами, зато они обеспечивают меньшую величину шага, больший момент и большую скорость. Типичное число шагов на оборот для гибридных двигателей составляет от 100 до 400 (угол шага 3.6 – 0.9 град.). Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Ротор гибридного двигателя имеет зубцы, расположенные в осевом направлении (рис. 5).
Рис. 5. Гибридный двигатель.
Ротор разделен на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянным магнит. Таким образом, зубцы верхней половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы нижней половинки – южными. Кроме того, верхняя и нижняя половинки ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно количеству зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин для уменьшения потерь на вихревые токи. Статор гибридного двигателя также имеет зубцы, обеспечивая большое количество эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки. Обычно используются 4 основных полюса для 3.6 град. двигателей и 8 основных полюсов для 1.8- и 0.9 град. двигателей. Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора, что улучшает статический и динамический момент. Это обеспечивается соответствующим расположением зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив зубцов статора, а часть между ними. Зависимость между числом полюсов ротора, числом эквивалентных полюсов статора и числом фаз определяет угол шага S двигателя:
S = 360/(Nph*Ph) = 360/N,
где Nph – чило эквивалентных полюсов на фазу = число полюсов ротора,
Ph – число фаз,
N — полное количество полюсов для всех фаз вместе.
Ротор показанного на рисунке двигателя имеет 100 полюсов (50 пар), двигатель имеет 2 фазы, поэтому полное количество полюсов – 200, а шаг, соответственно, 1. 8 град.
Продольное сечение гибридного шагового двигателя показано на рис. 6. Стрелками показано направление магнитного потока постоянного магнита ротора. Часть потока (на рисунке показана черной линией) проходит через полюсные наконечники ротора, воздушные зазоры и полюсный наконечник статора. Эта часть не участвует в создании момента.
Как видно на рисунке, воздушные зазоры у верхнего и нижнего полюсного наконечника ротора разные. Это достигается благодаря повороту полюсных наконечников на половину шага зубъев. Поэтому существует другая магнитная цепь, которая содержит минимальные воздушные зазоры и, как следствие, обладает минимальным магнитным сопротивлением. По этой цепи замыкается другая часть потока (на рисунке показана штриховой белой линией), которая и создает момент. Часть цепи лежит в плоскости, перпендикулярной рисунку, поэтому не показана. В этой же плоскости создают магнитный поток катушки статора. В гибридном двигателе этот поток частично замыкается полюсными наконечниками ротора, и постоянный магнит его «видит» слабо. Поэтому в отличие от двигателей постоянного тока, магнит гибридного двигателя невозможно размагнитить ни при какой величине тока обмоток.
Величина зазора между зубцами ротора и статора очень небольшая – типично 0.1 мм. Это требует высокой точности при сборке, поэтому шаговый двигатель не стоит разбирать ради удовлетворения любопытства, иначе на этом его срок службы может закончиться.
Чтобы магнитный поток не замыкался через вал, который проходит внутри магнита, его изготавливают из немагнитных марок стали. Они обычно обладают повышенной хрупкостью, поэтому с валом, особенно малого диаметра, следует обращаться с осторожностью.
Для получения больших моментов необходимо увеличивать как поле, создаваемое статором, так и поле постоянного магнита. При этом требуется больший диаметр ротора, что ухудшает отношение крутящего момента к моменту инерции. Поэтому мощные шаговые двигатели иногда конструктивно выполняют из нескольких секций в виде этажерки. Крутящий момент и момент инерции увеличиваются пропорционально количеству секций, а их отношение не ухудшается.
Существуют и другие конструкции шаговых двигателей. Например, двигатели с дисковым намагниченным ротором. Такие двигатели имеют малый момент инерции ротора, что в ряде случаев важно.
Большинство современных шаговых двигателей являются гибридными. По сути гибридный двигатель является двигателем с постоянными магнитами, но с большим числом полюсов. По способу управления такие двигатели одинаковы, дальше будут рассматриваться только такие двигатели. Чаще всего на практике двигатели имеют 100 или 200 шагов на оборот, соответственно шаг равен 3.6 грд или 1.8 грд. Большинство контроллеров позволяют работать в полушаговом режиме, где этот угол вдвое меньше, а некоторые контроллеры обеспечивают микрошаговый режим.
Биполярные и униполярные шаговые двигатели
В зависимости от конфигурации обмоток двигатели делятся на биполярные и униполярные. Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовывается драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода (рис. 7а).
Рис. 7. Биполярный двигатель (а), униполярный (б) и четырехобмоточный (в).
Униполярный двигатель также имеет одну обмотку в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод. Это позволяет изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым переключением половинок обмотки. При этом существенно упрощается схема драйвера. Драйвер должен иметь только 4 простых ключа. Таким образом, в униполярном двигателе используется другой способ изменения направления магнитного поля. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов (рис. 7б). Иногда униполярные двигатели имеют раздельные 4 обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8 (рис. 7в). При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать как униполярный или как биполярный. Униполярный двигатель с двумя обмоткими и отводами тоже можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными. В любом случае ток обмоток следует выбирать так, чтобы не превысить максимальной рассеиваемой мощности.
Биполярный или униполярный?
Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент.
Момент, создаваемый шаговым двигателем, пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора. Путь для повышения магнитного поля – это увеличение тока или числа витков обмоток. Естественным ограничением при повышении тока обмоток является опасность насыщения железного сердечника. Однако на практике это ограничение действует редко. Гораздо более существенным является ограничение по нагреву двигателя вследствии омических потерь в обмотках. Как раз этот факт и демонстрирует одно из преимуществ биполярных двигателей. В униполярном двигателе в каждый момент времени используется лишь половина обмоток. Другая половина просто занимает место в окне сердечника, что вынуждает делать обмотки проводом меньшего диаметра. В то же время в биполярном двигателе всегда работают все обмотки, т.е. их использование оптимально. В таком двигателе сечение отдельных обмоток вдвое больше, а омическое сопротивление – соответственно вдвое меньше. Это позволяет увеличить ток в корень из двух раз при тех же потерях, что дает выигрыш в моменте примерно 40%. Если же повышенного момента не требуется, униполярный двигатель позволяет уменьшить габариты или просто работать с меньшими потерями. На практике все же часто применяют униполярные двигатели, так как они требуют значительно более простых схем управления обмотками. Это важно, если драйверы выполнены на дискретных компонентах. В настоящее время существуют специализированные микросхемы драйверов для биполярных двигателей, с использованием которых драйвер получается не сложнее, чем для униполярного двигателя. Например, это микросхемы L293E, L298N или L6202 фирмы SGS-Thomson, PBL3770, PBL3774 фирмы Ericsson, NJM3717, NJM3770, NJM3774 фирмы JRC, A3957 фирмы Allegro, LMD18T245 фирмы National Semiconductor.
Диаграммы, диаграммы…
Существует несколько способов управления фазами шагового двигателя.
Первый способ обеспечивается попеременной коммутации фаз, при этом они не перекрываются, в один момент времени включена только одна фаза (рис 8а). Этот способ называют ”one phase on” full step или wave drive mode. Точки равновесия ротора для каждого шага совпадают с «естественными» точками равновесия ротора у незапитанного двигателя. Недостатком этого способа управления является то, что для биполярного двигателя в один и тот же момент времени иcпользуется 50% обмоток, а для униполярного – только 25%. Это означает, что в таком режиме не может быть получен полный момент.
Рис. 8. Различные способы управления фазами шагового двигателя.
Второй способ — управление фазами с перекрытием: две фазы включены в одно и то же время. Его называют ”two-phase-on” full step или просто full step mode. При этом способе управления ротор фиксируется в промежуточных позициях между полюсами статора (рис. 8б) и обеспечивается примерно на 40% больший момент, чем в случае одной включенной фазы. Этот способ управления обеспечивает такой же угол шага, как и первый способ, но положение точек равновесия ротора смещено на пол-шага.
Третий способ является комбинацией первых двух и называется полушаговым режимом, ”one and two-phase-on” half step или просто half step mode, когда двигатель делает шаг в половину основного. Этот метод управления достаточно распространен, так как двигатель с меньшим шагом стоит дороже и очень заманчиво получить от 100-шагового двигателя 200 шагов на оборот. Каждый второй шаг запитана лишь одна фаза, а в остальных случаях запитаны две (рис. 8в). В результате угловое перемещение ротора составляет половину угла шага для первых двух способов управления. Кроме уменьшения размера шага этот способ управления позволяет частично избавиться от явления резонанса. Полушаговый режим обычно не позволяет получить полный момент, хотя наиболее совершенные драйверы реализуют модифицированный полушаговый режим, в котором двигатель обеспечивает практически полный момент, при этом рассеиваемая мощность не превышает номинальной.
Еще один способ управления называется микрошаговым режимом или micro stepping mode. При этом способе управления ток в фазах нужно менять небольшими шагами, обеспечивая таким образом дробление половинного шага на еще меньшие микрошаги. Когда одновременно включены две фазы, но их токи не равны, то положение равновесия ротора будет лежать не в середине шага, а в другом месте, определяемом соотношением токов фаз. Меняя это соотношение, можно обеспечить некоторое количество микрошагов внутри одного шага. Кроме увеличения разрешающей способности, микрошаговый режим имеет и другие преимущества, которые будут описаны ниже. Вместе с тем, для реализации микрошагового режима требуются значительно более сложные драйверы, позволяющие задавать ток в обмотках с необходимой дискретностью. Полушаговый режим является частным случаем микрошагового режима, но он не требует формирования ступенчатого тока питания катушек, поэтому часто реализуется.
Держи его!
В полношаговом режиме с двумя включенными фазами положения точек равновесия ротора смещены на пол-шага. Нужно отметить, что эти положения ротор принимает при работе двигателя, но положение ротора не может сохраняться неизменным после выключения тока обмоток. Поэтому при включении и выключении питания двигателя ротор будет смещаться на пол-шага. Для того, чтобы он не смещался при остановке, необходимо подавать в обмотки ток удержания. То же справедливо и для полушагового и микрошагового режимов. Следует отметить, что если в выключенном состоянии ротор двигателя поворачивался, то при включении питания возможно смещение ротора и на большую, чем половина шага величину.
Ток удержания может быть меньше номинального, так как от двигателя с неподвижным ротором обычно не требуется большого момента. Однако есть применения, когда в остановленном состоянии двигатель должен обеспечивать полный момент, что для шагового двигателя возможно. Это свойство шагового двигателя позволяет в таких ситуациях обходиться без механических тормозных систем. Поскольку современные драйверы позволяют регулировать ток питания обмоток двигателя, задание необходимого тока удержания обычно не представляет проблем. Задача обычно заключается просто в соответствующей программной поддержке для управляющего микроконтроллера.
Микрошаговый режим
Микрошаговый режим обеспечивается путем получения поля статора, вращающегося более плавно, чем в полно- или полушаговом режимах. В результате обеспечиваются меньшие вибрации и практически бесшумная работа вплоть до нулевой частоты. К тому же меньший угол шага способен обеспечить более точное позиционирование. Существует много различных микрошаговых режимов, с величиной шага от 1/3 полного шага до 1/32 и даже меньше. Шаговый двигатель является синхронным электродвигателем. Это значит, что положение равновесия неподвижного ротора совпадает с направлением магнитного поля статора. При повороте поля статора ротор тоже поворачивается, стремясь занять новое положение равновесия.
Рис. 12. Зависимость момента от угла поворота ротора в случае разных значений тока фаз.
Чтобы получить нужное направление магнитного поля, необходимо выбрать не только правильное направление токов в катушках, но и правильное соотношение этих токов.
Если одновременно запитаны две обмотки двигателя, но токи в этих обмотках не равны (рис. 12), то результирующий момент будет
Th = ( a2 + b2 )0. 5,
а точка равновесия ротора сместится в точку
x = ( S / (pi/2) ) arctan( b / a ),
где a и b – момент, создаваемый первой и второй фазой соответственно,
Th – результирующий момент удержания,
x – положение равновесия ротора в радианах,
S – угол шага в радианах.
Смещение точки равновесия ротора говорит о том, что ротор можно зафиксировать в любой произвольной позиции. Для этого нужно лишь правильно установить отношение токов в фазах. Именно этот факт используется при реализации микрошагового режима.
Ещё раз нужно отметить, что приведенные выше формулы верны только в том случае, если зависимость момента от угла поворота ротора синусоидальная и если ни одна часть магнитной цепи двигателя не насыщается.
В пределе, шаговый двигатель может работать как синхронный электродвигатель в режиме непрерывного вращения. Для этого токи его фаз должны быть синусоидальными, сдвинутыми друг относительно друга на 90 град.
Результатом использования микрошагового режима является намного более плавное вращение ротора на низких частотах. На частотах в 2 – 3 раза выше собственной резонансной частоты ротора и нагрузки, микрошаговый режим дает незначительные преимущества по сравнению с полу- или полношаговым режимами. Причиной этого является фильтрующее действие инерции ротора и нагрузки. Система с шаговым двигателем работает подобно фильтру нижних частот. В микрошаговом режиме можно осуществлять только разгон и торможение, а основное время работать в полношаговом режиме. К тому же, для достижения высоких скоростей в микрошаговом режиме требуется очень высокая частота повторения микрошагов, которую не всегда может обеспечить управляющий микроконтроллер. Для предотвращения переходных процессов и потери шагов, переключения режимов работы двигателя (из микрошагового режима в полношаговый и т.п.) необходимо производить в те моменты, когда ротор находится в положении, соответствующем одной включенной фазе. Некоторые микросхемы драйверов микрошагового режима имеют специальный сигнал, который информирует о таком положении ротора. Например, это драйвер A3955 фирмы Allegro.
Во многих приложениях, где требуются малые относительные перемещения и высокая разрешающая способность, микрошаговый режим способен заменить механический редуктор. Часто простота системы является решающим фактором, даже если при этом придется применить двигатель больших габаритов. Несмотря на то, что драйвер, обеспечивающий микрошаговый режим, намного сложнее обычного драйвера, всё равно система может оказаться более простой и дешевой, чем шаговый двигатель, плюс редуктор. Современные микроконтроллеры иногда имеют встроенные ЦАПы, которые можно использовать для реализации микрошагового режима взамен специальных контроллеров. Это позволяет сделать практически одинаковой стоимость оборудования для полношагового и микрошагового режимов.
Иногда микрошаговый режим используется для увеличения точности величины шага сверх заявленной производителем двигателя. При этом используется номинальное число шагов. Для повышения точности используется коррекция положения ротора в точках равн
Конструкция некоторых двигателей оптимизирована для наилучшей точности в полношаговом режиме и максимального момента удержания. Специальная форма зубцов ротора и статора спроектирована так, чтобы в положении равновесия для полношагового режима магнитный поток сильно возростал. Это приводит к ухудшению точности в микрошаговом режиме. Лучшие результаты позволяют получить двигатели, у которых момент удержания в обесточенном состоянии меньше.
Отклонения можно разделить на два вида: отклонения величины магнитного поля, которые приводят к отклонениям момента удержания в микрошаговом режиме и отклонения направления магнитного поля, которые приводят к отклонениям положения равновесия. Отклонения момента удержания в микрошаговом режиме обычно составляют 10 – 30% от максимального момента. Нужно сказать, что и в полношаговом режиме момент удержания может колебаться на 10 – 20 % вследствие искажений геометрии ротора и статора.
Если измерить положения равновесия ротора при вращении двигателя по и против часовой стрелки, то получатся несколько разные результаты. Этот гистерезис связан в первую очередь с магнитным гистерезисом материала сердечника, хотя свой вклад вносит и трение. Магнитный гистерезис приводит к тому, что магнитный поток зависит не только от тока обмоток, но и от предыдущего его значения. Погрешность, создаваемая гистерезисом может быть равна нескольким микрошагам. Поэтому в высокоточных приложениях при движении в одном из направлений нужно проходить за желаемую позицию, а затем возвращаться назад, чтобы подход к нужной позиции всегда осуществлялся в одном направлении.
Вполне естественно, что любое желаемое увеличение разрешающей способности наталкивается на какие-то физические ограничения. Не стоит думать, что точность позиционирования для 7.2 град. двигателя в микрошаговом режиме не уступает точности 1.8 град. двигателя.
Препятствием являются следующие физические ограничения:
нарастание момента в зависимости от угла поворота у 7. 2 градусного двигателя в четыре раза более пологое, чем у настоящего 1.8-градусного двигателя. Вследствие действия момента трения или момента инерции нагрузки точность позиционирования уже будет хуже
как будет показано ниже, если в системе есть трение, то вследствие появления мертвых зон точность позиционирования будет ограничена
большинство коммерческих двигателей не обладают прецизионной конструкцией и зависимость между моментом и углом поворота ротора не является в точности синусоидальной. Вследствие этого зависимость между фазой синусоидального тока питания и углом поворота вала будет нелинейной. В результате ротор двигателя будет точно проходить положения каждого шага и полушага, а между этими положениями будут наблюдаться довольно значительные отклонения
Эти проблемы наиболее ярко выражены для двигателей с большим количеством полюсов. Существуют однако двигатели, ещё на этапе разработки оптимизированные для работы в микрошаговом режиме. Полюса ротора и статора таких двигателей менее выражены благодаря скошенной форме зубцов.
Еще один источник погрешностей позиционирования – это ошибка квантования ЦАП, с помощью которого формируются токи фаз. Дело в том, что ток должен формироваться по синусоидальному закону, поэтому для минимизации погрешности линейный ЦАП должен иметь повышенную разрядность. Существуют специализированные драйверы со встроенным нелинейным ЦАПом, который позволяет сразу получать осчеты функции sin. Примером может служить драйвер A3955 фирмы Allegro, который имеет встроенный 3-х разрядный ЦАП, который обеспечивает следующие значения тока фаз: 100%, 92.4%, 83.1%, 70.7%, 55.5%, 38.2%, 19.5%, 0%. Это позволяет работать в микрошаговом режиме с величиной шага 1/8, при этом погрешность установки тока фаз не превышает 2%. Кроме того, этот драйвер имеет возможность управлять скоростью спада тока обмоток двигателя во время работы, что позволяет произвести «тонкую подстройку» драйвера под конкретный двигатель для получения наименьшей погрешности позиционирования.
Даже если ЦАП точно сформировал синусоидальное опорное напряжение, его нужно усилить и превратить в синусоидальный ток обмоток. Многие драйверы имеют значительную нелинейность вблизи нулевого значения тока, что вызывает значительные искажения формы и, как следствие, значительные ошибки позиционирования. Если используются высококачественные драйверы, например PBM3960 и PBL3771 фирмы Ericsson, погрешность, связанная с драйвером исчезающе мала по сравнению с погрешностью двигателя.
Иногда контроллеры шаговых двигателей позволяют корректировать форму выходного сигнала путем добавления или вычитания из синуса его третьей гармоники. Однако такая подстройка должна производится индивидуально под конкретный двигатель, характеристики которого должны быть перед этим измерены.
Из-за этих ограничений микрошаговый режим используется в основном для обеспечения плавного вращения (особенно на очень низких скоростях), для устранения шума и явления резонанса. Микрошаговый режим также способен уменьшить время установления механической системы, так как в отличие от полношагового режима отсутствуют выбросы и осцилляции. Однако в большинстве случаев для обычных двигателей нельзя гарантировать точного позицианирования в микрошаговом режиме.
Синусоидальный ток фаз может быть обеспечен применением специальных драйверов. Некоторые из них, например A3955, A3957 фирмы Allegro, уже содержат ЦАП и требуют о микроконтроллера только цифровых кодов. Другие же, такие как L6506, L298 фирмы SGS-Thomson, требуют внешних опорных напряжений синусоидальной формы, которые должен формировать микроконтроллер с помощью ЦАПов. Нужно сказать, что слишком большое количество дискретов синуса не приводит к повышению точности позиционирования, так как начинает доминировать ошибка, связанная с неидеальностью геометрии полюсов двигателя. Тем более, в этом случае отсчеты должны следовать с большой частотой, что является проблемой при их программном формировании. При работе на больших скоростях разрешающую способность ЦАПов можно уменьшить. Более того, при очень больших скоростях вообще рекомендуется работать в обычном полношаговом режиме, так как управление гармоническим сигналом теряет преимущества. Происходит это по той причине, что обмотки двигателя представляют собой индуктивность, соответственно любая конкретная схема драйвера с конкретным напряжением питания обеспечивает вполне определенную максимальную скорость нарастания тока. Поэтому при повышении частоты форма тока начинает отклоняться от синусоидальной и на очень больших частотах становится треугольной.
Зависимость момента от скорости, влияние нагрузки
Момент, создаваемый шаговым двигателем, зависит от нескольких факторов:
скорости
тока в обмотках
схемы драйвера
На рис. 14а показана зависимость момента от угла поворота ротора.
Рис. 14. Возникновение мертвых зон в результате действия трения.
У идеального шагового двигателя эта зависимость синусоидальная. Точки S являются положениями равновесия ротора для негруженного двигателя и соответствуют нескольким последовательным шагам. Если к валу двигателя приложить внешний момент, меньший момента удержания, то угловое положение ротора изменится на некоторый угол Ф.
Ф = (N/(2*pi))*sin(Ta/Th),
где Ф – угловое смещение,
N – количество шагов двигателя на оборот,
Ta – внешний приложенный момент,
Th – момент удержания.
Угловое смещение Ф является ошибкой позиционирования нагруженного двигателя. Если к валу двигателя приложить момент, превышающий момент удержания, то под действием этого момента вал провернется. В таком режиме положение ротора является неконтролируемым.
На практике всегда имеется приложенный к двигателю внешний момент, хотя бы потому, что двигателю приходится преодолевать трение. Силы трения могут быть расделены на две категории: статическое трение или трение покоя, для преодоления которого требуется постоянный момент и динамическое трение или вязкое трение, которое зависит от скорости. Рассмотрим статическое трение. Предположим, что для его преодоления требуется момент в половину от пикового. На рис. 14а штриховыми линиями показан момент трения. Таким образом, для вращения ротора остается только момент, лежащий на графике за пределами штриховых линий. Отсюда следуют два вывода: трение снижает момент на валу двигателя и появляются мертвые зоны вокруг каждого положения равновесия ротора (рис. 14б):
d = 2 ( S / (pi/2) ) arcsin(T f /T h) = ( S / (pi/4) ) arcsin(T f / Th),
где d – ширина мертвой зоны в радианах,
S – угол шага в радианах,
Tf – момент трения,
Th – момент удержания.
Мертвые зоны ограничивают точность позиционирования. Например, наличие статического трения в половину от пикового момента двигателя с шагом 90 град. вызовет наличие мертвых зон в 60 град. Это означает, что шаг двигателя может колебаться от 30 до 150 град., в зависимости от того, в какой точке мертвой зоны остановится ротор после очередного шага.
Наличие мертвых зон является очень важным для микрошагового режима. Если, например, имеются мертвые зоны величиной d, то микрошаг величиной менее d вообще не сдвинет ротор с места. Поэтому для систем с использованием микрошагов очень важно минимизировать трение покоя.
Когда двигатель работает под нагрузкой, всегда существует некоторый сдвиг между угловым положением ротора и ориентацией магнитного поля статора. Особенно неблагоприятной является ситуация, когда двигатель начинает торможение и момент нагрузки реверсируется. Нужно отметить, что запаздывание или опережение относится только к положению, но не к скорости. В любом случае, если синхронность работы двигателя не потеряна, это запаздывание или опережение не может превышать величины двух полных шагов. Это весьма приятный факт.
Каждый раз, когда шаговый двигатель осуществляет шаг, ротор поворачивается на S радиан. При этом минимальный момент имеет в место, когда ротор находится ровно между соседними положениями равновесия (рис. 15).
Рис. 15. Момент удержания и рабочий момент шагового двигателя.
Этот момент называют рабочим моментом, он означает, какой наибольший момент может преодолевать двигатель при вращении с малой скоростью. При синусоидальной зависимости момента от угла поворота ротора, этот момент Tr = Th/(20.5). Если двигатель делает шаг с двумя запитанными обмотками, то рабочий момент равен моменту удержания для одной запитанной обмотки.
Параметры привода на основе шагового двигателя сильно зависят от характеристик нагрузки. Кроме трения, реальная нагрузка обладает инерцией. Инерция препятствует изменению скорости. Инерционная нагрузка требует от двигателя больших моментов на разгоне и торможении, ограничивая таким образом максимальное ускорение. С другой стороны, увеличение инерционности нагрузки увеличивает стабильность скорости.
Такой параметр шагового двигателя, как зависимость момента от скорости является важнейшим при выборе типа двигателя, выборе метода управления фазами и выборе схемы драйвера. При конструировании высокоскоростных драйверов шаговых двигателей нужно учитывать, что обмотки двигателя представляют собой индуктивность. Эта индуктивность определяет время нарастания и спада тока. Поэтому если к обмотке приложено напряжение прямоугольной формы, форма тока не будет прямоугольной. При низких скоростях (рис. 16а) время нарастания и спада тока не способно сильно повлиять на момент, однако на высоких скоростях момент падает. Связано это с тем, что на высоких скоростях ток в обмотках двигателя не успевает достигнуть номинального значения (рис. 16б).
Рис. 16. Форма тока в обмотках двигателя на разных скоростях работы.
Для того, чтобы момент падал как можно меньше, необходимо обеспечить высокую скорость нарастания тока в обмотках двигателя, что достигается применением специальных схем для их питания.
Поведение момента при увеличении частоты коммутации фаз примерно таково: начиная с некоторой частоты среза момент монотонно падает. Обычно для шагового двигателя приводятся две кривые зависимости момента от скорости (рис. 17).
Рис. 17. Зависимость момента от скорости.
Внутренняя кривая (кривая старта, или pull-in curve) показывает, при каком максимальном моменте трения для данной скорости шаговый двигатель способен тронуться. Эта кривая пересекает ось скоростей в точке, называемой максимальной частотой старта или частотой приемистости. Она определяет максимальную скорость, на которой ненагруженный двигатель может тронуться. На практике эта величина лежит в пределах 200 – 500 полных шагов в секунду. Инерционность нагрузки сильно влияет на вид внутренней кривой. Большая инерционность соответствует меньшей области под кривой. Эта область называется областью старта. Внешняя кривая (кривая разгона, или pull-out curve) показывает, при каком максимальном моменте трения для данной скорости шаговый двигатель способен поддерживать вращение без пропуска шагов. Эта кривая пересекает ось скоростей в точке, называемой максимальной частотой разгона. Она показывает максимальную скорость для данного двигателя без нагрузки. При измерении максимальной скорости нужно иметь в виду, что из-за явления резонанса момент равен нулю еще и на резонансной частоте. Область, которая лежит между кривыми, называется областью разгона.
Нужно отметить, что схема драйвера в значительной степени влияет на ход кривой момент-скорость, но этот вопрос будет рассмотрен ниже.
Разогнать!
Для того, чтобы работать на большой скорости из области разгона (рис. 17), необходимо стартовать на низкой скорости из области старта, а затем выполнить разгон. При остановке нужно действовать в обратном порядке: сначала выполнить торможение, и только войдя в область старта можно прекратить подачу управляющих импульсов. В противном случае произойдет потеря синхронности и положение ротора будет утеряно. Использование разгона и торможения позволяет достичь значительно больших скоростей — в индустриальных применениях используются скорости до 10000 полных шагов в секунду. Необходимо отметить, что непрерывная работа шагового двигателя на высокой скорости не всегда допустима ввиду нагрева ротора. Однако высокая скорость кратковременно может быть использована при осуществлении позиционирования.
При разгоне двигатель проходит ряд скоростей, при этом на одной из скоростей можно столкнуться с неприятным явлением резонанса. Для нормального разгона желательно иметь нагрузку, момент инерции которой как минимум равен моменту инерции ротора. На ненагруженном двигателе явление резонанса проявляется наиболее сильно. Подробно методы борьбы с этим явлением будут описаны ниже.
При осуществлении разгона или торможения важно правильно выбрать закон изменения скорости и максимальное ускорение. Ускорение должно быть тем меньше, чем выше инерционность нагрузки. Критерий правильного выбора режима разгона – это осуществление разгона до нужной скорости для конкретной нагрузки за минимальное время. На практике чаще всего применяют разгон и торможение с постоянным ускорением.
Реализация закона, по которому будет производится ускорение или торможение двигателя, обычно производится программно управляющим микроконтроллером, так как именно микроконтроллер обычно является источником тактовой частоты для драйвера шагового двигателя. Хотя раньше для этих целей применялись управляемые напряжением генераторы или пограммируемые делители частоты. Для генерации тактовой частоты удобно использовать аппаратный таймер, который имеется в составе практически любого микроконтроллера. Когда двигатель вращается с постоянной скоростью, достаточно загрузить в таймер постоянное значение периода повторения шагов (длительность шага). Если же двигатель разгоняется или тормозится, этот период меняется с каждым новым шагом. При разгоне или торможении с постоянным ускорением частота повторения шагов должна изменяться линейно, соответствено значение периода, которое необходимо загружать в таймер, должно меняться по гиперболическому закону.
Для наиболее общего случая требуется знать зависимость длительности шага от текущей скорости. Количество шагов, которое осуществляет двигатель при разгоне за время t равно:
N = 1/2At2+Vt, где N – число шагов, t – время, V – скорость, выраженная в шагах в единицу времени, A – ускорение, выраженное в шагах, деленных на время в квадрате.
Для одного шага N = 1, тогда длительность шага t1 = T = (-V+(V2+2A)0.5)/A
В результате осуществления шага скорость становится равной Vnew = (V2+2A)0.5
Вычисления по приведенным формулам довольно трудоемки и требуют значительных затрат процессорного времени. В то же время, они позволяют изменять значение ускорения в произвольный момент. Расчеты можно существенно упростить, если потребовать постоянства ускорения во время разгона и торможения. В этом случае можно записать зависимость длительности шага от времени разгона:
V = V0+At, где V – текущая скорость, V0 – начальная скорость (минимальная скорость, с которой начинается разгон), A – ускорение;
1/T = 1/T0+At, где T – длительность шага, T0 – начальная длительность шага, t – текущее время;
Откуда T = T0/(1+T0At)
Вычисления по этой формуле осуществить значительно проще, однако для того, чтобы поменять значение ускорения, требуется остановить двигатель.
Резонанс
Шаговым двигателям свойственен нежелательный эффект, называемый резонансом. Эффект проявляется в виде внезапного падения момента на некоторых скоростях. Это может привести к пропуску шагов и потере синхронности. Эффект проявляется в том случае, если частота шагов совпадает с собственной резонансной частотой ротора двигателя.
Когда двигатель совершает шаг, ротор не сразу устанавливается в новую позицию, а совершает затухающие колебания. Дело в том, что систему ротор – магнитное поле – статор можно рассматривать как пружинный маятник, частота колебаний которого зависит от момента инерции ротора (плюс нагрузки) и величины магнитного поля. Ввиду сложной конфигурации магнитного поля, резонансная частота ротора зависит от амплитуды колебаний. При уменьшении амплитуды частота растет, приближаясь к малоамплитудной частоте, которая более просто вычисляется количественно. Эта частота зависит от угла шага и от отношения момента удержания к моменту инерции ротора. Больший момент удержания и меньший момент инерции приводят к увеличению резонансной частоты.
Резонансная частота вычисляется по формуле:
F0 = (N*TH/(JR+JL))0.5/4*pi,
где F0 – резонансная частота,
N – число полных шагов на оборот,
TH – момент удержания для используемого способа управления и тока фаз,
JR – момент инерции ротора,
JL – момент инерции нагрузки.
Необходимо заметить, что резонансную частоту определяет момент инерции собственно ротора двигателя плюс момент инерции нагрузки, подключенной к валу двигателя. Поэтому резонансная частота ротора ненагруженного двигателя, которая иногда приводится среди параметров, имеет маленькую практическую ценность, так как любая нагрузка, подсоединенная к двигателю, изменит эту частоту.
На практике эффект резонанса приводит к трудностям при работе на частоте, близкой к резонансной. Момент на частоте резонанса равен нулю и без принятия специальных мер шаговый двигатель не может при разгоне пройти резонансную частоту. В любом случае, явление резонанса способно существенно ухудшить точностные характеристики привода.
В системах с низким демпфированием существует опасность потери шагов или повышения шума, когда двигатель работает вблизи резонансной частоты. В некоторых случаях проблемы могут возникать и на гармониках частоты основного резонанса.
Когда используется не микрошаговый режим, основной причиной появления колебаний является прерывистое вращение ротора. При осуществлении шага ротору толчком сообщается некоторая энергия. Этот толчок возбуждает колебания. Энергия, которая сообщается ротору в полушаговом режиме, составляет около 30% от энергии полного шага. Поэтому в полушаговом режиме амплитуда колебаний существенно меньше. В микрошаговом режиме с шагом 1/32 основного при каждом микрошаге сообщается всего около 0. 1% от энергии полного шага. Поэтому в микрошаговом режиме явление резонанса практически незаметно.
Для борьбы с резонансом можно использовать различные методы. Например, применение эластичных материалов при выполнении механических муфт связи с нагрузкой. Эластичный материал способствует поглощению энергии в резонансной системе, что приводит к затуханию паразитных колебаний. Другим способом является применение вязкого трения. Выпускаются специальные демпферы, где внутри полого цилиндра, заполненного вязкой кремнийорганической смазкой, может вращаться металлический диск. При вращении этой системы с ускорением диск испытывает вязкое трение, что эффективно демпфирует систему.
Существуют электрические методы борьбы с резонансом. Колеблющийся ротор приводит к возникновению в обмотках статора ЭДС. Если закоротить обмотки, которые на данном шаге не используются, это приведет к демпфированию резонанса.
И, наконец, существуют методы борьбы с резонансом на уровне алгоритма работы драйвера. Например, можно использовать тот факт, что при работе с двумя включенными фазами резонансная частота примерно на 20% выше, чем с одной включенной фазой. Если резонансная частота точно известна, то ее можно проходить, меняя режим работы.
Если это возможно, при старте и остановке нужно использовать частоты выше резонансной. Увеличение момента инерции системы ротор-нагрузка уменьшает резонансную частоту.
Однако, самой эффективной мерой для борьбы с резонансом является применение микрошагового режима.
Чем же его кормить?
Для питания обычного двигателя постоянного тока требуется лишь источник постоянного напряжения, а необходимые коммутации обмоток выполняются коллектором. С шаговым двигателем всё сложнее. Все комутации должен выполнять внешний контроллер. В настоящее время примерно в 95% случаев для управления шаговыми двигателями используются микроконтроллеры. В простейшем случае для управления шаговым двигателем в полношаговом режиме требуются всего два сигнала, сдвинутые по фазе на 90 градусов. Направление вращения зависит от того, какая фаза опережает. Скорость определяется часотой следования импульсов. В полушаговом режиме всё несколько сложнее и требуется уже минимум 4 сигнала. Все сигналы управления шаговым двигателем можно сформировать программно, однако это вызовет большую загрузку микроконтроллера. Поэтому чаще применяют специальные микросхемы драйверов шагового двигателя, которые уменьшают количество требуемых от процессора динамических сигналов. Типично эти микросхемы требуют тактовую частоту, которая является частотой повторения шагов и статический сигнал, который задает направление. Иногда еще присутствует сигнал включения полушагового режима. Для микросхем драйверов, которые работают в микрошаговом режиме, требуется большее количество сигналов. Распространенным является случай, когда необходимые последовательности сигналов управления фазами формируются с помощью одной микросхемы, а необходимые токи фаз обеспечивает другая микросхема. Хотя в последнее время появляется все больше драйверов, реализующих все функции в одной микросхеме.
Мощность, которая требуется от драйвера, зависит от размеров двигателя и составляет доли ватта для маленьких двигателей и до 10-20 ватт для больших двигателей. Максимальный уровень рассеиваемой мощности ограничен нагревом двигателя. Максимальная рабочая температура обычно указывается производителем, но можно приблизительно считать, что нормальной является температура корпуса 90 градусов. Поэтому при конструировании устройств с шаговыми двигателями, непрерывно работающими на максимальном токе, необходимо принимать меры, исключающие касание корпуса двигателя обслуживающим персоналом. В отдельных случаях возможно применение охлаждающего радиатора. Иногда это позволяет применить двигатель меньших размеров и добиться лучшего отношения мощность/стоимость.
Для данного размера шагового двигателя место, занимаемое обмотками, ограничено. Поэтому очень важно сконструировать драйвер так, чтобы для данных параметров обмоток обеспечить наилучшую эффективность.
Схема драйвера должна выполнять три главных задачи:
иметь возможность включать и выключать ток в обмотках, а также менять его направление
поддерживать заданное значение тока
обеспечивать как можно более быстрое нарастание и спад тока для хороших скоростных характеристик
Способы изменения направления тока
При работе шагового двигателя требуется изменение направления магнитного поля независимо для каждой фазы. Изменение направления магнитного поля может быть выполнено разными способами. В униполярных двигателях обмотки имеют отвод от середины или имеются две отдельные обмотки для каждой фазы. Направление магнитного поля меняется путем перключения половинок обмоток или целых обмоток. В этом случае требуются только два простых ключа A и B для каждой фазы (рис. 18).
Рис. 18. Питание обмотки униполярного двигателя.
В биполярных двигателях направление меняется путем переполюсовки выводов обмоток. Для такой переполюсовки требуется полный H-мост (рис. 19). Управление ключами в том и другом случае должно осуществляться логической схемой, реализующей нужный алгоритм работы. Предпологается, что источник питания схем имеет номинальное для обмоток двигателя напряжение.
Рис. 19. Питание обмотки биполярного двигателя.
Это простейший способ управления током обмоток, и как будет показано в дальнейшем, он существенно ограничивает возможности двигателя. Нужно отметить, что при раздельном управлении транзисторами H-моста возможны ситуации, когда источник питания закорочен ключами. Поэтому логическая схема управления должна быть построена таким образом, чтобы исключить эту ситуацию даже в случае сбоев управляющего микроконтроллера.
Обмотки двигателя представляют собой индуктивность, а это значит, что ток не может бесконечно быстро нарастать или бесконечно быстро спадать без привлечения бесконечной разности потенциалов. При подключении обмотки к источнику питания ток будет с некоторой скоростью нарастать, а при отключении обмотки произойдет выброс напряжения. Этот выброс способен повредить ключи, в качестве которых используются биполярные или полевые транзисторы. Для ограничения этого выброса устанавливают специальные защитные цепочки. На схемах рис. 18 и 19 эти цепочки образованы диодами, значительно реже применяют конденсаторы или их комбинацию с диодами. Применение конденсаторов вызывает появление электрического резонанса, что может вызвать увеличение момента на некоторой скорости. На рис. 18 потребовалось 4 диода по той причине, что половинки обмоток униполярного двигателя расположены на общем сердечнике и сильно связаны между собой. Они работают как автотрансформатор и выбросы возникают на выводах обеих обмоток. Если в качестве ключей применены МОП-транзисторы, то достаточно только двух внешних диодов, так как у них внутри уже имеются диоды. В интегральных микросхемах, содержащих мощные выходные каскады с открытым коллектором, также часто имеются такие диоды. Кроме того, некоторые микросхемы, такие как ULN2003, ULN2803 и подобные имеют внутри оба защитных диода для каждого транзистора. Нужно отметить, что в случае применения быстродействующих ключей требуются сравнимые по быстродействию диоды. В случае применения медленных диодов требуется их шунтирование небольшими конденсаторами.
Стабилизация тока
Для регулировки момента требуется регулировать силу тока в обмотках. В любом случае, ток должен быть ограничен, чтобы не превысить рассеиваимую мощность на омическом сопротивлении обмоток. Более того, в полушаговом режиме ещё требуется в определенные моменты обеспечивать нулевое значение тока в обмотках, а в микрошаговом режиме вообще требуется задание разных значений тока.
Для каждого двигателя производителем указывается номинальное рабочее напряжение обмоток. Поэтому простейший способ питания обмоток – это использование источника постоянного напряжения. В этом случае ток ограничен омическим сопротивлением обмоток и напряжением источника питания (рис. 20а), поэтому такой способ питания называют L/R-питанием. Ток в обмотке нарастает по экспоненциальному закону со скоростью, определяемой индуктивностью, активным сопротивлением обмотки и приложенным напряжением. При повышении частоты ток не достигает номинального значения и момент падает. Поэтому такой способ питания пригоден только при работе на малых скоростях и используется на практике только для маломощных двигателей.
Рис. 20. Питание обмотки номинальным напряжением (а) и использование ограничительного резистора (б).
При работе на больших скоростях требуется увеличивать скорость нарастания тока в обмотках, что возможно путем повышения напряжения источника питания. При этом максимальный ток обмотки должен быть ограничен с помощью дополнительного резистора. Например, если используется напряжение питание в 5 раз большее номинального, то требуется такой дополнительный резистор, чтобы общее сопротивление составило 5R, где R – омическое сопротивление обмотки (L/5R-питание). Этот способ питания обеспечивает более быстрое нарастание тока и как следствие, больший момент (рис. 20б). Однако он имеет существенный недостаток: на резисторе рассеивается дополнительная мощность. Большие габариты мощных резисторов, необходимость отвода тепла и повышенная необходимая мощность источника питания – всё это делает такой метод неэффективным и ограничивает область его применение небольшими двигателями мощностью 1 – 2 ватта. Нужно сказать, что до начала 80-х годов прошлого века параметры шаговых двигателей, приводимые производителями, относились именно к такому способу питания.
Еще более быстрое нарастание тока можно получить, если использовать для питания двигателя генератор тока. Нарастание тока будет происходить линейно, это позволит быстрее достигать номинального значения тока. Тем более, что пара мощных резисторов может стоить дороже, чем пара мощных транзисторов вместе с радиаторами. Но как и в предыдущем случае, генератор тока будет рассеивать дополнительную мощность, что делает эту схему питания неэффективной.
Существует еще одно решение, обеспечивающее высокую скорость нарастания токи и низкую мощность потерь. Основано оно на применении двух источников питания.
Рис. 21. Питание обмотки двигателя ступенчатым напряжением.
В начале каждого шага кратковременно обмотки подключаются к более высоковольтному источнику, который обеспечивает быстрое нарастание тока (рис. 21). Затем напряжение питания обмоток уменьшается (момент времени t1 на рис. 21). Недостатком этого метода является необходимость двух ключей, двух источников питания и более сложной схемы управления. В системах, где такие источники уже есть, метод может оказаться достаточно дешёвым. Еще одной трудностью является невозможность определения момента времени t1 для общего случая. Для двигателя с меньшей индуктивностью обмоток скорость нарастания тока выше и при фиксированном t1 средний ток может оказаться выше номинального, что чревато перегревом двигателя.
Еще одним методом стабилизации тока в обмотках двигателя является ключевое (широтно-импульсное) регулирование. Современные драйверы шаговых двигателей используют именно этот метод. Ключевой стабилизатор обеспечивает высокую скорость нарастания тока в обмотках вместе с простотой его регулирования и очень низкими потерями. Еще одним преимуществом схемы с ключевой стабилизацией тока является и то, что она поддерживает момент двигателя постоянным, независимо от колебаний напряжения питания. Это позволяет использовать простые и дешевые нестабилизированные источники питания.
Для обеспечения высокой скорости нарастания тока используют напряжение источника питания, в несколько раз превышающее номинальное. Путем регулировки скважности импульсов, среднее напряжение и ток поддерживаются на номинальном для обмотки уровне. Поддержание производится в результате действия обратной связи. Последовательно с обмоткой включается резистор – датчик тока R (рис. 22а). Падение напряжения на этом резисторе пропорционально току в обмотке. Когда ток достигает установленного значения, ключ выключается, что приводит к падению тока. Когда ток спадает до нижнего порога, ключ снова включается. Этот процесс повторяется периодически, поддерживая среднее значение тока постоянным.
Рис. 22. Различные схемы ключевой стабилизации тока.
Управляя величиной Uref можно регулировать ток фазы, например, увеличивать его при разгоне и торможении и снижать при работе на постоянной скорости. Можно также задавать его с помощью ЦАП в форме синусоиды, реализуя таким образом микрошаговый режим. Такой способ управления ключевым транзистором обеспечивает постоянную величину пульсаций тока в обмотке, которая определяется гистерезисом компаратора. Однако частота переключений будет зависеть от скорости изменения тока в обмотке, в частности, от ее индуктивности и от напряжения питания. Кроме того, две такие схемы, питающие разные фазы двигателя, не могут быть засинхронизированы что может явится причиной дополнительных помех.
От указанных недостатков свободна схема с постоянной частотой переключения (рис. 22б). Ключевым транзистором управляет триггер, который устанавливается специальным генератором. Когда триггер устанавливается, ключевой транзистор открывается и ток фазы начинает расти. Вместе с ним растет и падение напряжения на датчике тока. Когда оно достигает опорного напряжения, компаратор переключается, сбрасывая триггер. Ключевой транзистор при этом выключается и ток фазы начинает спадать до тех пор, пока триггер не будет вновь установлен генератором. Такая схема обеспечивает постоянную частоту коммутации, однако величина пульсаций тока не будет постоянной. Частота генератора обычно выбирается не менее 20кГц, чтобы двигатель не создавал слышимого звука. В то же время слишком высокая частота переключений может вызвать повышенные потери в сердечнике двигателя и потери на переключениях транзисторов. Хотя потери в сердечнике с повышением частоты растут не так быстро ввиду уменьшения амплитуды пульсаций тока с ростом частоты. Пульсации порядка 10% от среднего значения тока обычно не вызывают проблем с потерями.
Подобная схема реализована внутри микросхемы L297 фирмы SGS-Thomson, применение которой сводит к минимуму количество внешних компонентов. Ключевое регулирование реализуют и другие специализированные микросхемы.
Рис. 23. Форма тока в обмотках двигателя для различных способов питания.
На рис. 23 показана форма тока в обмотках двигателя для трех способов питания. Наилучшим в смысле момента является ключевой метод. К тому же он обеспечивает высокий КПД и позволяет просто регулировать величину тока.
Быстрый и медленный спад тока
На рис. 19 были показаны конфигурации ключей в H-мосту для включения разных направлений тока в обмотке. Для выключения тока можно выключить все ключи H-моста или же оставить один ключ включенным (рис. 24). Эти две ситуации различаются по скорости спада тока в обмотке. После отключения индуктивности от источника питания ток не может мгновено прекратится. Возникает ЭДС самоиндукции, имеющая противоположное источнику питания направление. При использовании транзисторов в качестве ключей необходимо использовать шунтирующие диоды, чтобы обеспечить проводимость в обе стороны. Скорость изменения тока в индуктивности пропорциональна приложенному напряжению. Это справедливо как для нарастания тока, так и для его спада. Только в первом случае источником энергии является источник питания, а во втором сама индуктивность отдает запасенную энергию. Этот процесс может происходить при разных условиях.
Рис. 24. Медленный и быстрый спад тока.
На рис. 24а показано состояние ключей H-моста, когда обмотка включена. Включены ключи A и D, направление тока показано стрелкой. На рис. 24б обмотка выключена, но ключ A включен. ЭДС самоиндукции закорачивается через этот ключ и диод VD3. В это время на выводах обмотки будет небольшое напряжение, равное прямому падению на диоде плюс падение на ключе (напряжение насыщения транзистора). Так как напряжение на выводах обмотки мало, малой будет и скорость изменения тока. Соответственно малой будет и скорость спадания магнитного поля. А это значит, еще некоторое время статор двигателя будет создавать магнитное поле, которого в это время быть не должно. На вращающийся ротор это поле будет оказывать тормозящее воздействие. При высоких скоростях работы двигателя этот эффект может серъезно помешать нормальной работе двигателя. Быстрое спадание тока при выключении является очень важным для высокоскоростных контроллеров, работающих в полушаговом режиме.
Возможен и другой способ отключения тока обмотки, когда размыкаются все ключи H-моста (рис 24в). При этом ЭДС самоиндукции закорачивается чрез диоды VD2, VD3 на источник питания. Это значит, что во время спада тока на обмотке будет напряжение, равное сумме напряжения источника питания и прямого падения на двух диодах. По сравнению с первым случаем, это значительно большее напряжение. Соответственно, более быстрым будет спад тока и магнитного поля. Такое решение, использующее напряжение источника питания для ускорения спада тока является наиболее простым, но не единственным. Нужно сказать, что в ряде случаев на источнике питания могут появится выбросы, для подавления которых понадобятся специальные демферные цепочки. Безразлично, каким способом обеспечивается на обмотке повышенное напряжение во время спада тока. Для этого можно применить стабилитроны или варисторы. Однако на этих элементах будет рассеиваться дополнительная мощность, которая в первом случае отдавалась обратно в источник питания.
Для униполярного двигателя ситуация более сложная. Дело в том, что половинки обмотки, или две отдельных обмотки одной фазы сильно связаны между собой. В результате этой связи на закрывающемся транзисторе будут иметь место выбросы повышенной амплитуды. Поэтому транзисторы должны быть защищены специальными цепочками. Эти цепочки для обеспечения быстрого спада тока должны обеспечивать довольно высокое напряжение ограничения. Чаще всего применяются диоды вместе со стабилитронами или варисторы. Один из способов схемотехнической реализации показан на рис. 25.
Рис. 25. Пример реализации быстрого спада тока для униполярного двигателя.
При ключевом регулировании величина пульсаций тока зависит от скорости его спада. Здесь возможны разные вырианты.
Если обеспечить закорачивание обмотки диодом, будет реализован медленный спад тока. Это приводит к уменьшению амплитуды пульсаций тока, что является весьма желательным, особенно при работе двигателя в микрошаговом режиме. Для данного уровня пульсаций медленный спад тока позволяет работать на более низких частотах ШИМ, что уменьшает нагрев двигателя. По этим причинам медленный спад тока широко используется. Однако существует несколько причин, по которым медленное нарастание тока не всегда является оптимальным: во-первых, из-за отрицательной обратной ЭДС, ввиду малого напряжения на обмотке во время спада тока, реальный средний ток обмотки может оказаться завышенным; во-вторых, когда требуется резко уменьшить ток фазы (например, в полушаговом режиме), медленный спад не позволит сделать это быстро; в-третьих, когда требуется установить очень низкое значение тока фазы, регулирование может нарушится ввиду существования ограничения на минимальное время включенного состояния ключей.
Высокая скорость спада тока, которая реализуется путем замыкания обмотки на источник питания, приводит к повышенным пульсациям. Вместе с тем, устраняются недостатки, свойственные медленному спаду тока. Однако при этом точность поддержания среднего тока меньше, также больше потери.
Наиболее совершенные микросхемы драйверов имеют возможность регулировать скорость спада тока.
Практическая реализация драйверов
Драйвер шагового двигателя должен решать две основные задачи: это формирование необходимых временных последовательностей сигналов и обеспечение необходимого тока в обмотках. В интегральных реализациях иногда эти задачи выполняются разными микросхемами. Примером может служить комплект микросхем L297 и L298 фирмы SGS-Thomson. Микросхема L297 содержит логику формирования временных последовательностей, а L298 представляет собой мощный сдвоенный H-мост. К сожалению, существует некоторая путаница в терминологии относительно подобных микросхем. Понятие «драйвер» часто применяют ко многим микросхемам, даже если их функции сильно различаются. Иногода микросхемы логики называют «трансляторами». В этой статье далее будет использоваться следующая терминология: «контроллер» — микросхема, ответственная за формирование временных последовательностей; «драйвер» — мощная схема питания обмоток двигателя. Однако термины «драйвер» и «контроллер» могут также обозначать законченное устройство управления шаговым двигателем. Необходимо отметить, что в последнее время все чаще контроллер и драйвер объединяются в одной микросхеме.
На практике можно обойтись и без специализированных микросхем. Например, все функции контроллера можно реализовать программно, а в качестве драйвера применить набор дискретных транзисторов. Однако при этом микроконтроллер будет сильно загружен, а схема драйвера может получится громоздкой. Несмотря на это, в некоторых случаях такое решение будет экономически выгодным.
Самый простой драйвер требуется для управления обмотками униполярного двигателя. Для этого подходят простейшие ключи, в качестве которых могут быть использованы биполярные или полевые транзисторы. Достаточно эффективны мощные МОП-транзисторы, управляемые логическим уровнем, такие как IRLZ34, IRLZ44, IRL540. У них сопротивление в открытом состоянии менее 0.1ом и допустимый ток порядка 30А. Эти транзисторы имеют отечественные аналоги КП723Г, КП727В и КП746Г соответственно. Существуют также специальные микросхемы, которые содержат внутри несколько мощных транзисторных ключей. Примером может служить микросхема ULN2003 фирмы Allegro (наш аналог К1109КТ23), которая содержит 7 ключей с максимальным током 0.5 А. Принципиальная схема одной ячейки этой микросхемы приведена на рис. 26.
Рис. 26. Принципиальная схема одной ячейки микросхемы ULN2003.
Аналогичные микросхемы выпускаются многими фирмами. Необходимо отметить, что эти микросхемы пригодны не только для питания обмоток шаговых двигателей, но и для питания любых других нагрузок. Кроме простых микросхем драйверов существуют и более сложные микросхемы, имеющие встроенный контроллер, PWM-регулировку тока и даже ЦАП для микрошагового режима.
Как уже отмечалось ранее, для управления биполярными двигателями требуются более сложные схемы, такие как H-мосты. Такие схемы тоже можно реализовать на дискретных элементах, хотя в последнее время все чаще они реализуются на интегральных схемах. Пример дискретной реализации показан на рис. 27.
Рис. 27. Реализация мостового драйвера на дискретных компонентах.
Такой H-мост управляется с помощью двух сигналов, поэтому он не позволяет обеспечить всех возможных комбинаций. Обмотка запитана, когда уровни на входах разные и закорочена, когда уровни одинаковые. Это позволяет получить только медленный спад тока (динамическое торможение). Мостовые драйверы в интегральном исполнении выпускаются многими фирмами. Примером могут служить L293 (КР1128КТ3А) и L298 фирмы SGS-Thomson.
До недавнего времени большое количество микросхем для управления шаговыми двигателя выпускала фирма Ericsson. Однако 11 июня 1999 года она передала производство своих микросхем индустриального назначения фирме New Japan Radio Company (New JRC). При этом обозначения микросхем помянялись с PBLxxxx на NJMxxxx.
Как простые ключи, так и H-мосты могут составлять часть ключевого стабилизатора тока. Схема управления ключами может быть выполнена на дискретных компонентах или в виде специализированной микросхемы. Довольно популярной микросхемой, реализующей ШИМ-стабилизацию тока, является L297 фирмы SGS-Thomson. Совместно с микросхемой мостового драйвера L293 или L298 они образуют законченную систему управления для шагового двигателя (рис. 28).
width=710><br><b><font color=red>Рисунок не помещается на странице и поэтому сжат!</font><br>Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните <a href=/files/img/articles/rebooting/28.gif target=_blank>здесь</a>.</b><br>
Рис. 28. Типовая схема включения микросхем L297 и L298N.
Микросхема L297 сильно разгружает управляющий микроконтроллер, так как от него требуется только тактовая частота CLOCK (частота повторения шагов) и несколько статических сигналов: DIRECTION – направление (сигнал внутренне синхронизирован, переключать можно в любой момент), HALF/FULL – полушаговый/полношаговый режим, RESET – устанавливает фазы в исходное состояние (ABCD = 0101), ENABLE – разрешение работы микросхемы, V ref – опорное напряжение, которое задает пиковую величину тока при ШИМ-регулировании. Кроме того, имеется несколько дополнительных сигналов. Сигнал CONTROL задает режим работы ШИМ-регулятора. При его низком уровне ШИМ-регулирование происходит по выходам INh2, INh3, а при высоком – по выходам ABCD. SYNC – выход внутреннего тактового генератора ШИМ. Он служит для синхронизации работы нескольких микросхем. Также может быть использован как вход при тактировании от внешнего генератора. HOME – сигнал начального положения (ABCD = 0101). Он используется для синхронизации переключения режимов HALF/FULL. В зависимости от момента перехода в полношаговый режим микросхема может работать в режиме с одной включенной фазой или с двумя включенными фазами.
Ключевое регулирование реализуют и многие другие микросхемы. Некоторые микросхемы обладают теми или иными особенностями, например драйвер LMD18T245 фирмы National Semiconductor не требует применения внешнего датчика тока, так как он реализован внутри на основе одной ячейки ключевого МОП-транзистора.
Некоторые микросхемы предназначены специально для работы в микрошаговом режиме. Примером может служить микросхема A3955 фирмы Allegro. Она имеет встроенный 3-битный нелинейный ЦАП для задания изменяющегося по синусоидальному закону тока фазы.
Рис. 29. Ток и вектор смещения ротора.
Смещение ротора в зависимомти от токов фаз, которые сформированы этим 3-битным ЦАПом, показано на рис. 29. Микросхема A3972 имеет встроенный 6-битный линейный ЦАП.
Выбор типа драйвера
Максимальный момент и мощность, которую может обеспечить на валу шаговый двигатель, зависит от размеров двигателя, условий охлаждения, режима работы (отношения работа/пауза), от параметров обмоток двигателя и от типа применяемого драйвера. Тип применяемого драйвера сильно влияет на мощность на валу двигателя. При одной и той же рассеиваемой мощности драйвер с импульсной стабилизацией тока обеспечивает выигрыш в моменте на некоторых скоростях до 5 – 6 раз, по сравнению с питанием обмоток номинальным напряжением. При этом также расширяется диапазон допустимых скоростей.
Технология приводов на основе шаговых двигателей постоянно развивается. Развитие направлено на получение наибольшего момента на валу при минимальных габаритах двигателя, широких скоростных возможностей, высокого КПД и улучшенной точности. Важным звеном этой технологии является применение микрошагового режима.
На практике немаловажным является и время разработки привода на основе шагового двигателя. Разработка специализированной конструкции для каждого конкретного случая требует значительных затрат времени. С этой точки зрения предпочтительней применять универсальные схемы управления на основе PWM стабилизации тока, несмотря на их более высокую стоимость.
Практический пример контроллера шагового двигателя на основе микроконтроллера семейства AVR
Несмотря на то, что в настоящее время существует большое количество специализированных микросхем для управления шаговыми двигателями, в отдельных случаях можно обойтись и без них. Когда не предъявляется слишком жестких требований, контроллер можно реализовать полностью программно. При этом стоимость такого контроллера получается очень низкой.
Предлагаемый контроллер предназначен для управления униполярным шаговым двигателем со средним током каждой обмотки до 2.5А. Контроллер может использоваться с распространенными шаговыми двигателями типа ДШИ-200-1, -2, -3. Его также можно использовать и для управления менее мощными двигателями, например теми, что применялись для позиционирования головок в 5-дюймовых дисководах. При этом схему можно упростить, отказавшись от параллельного включения ключевых транзисторов и от ключевой стабилизации тока, так как для маломощных двигателей достаточно простого L/R-питания.
width=710><br><b><font color=red>Рисунок не помещается на странице и поэтому сжат!</font><br>Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните <a href=»/files/img/articles/rebooting/30.gif» target=_blank>здесь</a>.</b><br>
Основой устройства (рис. 30) является микроконтроллер U1 типа AT90S2313 фирмы Atmel. Сигналы управления обмотками двигателя формируются на портах PB4 – PB7 программно. Для коммутации обмоток используются по два включенных параллельно полевых транзистора типа КП505А, всего 8 транзисторов (VT1 – VT8). Эти транзисторы имеют корпус TO-92 и могут коммутировать ток до 1.4А, сопротивление канала составляет около 0.3 ома. Для того, чтобы транзисторы оставались закрытыми во время действия сигнала «сброс» микроконтроллера (порты в это время находятся в высокоимпедансном состоянии), между затворами и истоками включены резисторы R11 – R14. Для ограничения тока перезарядки емкости затворов установлены резисторы R6 – R9. Данный контроллер не претендует на высокие скоростные характеристики, поэтому вполне устраивает медленный спад тока фаз, который обеспечивается шунтированием обмоток двигателя диодами VD2 – VD5. Для подключения шагового двигателя имеется 8-контактный разъем XP3, который позволяет подключить двигатель, имеющий два отдельных вывода от каждой обмотки (как, например, ДШИ-200). Для двигателей с внутренним соединением обмоток один или два общих контакта разъема останутся свободными.
Необходимо отметить, что контроллер может быть использован для управления двигателем с большим средним током фаз. Для этого только необходимо заменить транзисторы VT1 – VT8 и диоды VD2 – VD5 более мощными. Причем в этом случае параллельное включение транзисторов можно не использовать. Наиболее подходящими являются МОП-транзисторы, управляемые логическим уровнем. Например, это КП723Г, КП727В и другие.
Стабилизация тока осуществляется с помощью ШИМ, которая тоже реализована программно. Для этого используются два датчика тока R15 и R16. Сигналы, снятые с датчиков тока, через ФНЧ R17C8 и R18C9 поступают на входы компараторов U3A и U3B. ФНЧ предотвращают ложные срабатывания компараторов вследствие действия помех. На второй вход каждого компаратора должно быть подано опорное напряжение, которое и определяет пиковый ток в обмотках двигателя. Это напряжение формируется микроконтроллером с помощью встроенного таймера, работающего в режиме 8-битной ШИМ. Для фильтрации сигнала ШИМ используется двухзвенный ФНЧ R19C10R22C11. Одновременно резисторы R19, R22 и R23 образуют делитель, который задает масштаб регулировки токов фаз. В данном случае максимальный пиковый ток, соответствующий коду 255, выбран 5.11А, что соответствует напряжению 0.511В на датчиках тока. Учитывая тот факт, что постоянная составляющая на выходе ШИМ меняется от 0 до 5В, необходимый коэффициент деления равен примерно 9.7. Выходы компараторов подключены к входам прерываний микроконтроллера INT0 и INT1.
Для управления работой двигателя имеются два логических входа: FWD (вперед) и REW (назад), подключенных к разъему XP1. При подаче НИЗКОГО логического уровня на один из этих входов, двигатель начинает вращаться на заданной минимальной скорости, постепенно разгоняется с заданным постоянным ускорением. Разгон завершается, когда двигатель достигает заданной рабочей скорости. Если подается команда изменения направления вращения, двигатель с тем же ускорением тормозится, затем реверсируется и снова разгоняется.
Кроме командных входов, имеются два входа для концевых выключателей, подключенных к разъему XP2. Концевой выключатель считается сработавшим, если на соответствующем входе присутствует НИЗКИЙ логический уровень. При этом вращение в данном направлении запрещено. При срабатывании концевого выключателя во время вращения двигателя он переходит к торможению с заданным ускорением, а затем останавливается.
Командные входы и входы концевых выключателей защищены от перенапряжений цепочками R1VD6, R2VD7, R3VD8 и R4VD9, состоящими из резистора и стабилитрона.
Питание микроконтроллера формируется с помощью микросхемы стабилизатора 78LR05, которая одновременно выполняет функции монитора питания. При понижении напряжения питания ниже установленного порога эта микросхема формирует для микроконтроллера сигнал «сброс». Питание на стабилизатор подается через диод VD1, который вместе с конденсатором C6 уменьшает пульсации, вызванные коммутациями относительно мощной нагрузки, которой является шаговый двигатель. Питание на плату подается через 4-контактный разъем XP4, контакты которого задублированы.
Демонстрационная версия программы позволяет осуществлять разгон и торможение двигателя с постоянным ускорением, а также вращение на постоянной скорости в полношаговом или полушаговом режиме. Эта программа содержит весь необходимый набор функций и может быть использована как базовая для написания специализированных программ. Поэтому имеет смысл рассмотреть ее структуру более подробно.
Главной задачей программы является формирование импульсных последовательностей для 4-х обмоток двигателя. Поскольку для этих последовательностей временные соотношения являются критичными, формирование выполняется в обработчике прерывания таймера 0. Можно сказать, основную работу программа делает именно в этом обработчике. Блок-схема обработчика приведена на рис. 31.
Несомненно, было бы удобнее использовать таймер 1, так как он 16-разрядный и способен вызывать периодические прерывания по совпадению с автоматическим обнулением. Однако он занят формированием с помощью ШИМ опорного напряжения для компараторов. Поэтому приходится перезагружать таймер 0 в прерывании, что требует некоторой корректировки загружаемой величины и вызывает некоторый джиттер, который, однако, на практике не мешает. В качестве основной временной базы выбран интервал 25мкс, который и формируется таймером. С такой дискретностью могут формироваться временные последовательности фаз, такой же период имеет и ШИМ стабилизации тока в фазах двигателя.
Для формирования периода повторения шагов используется программный 16-разрядный таймер STCNT. В отличие от таймера 0, его загрузочная величина не является константой, так как именно она определяет скорость вращения двигателя. Таким образом, переключение фаз происходит только при переполнении программного таймера.
Последовательность чередования фаз задана таблично. В памяти программ микроконтроллера имеются три разных таблицы: для полношагового режима без перекрытия фаз, полношагового с перекрытием и для полушагового режима. Все таблицы имеют одинаковую длину 8 байт. Нужная таблица в начале работы загружается в ОЗУ, что позволяет наиболее просто переходить между разными режимами работы двигателя. Выборка значений из таблицы происходит с помощью указателя PHASE, поэтому переключение направления вращения двигателя тоже осуществляется очень просто: для вращения вперед требуется инкрементировать указатель, а для вращения назад – декрементировать.
Самая «главная» переменная в программе – это 24-битная знаковая переменная VC, которая содержит значение текущей скорости. Знак этой переменной определяет направление вращения, а значение – частоту следования шагов. Нулевое значение этой переменной говорит о том, что двигатель остановлен. Программа в этом случае выключает ток всех фаз, хотя во многих приложениях в этой ситуации требуется оставить включенными текущие фазы и лишь несколько уменьшить их ток, обеспечив этим удержание положения двигателя. При необходимости такое изменение логики работы программы сделать очень просто.
Таким образом, в случае переполнения программного таймера STCNT происходит анализ значения переменной VC, в случае положительного значения указатель PHASE инкрементируется, а в случае отрицательного – декрементируется. Затем из таблицы выбирается очередная комбинация фаз, которая выводится в порт. В случае нулевого значения VC указатель PHASE не изменяется, и в порт выводятся все нулевые значения.
Величина T, которой следует загружать таймер STCNT, однозначно связана со значением переменной VC. Однако перевод частоты в период занимает довольно много времени, поэтому эти вычисления производятся в основной программе, и не на каждом шаге, а гораздо реже. Вообще, эти вычисления нужно периодически производить только во время разгона или торможения. В остальных случаях скорость, и, соответственно, период повторения шагов, не меняются.
Для осуществления ШИМ-стабилизации тока фазы должны периодически включаться, а затем, при достижении током заданного уровня, выключаться. Периодическое включение производится в прерывании таймера 0, для чего даже в случае отсутствия переполнения программного таймера STCNT в порт выводится текущая комбинация фаз. Происходит это с периодом 25мкс (что соответствует частоте ШИМ 40кГц). Выключением фаз управляют компараторы, выходы которых подключены к входам прерывания INT0 и INT1. Прерывания разрешаются после того, как ток фаз включается, и запрещаются сразу после переключения компараторов. Это исключает их повторную обработку. В обработчиках прерываний происходит только отключение соответствующих фаз (рис. 32).
Рис. 32. Блок-схема обработчика прерываний INT0 и INT1.
Процессы, происходящие при ШИМ-стабилизации тока, показаны на рис. 33. Особо следует отметить, что ток в датчике тока имеет прерывистый характер даже в том случае, если ток обмотки не прерывается. Это связано тем, что во время спада тока его путь не проходит через датчик тока (а проходит через диод).
Рис. 33. Процесс ШИМ-стабилизации тока.
Нужно сказать, что аналоговая часть системы ШИМ-стабилизации тока фаз двигателя является довольно «капризной». Дело в том, что сигнал, снимаемый с датчика тока, содержит большое количество помех. Помехи возникают в основном в моменты коммутации обмоток двигателя, причем как «своей», так и «чужой» фазы. Для правильной работы схемы требуется корректная разводка печатной платы, особенно это касается земляных проводников. Возможно, придется подобрать номиналы ФНЧ на входе компаратора или даже ввести в компаратор небольшой гистерезис. Как уже отмечалось выше, при управлении маломощными двигателями от ШИМ-стабилизации тока можно вовсе отказаться, применив обычную L/R-схему питания обмоток. Для исключения ШИМ-стабилизации достаточно просто не подключать входы INT0 и INT1 микроконтроллера, естественно, при этом можно вообще не устанавливать компаратор и датчики тока.
В данной программе периодичность вычисления новых значений скорости и периода выбрана равной 15.625мс. Такое значение выбрано не случайно. Этот интервал составляет 1/64с, а главное, он содержит целое число периодов переполнения таймера 0 (25мкс). Удобно, если значения скорости и ускорения задаются в естественных единицах, т. е. в шагах в секунду и в шагах, деленных на секунду в квадрате. Для того чтобы иметь возможность в целочисленной арифметике вычислять мгновенную скорость 64 раза в секунду, нужно перейти к внутреннему представлению скорости, увеличенному в 64 раза. Умножение и деление на 64 сводится к обычным сдвигам и поэтому требует очень мало времени. Заданную периодичность вычислений обеспечивает еще один программный таймер URCNT, который декрементируется в прерывании таймера 0 (раз в 25мкс). Этот таймер всегда загружается постоянной величиной, что обеспечивает неизменный период его переполнений, равный 15.625мс. При переполнении этого таймера устанавливается битовый флаг UPD, который сигнализирует основной программе, что «пора-бы обновить значения скорости и периода».
Основная программа (рис. 34) выполняет вычисление мгновенных значений скорости и периода следования шагов, обеспечивая необходимую кривую разгона. В данном случае разгон и торможение осуществляются с постоянным ускорением, поэтому скорость меняется линейно. Период при этом меняется по гиперболическому закону, и его вычисление – основная работа программы.
Рис. 34. Блок-схема основного цикла программы.
Обновление значений скорости и периода следования шагов основная программа делает периодически, периодичность задается флагом UPD. Обновление программа делает на основе сравнения значений двух переменных: мгновенной скорости VC и требуемой скорости VR.
Значение требуемой скорости также определяется в основной программе. Это делается на основе анализа управляющих сигналов и сигналов с концевых выключателей. В зависимости от этих сигналов, основная программа загружает переменную VR значением требуемой скорости. В данной программе это V для движения вперед, -V для движения назад и 0 для остановки. В общем случае, набор скоростей (а также ускорений и токов фаз) может быть сколь угодно большим, в зависимости от требований.
Если скорости VC и VR равны, значит, шаговый двигатель работает в стационарном режиме и обновления не требуется. Если же скорости не равны, то значение VC с заданным ускорением приближается к VR, т.е. двигатель ускоряется (или замедляется) до достижения номинальной скорости. В случае, когда даже знаки VR и VC отличаются, двигатель замедляется, реверсируется и потом достигает требуемой скорости. Происходит это как-бы само собой, благодаря структуре программы.
Если при очередной проверке обнаруживается, что скорости VR и VC не равны, то к значению VC прибавляется (или вычитается) значение ускорения A. Если в результате этой операции происходит превышение требуемой скорости, то полученное значение корректируется путем замены на точное значение требуемой скорости.
Вначале вычисляется модуль текущей скорости. Затем происходит ограничение минимальной скорости. Это ограничение необходимо по двум причинам. Во-первых, бесконечно малой скорости соответствует бесконечно большой период, что вызовет ошибку в вычислениях. Во-вторых, шаговые двигатели имеют довольно протяженную по скорости зону старта, поэтому нет необходимости стартовать на очень маленькой скорости, тем более что вращение на малых скоростях вызывает повышенный шум и вибрацию. Значение минимальной скорости VMIN должно выбираться исходя из конкретной задачи и типа двигателя. После ограничения минимальной скорости производится вычисление периода по формуле T = 2560000/|VC|. На первый взгляд формула не очевидна, но если учесть, что период необходимо получить в 25мкс-интервалах, а внутреннее представление VC – это умноженное на 64 ее истинное значение, то все становится на свои места. При вычислении T требуется операция беззнакового деления формата 24/24, которое AVR на тактовой частоте 10МГц делает примерно за 70мкс. Учитывая, что вычисления периода происходят не чаще, чем один раз в 15.625мс, загрузка процессора получается очень низкой. Основную загрузку производит прерывание таймера 0, да и оно в основном выполняется по короткой ветке (без переполнения STCNT) длительностью примерно 3мкс, что соответствует 12%-й загрузке процессора. Это означает, что имеются значительные резервы вычислительных ресурсов.
Печатная плата контроллера шагового двигателя приведена на рис. 36.
Приведенная демонстрационная программа не имеет многих функций, которые должны присутствовать в законченном контроллере шагового двигателя. Реализация этих функций сильно зависит от особенностей применения конкретного шагового двигателя и вряд ли может быть сделана универсальной. В то же время приведенная программа может служить основой для написания специальных программ, обладающих тем или иным набором возможностей. Например, на основе данной платы создан ряд специализированных контроллеров шаговых двигателей. Одна из моделей такого контроллера обладает следующими возможностями:
максимальная частота коммутации фаз 3 Кгц
разгон с постоянным ускорением
программируемое направление вращения
программируемое ускорение
программируемый средний ток обмоток
программируемый ток удержания
режим перемещения на N шагов
полушаговый режим
формирователь импульса привязки с программируемой задержкой
хранение основных параметров в энергонезависимой памяти
один внешний источник питания
управление по интерфейсу RS-232C или местное
адресация до 7 устройств на одном RS-232C
Электродвигатель — Википедия, бесплатная энциклопедия
Взято из Википедии, бесплатная энциклопедия
Перейти к: навигация, поиск
Вращающееся магнитное поле как сумма магнитных векторов от 3-х фазных катушек.
Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическое движение. Обратную задачу — преобразование механического движения в электрическую энергию — выполняет генератор или динамо-машина. Во многих случаях два устройства отличаются только своим приложением и незначительными деталями конструкции, а некоторые приложения используют одно устройство для выполнения обеих ролей. Например, тяговые двигатели, используемые на локомотивах, часто выполняют обе задачи, если локомотив оборудован динамическими тормозами.
Большинство электродвигателей работают за счет электромагнетизма, но также существуют двигатели, основанные на других электромеханических явлениях, таких как электростатические силы и пьезоэлектрический эффект. Фундаментальный принцип, на котором основаны электромагнитные двигатели, заключается в том, что на любой провод действует механическая сила, когда он проводит электричество, находясь в магнитном поле. Сила описывается законом силы Лоренца и перпендикулярна как проводу, так и магнитному полю. Большинство магнитных двигателей являются роторными, но существуют и линейные типы. В роторном двигателе вращающаяся часть (обычно внутри) называется ротором, а неподвижная часть называется статором. Ротор вращается, потому что провода и магнитное поле расположены так, что вокруг оси ротора создается крутящий момент. Двигатель содержит электромагниты, намотанные на раме. Хотя эту раму часто называют арматурой, этот термин часто применяют ошибочно. Правильно якорем называется та часть двигателя, на которую подается входное напряжение. В зависимости от конструкции машины якорем может служить либо ротор, либо статор.
[править]
Двигатели постоянного тока
Электродвигатели различных размеров.
Один из первых электромагнитных роторных двигателей был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году и состоял из свободно висящего провода, погруженного в бассейн с ртутью. Постоянный магнит помещали в середину бассейна с ртутью. Когда по проводу пропускали ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток порождал круговое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируют на школьных уроках физики, но вместо токсичной ртути иногда используют рассол (соленую воду). Это простейшая форма класса электродвигателей, называемых униполярными двигателями. Более поздней доработкой является колесо Барлоу.
Еще одна ранняя конструкция электродвигателя использовала возвратно-поступательный плунжер внутри переключаемого соленоида; концептуально его можно рассматривать как электромагнитную версию двухтактного двигателя внутреннего сгорания.
Современный двигатель постоянного тока был изобретен случайно в 1873 году, когда Зеноб Грамм соединил вращающуюся динамо-машину со вторым аналогичным устройством, приводя его в действие как двигатель.
Классический двигатель постоянного тока имеет вращающийся якорь в виде электромагнита. Поворотный переключатель, называемый коммутатором, дважды за цикл меняет направление электрического тока, чтобы течь через якорь, так что полюса электромагнита толкают и тянут постоянные магниты снаружи двигателя. Когда полюса электромагнита якоря проходят через полюса постоянных магнитов, коммутатор меняет полярность электромагнита якоря. В этот момент переключения полярности инерция удерживает классический двигатель в правильном направлении. (См. схемы ниже.)
Простой электродвигатель постоянного тока. Когда на катушку подается питание, вокруг якоря создается магнитное поле. Левая сторона якоря отталкивается от левого магнита и тянется вправо, вызывая вращение.
Якорь продолжает вращаться.
Когда якорь становится горизонтально, коммутатор меняет направление тока через катушку на противоположное, меняя магнитное поле. Затем процесс повторяется.
[править]
Двигатель постоянного тока с полем обмотки
Постоянные магниты снаружи (статор) двигателя постоянного тока могут быть заменены электромагнитами. Изменяя ток возбуждения, можно изменить отношение скорости к крутящему моменту двигателя. Обычно обмотка возбуждения размещается последовательно (последовательная обмотка) с обмоткой якоря, чтобы получить низкоскоростной двигатель с высоким крутящим моментом, параллельно (шунтирующая обмотка) с якорем, чтобы получить высокоскоростной двигатель с низким крутящим моментом, или чтобы обмотка частично параллельно и частично последовательно (составная обмотка) для баланса, обеспечивающего постоянную скорость в диапазоне нагрузок. Дальнейшее снижение тока возбуждения возможно для получения еще более высокой скорости, но, соответственно, более низкого крутящего момента, что называется режимом «слабого поля».
[править]
Управление скоростью
Вообще говоря, скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному к нему напряжению, а крутящий момент пропорционален току. Регулирование скорости может быть достигнуто с помощью различных ответвлений батареи, переменного напряжения питания, резисторов или электронного управления. Направление двигателя постоянного тока с возбужденным полем можно изменить, поменяв местами соединения возбуждения или якоря, но не оба, обычно это делается с помощью специального набора контакторов (контакторов направления).
Эффективное напряжение можно изменять путем включения последовательного резистора или коммутационного устройства с электронным управлением, состоящего из тиристоров, транзисторов или, как это исторически сложилось, ртутных дуговых выпрямителей. В схеме, известной как прерыватель, среднее напряжение, подаваемое на двигатель, изменяется за счет очень быстрого переключения напряжения питания. Поскольку соотношение «включено» и «выключено» изменяется для изменения среднего приложенного напряжения, скорость двигателя изменяется. Быстрое переключение потребляет меньше энергии, чем последовательные резисторы. Выходные фильтры сглаживают среднее напряжение, подаваемое на двигатель, и уменьшают шум двигателя.
Поскольку двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой развивает максимальный крутящий момент на низкой скорости, он часто используется в тяговых устройствах, таких как электровозы и трамваи. Другое применение – стартеры для бензиновых и небольших дизельных двигателей. Серийные двигатели никогда не должны использоваться в приложениях, где привод может выйти из строя (например, ременные передачи). По мере того, как двигатель ускоряется, ток якоря (и, следовательно, возбуждения) уменьшается. Уменьшение поля заставляет двигатель ускоряться (см. «слабое поле» в последнем разделе). Как следствие, скорость двигателя стремится к бесконечности, но двигатель разрушит себя, прежде чем он будет вращаться так быстро.
Одним из интересных методов управления скоростью двигателя постоянного тока был метод Ward-Leonard Control. Это метод управления двигателем постоянного тока (обычно с шунтовой или комбинированной обмоткой), который был разработан как метод обеспечения двигателя с регулируемой скоростью от источника переменного тока, хотя он не лишен своих преимуществ в схемах постоянного тока. Источник переменного тока используется для привода двигателя переменного тока, обычно асинхронного двигателя, который приводит в действие генератор постоянного тока или динамо-машину. Выход постоянного тока якоря напрямую подключен к якорю двигателя постоянного тока (обычно идентичной конструкции). Шунтирующие обмотки возбуждения обеих машин постоянного тока возбуждаются через переменный резистор от якоря генератора. Этот переменный резистор обеспечивает очень хорошее управление скоростью от состояния покоя до полной скорости, а также постоянный крутящий момент. Этот метод управления был методом де-факто с момента его разработки до тех пор, пока его не вытеснили твердотельные тиристорные системы. Он нашел применение практически в любой среде, где требовался хороший контроль скорости, от пассажирских лифтов до больших подъемных механизмов шахты и даже промышленных технологических машин и электрических кранов. Его принципиальный недостаток заключался в том, что для реализации схемы требовалось 3 машины (5 в очень больших установках, поскольку машины постоянного тока часто дублировались и управлялись тандемным переменным резистором). Во многих приложениях мотор-генераторная установка часто оставлялась постоянно включенной, чтобы избежать задержек, которые в противном случае были бы необходимы при ее запуске по мере необходимости. На момент написания (май 2006 г.) многие устаревшие установки Ward-Leonard все еще находились в эксплуатации.
[править]
Универсальные двигатели
Вариант раневого поля Двигатель постоянного тока — универсальный двигатель . Название происходит от того факта, что он может использовать переменный или постоянный ток питания, хотя на практике они почти всегда используются с источниками переменного тока. Принцип заключается в том, что в двигателе постоянного тока с возбужденным полем ток как в поле, так и в якоре (и, следовательно, в результирующих магнитных полях) будет чередоваться (обратная полярность) в одно и то же время, и, следовательно, создаваемая механическая сила всегда в одном и том же направлении. . На практике двигатель должен быть специально разработан для работы с переменным током (необходимо учитывать импеданс, а также пульсирующую силу), и результирующий двигатель, как правило, менее эффективен, чем эквивалентный чистый Двигатель постоянного тока . Максимальная мощность универсальных двигателей, работающих на обычных частотах сети, ограничена, а двигатели мощностью более одного киловатта встречаются редко. Но универсальные двигатели также составляют основу традиционного тягового железнодорожного двигателя. В этом приложении, чтобы поддерживать высокий электрический КПД, они работали от очень низкочастотных источников переменного тока с частотой 25 Гц и 16 2/3 Гц. Поскольку это универсальные двигатели, локомотивы этой конструкции также обычно могли работать от третьего рельса, питаемого от постоянного тока.
Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться с двигателями, которые имеют типичные характеристики двигателей постоянного тока, особенно высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию, если используются высокие рабочие скорости. Отрицательным аспектом являются проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. В результате такие двигатели обычно используются в устройствах переменного тока, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами. Непрерывное регулирование скорости универсального двигателя, работающего от сети переменного тока, очень легко осуществляется с помощью тиристорной схемы, в то время как ступенчатое регулирование скорости может осуществляться с помощью нескольких отводов на катушке возбуждения. Бытовые блендеры, которые рекламируют много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно вставить последовательно с двигателем (заставляя двигатель работать на полуволновом постоянном токе с половиной среднеквадратичного напряжения сети переменного тока). линия).
В отличие от двигателей переменного тока, универсальные двигатели могут легко превысить один оборот за цикл сетевого тока. Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где требуется высокая скорость работы. Двигатели многих пылесосов и триммеров превышают 10 000 об/мин, Dremel и другие подобные миниатюрные шлифовальные машины часто превышают 30 000 об/мин. Теоретически универсальный двигатель, которому разрешено работать без механической нагрузки, будет работать с превышением скорости, что может привести к его повреждению. Однако в реальной жизни различные трения в подшипниках, «парусность» якоря и нагрузка любого встроенного охлаждающего вентилятора предотвращают превышение скорости.
Из-за очень низкой стоимости полупроводниковых выпрямителей в некоторых приложениях, которые ранее использовали универсальный двигатель, теперь используется чистый двигатель постоянного тока, обычно с полем постоянного магнита. Это особенно верно, если полупроводниковая схема также используется для управления переменной скоростью.
Преимущества универсального двигателя и распределения переменного тока сделали установку системы распределения низкочастотного тягового тока экономичной для некоторых железнодорожных установок. На достаточно низких частотах производительность двигателя примерно такая же, как если бы двигатель работал на постоянном токе. Использовались частоты всего 16 2/3 Гц.
[править]
Двигатели переменного тока
Типичный двигатель переменного тока состоит из двух частей:
Внешний неподвижный статор с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и;
Внутренний ротор, прикрепленный к выходному валу, которому вращающееся поле придает крутящий момент.
Существует два основных типа двигателей переменного тока в зависимости от типа используемого ротора:
Синхронный двигатель, который вращается точно с частотой сети или с частотой, кратной частоте сети, и;
Асинхронный двигатель, который вращается немного медленнее и обычно (хотя и не всегда) имеет форму двигателя с короткозамкнутым ротором.
Принцип вращающегося магнитного поля, хотя его обычно приписывают Николе Тесле в 1882 году или около того, использовался такими учеными, как Майкл Фарадей в 1820-х годах, а позже Джеймс Клерк Максвелл. Однако Тесла использовал этот принцип для разработки уникального двухфазного асинхронного двигателя в 1883 году. Михаэль фон Доливо-Добровльский изобрел первый современный трехфазный «клетка-ротор» в 189 году.0. Внедрение двигателя с 1888 г. положило начало так называемой Второй промышленной революции, сделавшей возможным эффективное производство и распределение электроэнергии на большие расстояния с использованием системы передачи переменного тока, также изобретенной Теслой (1888 г. )[1]. Первая успешная коммерческая трехфазная система генерации и передачи на большие расстояния была разработана Алмерианом Декером в Милл-Крик № 1 [2] в Редлендсе, Калифорния [3].
[править]
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока мощностью 1 л.с. (746 Вт) и 25 Вт с небольшими двигателями от проигрывателей компакт-дисков, игрушек и приводов CD/DVD, траверса головки
При наличии многофазного электропитания трехфазный (или многофазный) переменный ток асинхронный двигатель обычно используется, особенно для двигателей большей мощности. Разность фаз между тремя фазами многофазного источника питания создает вращающееся электромагнитное поле в двигателе.
Благодаря электромагнитной индукции вращающееся магнитное поле индуцирует ток в проводниках ротора, который, в свою очередь, создает уравновешивающее магнитное поле, заставляющее ротор вращаться в направлении вращения поля. Ротор всегда должен вращаться медленнее, чем вращающееся магнитное поле, создаваемое многофазным источником питания; в противном случае в роторе не будет создаваться уравновешивающего поля.
Асинхронные двигатели являются рабочими лошадками промышленности, а двигатели мощностью до 500 кВт выпускаются в строго стандартизированных размерах корпуса, что делает их почти полностью взаимозаменяемыми между производителями (хотя стандартные европейские и североамериканские размеры различаются). Очень большие синхронные двигатели имеют выходную мощность в десятки тысяч кВт для трубопроводных компрессоров и приводов аэродинамических труб.
В асинхронных двигателях используются роторы двух типов.
Роторы с короткозамкнутым ротором: В большинстве распространенных двигателей переменного тока используется ротор с короткозамкнутым ротором, который можно найти практически во всех бытовых и легких промышленных двигателях переменного тока. Беличья клетка получила свое название из-за своей формы — кольца на обоих концах ротора с стержнями, соединяющими кольца по всей длине ротора. Обычно это литой алюминий или медь, залитая между металлическими пластинами ротора, и обычно видны только торцевые кольца. Подавляющее большинство токов ротора будет протекать через стержни, а не через ламинаты с более высоким сопротивлением и обычно покрытые лаком. Для стержней и торцевых колец типичны очень низкие напряжения при очень высоких токах; В высокоэффективных двигателях часто используется литая медь, чтобы уменьшить сопротивление ротора.
В работе двигатель с короткозамкнутым ротором можно рассматривать как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой — когда ротор не вращается синхронно с магнитным полем, индуцируются большие токи ротора; большие токи ротора намагничивают ротор и взаимодействуют с магнитными полями статора, чтобы синхронизировать ротор с полем статора. Ненагруженный двигатель с короткозамкнутым ротором на синхронной скорости будет потреблять электроэнергию только для поддержания скорости ротора с учетом потерь на трение и сопротивление; по мере увеличения механической нагрузки будет увеличиваться и электрическая нагрузка — электрическая нагрузка неразрывно связана с механической нагрузкой. Это похоже на трансформатор, где электрическая нагрузка первичной обмотки связана с электрической нагрузкой вторичной обмотки.
Вот почему, например, двигатель вентилятора с короткозамкнутым ротором может вызывать приглушение света в доме при запуске, но не приглушает свет при снятии ремня вентилятора (и, следовательно, механической нагрузки). Кроме того, заглохший двигатель с короткозамкнутым ротором (перегруженный или с заклинившим валом) будет потреблять ток, ограниченный только сопротивлением цепи, при попытке запуска. Если что-то еще не ограничит ток (или не отключит его полностью), вероятным результатом будет перегрев и разрушение изоляции обмотки.
Практически каждая стиральная машина, посудомоечная машина, автономный вентилятор, проигрыватель и т. д. используют тот или иной вариант двигателя с короткозамкнутым ротором.
Ротор с обмоткой: Альтернативная конструкция, называемая ротором с обмоткой, используется, когда требуется переменная скорость. В этом случае ротор имеет такое же количество полюсов, как и статор, а обмотки выполнены из проволоки, соединенной с контактными кольцами на валу. Угольные щетки соединяют контактные кольца с внешним контроллером, таким как переменный резистор, который позволяет изменять коэффициент скольжения двигателя. В некоторых мощных приводах с регулируемой скоростью с фазным ротором энергия частоты скольжения улавливается, выпрямляется и возвращается в источник питания через инвертор.
По сравнению с роторами с короткозамкнутым ротором двигатели с фазным ротором дороги и требуют обслуживания контактных колец и щеток, но они были стандартной формой для регулирования скорости до появления компактных электронных устройств. Транзисторные инверторы с частотно-регулируемым приводом теперь могут использоваться для управления скоростью, а двигатели с фазным ротором становятся менее распространенными. (Транзисторные инверторные приводы также позволяют использовать более эффективные трехфазные двигатели, когда доступен только однофазный ток сети, но это никогда не используется в бытовых приборах, потому что это может вызвать электрические помехи и из-за требований высокой мощности. )
Используется несколько методов запуска многофазного двигателя. Там, где допускается большой пусковой ток и высокий пусковой момент, двигатель можно запустить от сети, подав на клеммы полное линейное напряжение. Там, где необходимо ограничить пусковой ток (когда мощность двигателя велика по сравнению с мощностью короткого замыкания источника питания), используется пуск с пониженным напряжением с помощью последовательных катушек индуктивности, автотрансформатора, тиристоров или других устройств. Иногда используется метод пуска по схеме звезда-треугольник, при котором катушки двигателя сначала соединяются звездой для ускорения нагрузки, а затем переключаются на треугольник, когда нагрузка достигает нужной скорости. Этот метод более распространен в Европе, чем в Северной Америке. Транзисторные приводы могут напрямую изменять приложенное напряжение в зависимости от пусковых характеристик двигателя и нагрузки.
Этот тип двигателя становится все более распространенным в тяговых устройствах, таких как локомотивы, где он известен как асинхронный тяговый двигатель.
Скорость двигателя переменного тока определяется, прежде всего, частотой сети переменного тока и числом полюсов в обмотке статора согласно соотношению: р
где
N с = Синхронная скорость, в оборотах в минуту
F = частота сети переменного тока
p = Количество полюсов на фазную обмотку
Фактическая скорость вращения асинхронного двигателя будет меньше расчетной синхронной скорости на величину, известную как проскальзывание , которая увеличивается с увеличением создаваемого крутящего момента. Без нагрузки скорость будет очень близка к синхронной. Под нагрузкой стандартные двигатели имеют проскальзывание 2-3 %, специальные двигатели могут иметь скольжение до 7 %, а класс двигателей, известный как 9Моментные двигатели 0121 рассчитаны на работу при 100% скольжении (0 об/мин/полный останов).
Проскальзывание двигателя переменного тока рассчитывается:
S = ( N S — N R ) / N R ) / N R ) / N R ) / N R ) / N R ) / N R ) / N R ).
где
N r = скорость вращения, в оборотах в минуту.
S = нормализованное скольжение, от 0 до 1.
Например, типичный четырехполюсный двигатель, работающий на частоте 60 Гц, может иметь заявленную на паспортной табличке номинальную скорость 1725 об/мин при полной нагрузке, в то время как его расчетная скорость равна 1800. дополнительные наборы катушек или полюсов в двигателе, которые можно включать и выключать для изменения скорости вращения магнитного поля. Однако развитие силовой электроники означает, что теперь можно изменять частоту источника питания, чтобы обеспечить более плавное регулирование скорости двигателя.
[править]
Трехфазные синхронные двигатели переменного тока
Если соединения с обмотками ротора трехфазного двигателя выведены на контактные кольца и подаются отдельный ток возбуждения для создания непрерывного магнитного поля (или если ротор состоит из постоянного магнита), результат называется синхронным двигателем, потому что ротор будет вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым многофазным источником питания.
Синхронный двигатель также можно использовать в качестве генератора переменного тока.
В настоящее время синхронные двигатели часто приводятся в действие частотно-регулируемыми приводами на транзисторах. Это значительно облегчает задачу запуска массивного ротора большого синхронного двигателя. Их также можно запускать как асинхронные двигатели с использованием короткозамкнутой обмотки с общим ротором: как только двигатель достигает синхронной скорости, ток в короткозамкнутой обмотке не индуцируется, поэтому он мало влияет на синхронную работу двигателя. помимо стабилизации скорости двигателя при изменении нагрузки.
Синхронные двигатели иногда используются в качестве тяговых двигателей; TGV может быть самым известным примером такого использования.
[править]
Однофазные асинхронные двигатели переменного тока
Трехфазные двигатели по своей природе создают вращающееся магнитное поле. Однако, когда доступна только однофазная мощность, вращающееся магнитное поле необходимо создавать с помощью других средств. Обычно используются несколько методов.
Распространенным однофазным двигателем является двигатель с расщепленными полюсами, который используется в устройствах, требующих низкого крутящего момента, таких как электрические вентиляторы или другие мелкие бытовые приборы. В этом двигателе небольшие одновитковые медные «затеняющие катушки» создают движущееся магнитное поле. Часть каждого полюса обмотана медной катушкой или лентой; индуцированный ток в ремешке противодействует изменению потока через катушку (закон Ленца), так что максимальная напряженность поля перемещается по поверхности полюса в каждом цикле, создавая тем самым необходимое вращающееся магнитное поле.
Другим распространенным однофазным двигателем переменного тока является асинхронный двигатель с расщепленной фазой , обычно используемый в крупных бытовых приборах, таких как стиральные машины и сушилки для белья. По сравнению с двигателем с расщепленными полюсами эти двигатели обычно могут обеспечивать гораздо больший пусковой момент за счет использования специальной пусковой обмотки в сочетании с центробежным выключателем.
В двигателе с расщепленной фазой пусковая обмотка имеет более высокое сопротивление, чем рабочая обмотка. Это создает цепь LR, которая немного сдвигает фазу тока в пусковой обмотке. При пуске двигателя пусковая обмотка подключается к источнику питания через набор подпружиненных контактов, на которые нажимает еще не вращающийся центробежный переключатель. Пусковая обмотка намотана меньшим количеством витков проводом меньшего сечения, чем основная обмотка, поэтому имеет меньшую индуктивность (L) и большее сопротивление (R). Меньшее отношение L/R создает небольшой фазовый сдвиг, не более 30 градусов, между потоком основной обмотки и потоком пусковой обмотки. Начальное направление вращения можно изменить, просто поменяв местами соединения пусковой обмотки с рабочей обмоткой.
Фаза магнитного поля в этой пусковой обмотке смещена от фазы сетевого питания, что позволяет создать движущееся магнитное поле, запускающее двигатель. Как только двигатель достигает скорости, близкой к расчетной, срабатывает центробежный переключатель, размыкающий контакты и отключающий пусковую обмотку от источника питания. В этом случае двигатель работает только на рабочей обмотке. Пусковую обмотку необходимо отключить, так как это увеличит потери в двигателе.
В пусковом двигателе с конденсатором пусковой конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой, создавая LC-цепь, которая способна к гораздо большему фазовому сдвигу (и, следовательно, к гораздо большему пусковому моменту). Конденсатор, естественно, увеличивает стоимость таких двигателей.
Другим вариантом является двигатель с постоянным раздельным конденсатором (PSC) (также известный как двигатель с конденсаторным пуском и работой). Этот двигатель работает аналогично двигателю с конденсаторным пуском, описанному выше, но в нем нет центробежного пускового выключателя, а вторая обмотка постоянно подключена к источнику питания. Двигатели PSC часто используются в устройствах обработки воздуха, вентиляторах и воздуходувках, а также в других случаях, когда требуется переменная скорость. Меняя отводы на рабочей обмотке, но сохраняя постоянную нагрузку, можно заставить двигатель работать с разными скоростями. Также при условии, что все 6 соединений обмоток доступны по отдельности, трехфазный двигатель можно преобразовать в конденсаторный пусковой двигатель, объединив две обмотки и подключив третью через конденсатор, который будет действовать как пусковая обмотка.
Репульсные двигатели представляют собой однофазные двигатели переменного тока с фазным ротором, аналогичные универсальным двигателям. В репульсионном двигателе щетки якоря закорочены вместе, а не соединены последовательно с полем. Было изготовлено несколько типов отталкивающих двигателей, но наиболее часто использовался асинхронный двигатель с отталкивающим пуском (RS-IR). Двигатель RS-IR имеет центробежный переключатель, который закорачивает все сегменты коммутатора, так что двигатель работает как асинхронный двигатель, когда он разогнан до полной скорости. Двигатели RS-IR использовались для обеспечения высокого пускового момента на ампер в условиях низких рабочих температур и плохого регулирования напряжения источника. По состоянию на 2006 г. продается мало репульсионных двигателей любого типа9.0005
[править]
Однофазные синхронные двигатели переменного тока
Небольшие однофазные двигатели переменного тока также могут иметь намагниченный ротор (или несколько вариаций этой идеи). Роторы в этих двигателях не требуют индуктивного тока, поэтому они не скользят назад по отношению к частоте сети. Вместо этого они вращаются синхронно с частотой сети. Из-за их очень точной скорости такие двигатели обычно используются для питания механических часов, аудиопроигрывателей и ленточных накопителей; раньше они также широко использовались в точных приборах для измерения времени, таких как ленточные самописцы или приводные механизмы телескопа. Синхронный двигатель с расщепленными полюсами является одной из версий.
Поскольку инерция затрудняет мгновенное ускорение ротора от остановленной до синхронной скорости, этим двигателям обычно требуется какая-то специальная функция для запуска. В различных конструкциях используется небольшой асинхронный двигатель (который может иметь те же катушки возбуждения и ротор, что и синхронный двигатель) или очень легкий ротор с односторонним механизмом (чтобы гарантировать, что ротор запускается в направлении «вперед»).
[править]
Моментные двигатели
Моментный двигатель представляет собой особый вид асинхронного двигателя, способный работать неограниченное время в остановленном состоянии (с заблокированным от вращения ротором) без повреждений. В этом режиме двигатель будет прикладывать к нагрузке постоянный крутящий момент (отсюда и название). Обычным применением моментного двигателя могут быть двигатели подающей и приемной катушек в ленточном накопителе. В этом приложении, приводимом в действие от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют прикладывать к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, подает ли ведущая лента ленту мимо головок ленты. Приводимые в действие более высоким напряжением (и, таким образом, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут выполнять быструю перемотку вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты.
[править]
Шаговые двигатели
Основная статья: Шаговый двигатель
По своей конструкции с трехфазными синхронными двигателями переменного тока тесно связаны шаговые двигатели, в которых внутренний ротор, содержащий постоянные магниты или большой железный сердечник с выступающими полюсами, управляется набором внешних магнитов, переключаемых электронным способом. Шаговый двигатель также можно рассматривать как нечто среднее между электродвигателем постоянного тока и соленоидом. Поскольку на каждую катушку по очереди подается питание, ротор выравнивается с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения под напряжением. В отличие от синхронного двигателя, при его применении двигатель не может вращаться непрерывно; вместо этого он «шагает» из одного положения в другое, поскольку обмотки возбуждения последовательно включаются и выключаются. В зависимости от последовательности ротор может вращаться вперед или назад.
Простые драйверы шагового двигателя полностью запитывают или полностью обесточивают обмотки возбуждения, приводя ротор к «зубчатому» ограниченному количеству положений; более сложные драйверы могут пропорционально управлять мощностью обмоток возбуждения, позволяя роторам располагаться «между» точками «зубчатых колес» и, таким образом, вращаться очень плавно. Шаговые двигатели, управляемые компьютером, являются одной из самых универсальных форм систем позиционирования, особенно когда они являются частью цифровой системы с сервоуправлением.
Шаговые двигатели можно легко поворачивать на определенный угол, поэтому шаговые двигатели используются в компьютерных дисководах, где высокая точность, которую они обеспечивают, необходима для правильного функционирования, например, жесткого диска или дисковода компакт-дисков.
[править]
Бесщеточные двигатели постоянного тока
Основная статья: Бесщеточный электродвигатель постоянного тока
Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимать щетки к коллектору. Это создает трение. На более высоких скоростях щеткам все труднее поддерживать контакт. Щетки могут отскакивать от неровностей поверхности коллектора, создавая искры. Это ограничивает максимальную скорость машины. Плотность тока на единицу площади щеток ограничивает мощность двигателя. Несовершенный электрический контакт также вызывает электрические помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подвержен износу и обслуживанию. Сборка коллектора на большой машине является дорогостоящим элементом, требующим точной сборки многих деталей.
Эти проблемы устранены в бесколлекторном двигателе. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или узел коллектора/щетки заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением двигателя. Бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85-90%, тогда как двигатели постоянного тока с щеточным механизмом обычно имеют КПД 75-80%.
На полпути между обычными двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями находится бесщеточный двигатель постоянного тока. Созданные по принципу шаговых двигателей, в них часто используется постоянный магнит 9.0009 внешний ротор , три фазы приводных катушек, одно или несколько устройств на эффекте Холла для определения положения ротора и соответствующая приводная электроника. Катушки активируются, одна фаза за другой, электроникой привода по сигналам датчиков Холла. По сути, они действуют как трехфазные синхронные двигатели, содержащие собственную электронику частотно-регулируемого привода. Специализированный класс контроллеров бесщеточных двигателей постоянного тока использует обратную связь по ЭДС через основные фазовые соединения вместо датчиков Холла для определения положения и скорости. Эти двигатели широко используются в электрических радиоуправляемых транспортных средствах.
Бесколлекторные двигатели постоянного тока обычно используются там, где необходимо точное регулирование скорости, в компьютерных дисководах или кассетных видеомагнитофонах, шпинделях в приводах компакт-дисков, компакт-дисков (и т. д.) и механизмах в офисных устройствах, таких как вентиляторы, лазерные принтеры и копировальные аппараты. . У них есть несколько преимуществ по сравнению с обычными двигателями:
По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими двигатели с расщепленными полюсами, они очень эффективны и работают намного медленнее, чем аналогичные двигатели переменного тока. Эта холодная работа приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
Без изнашиваемого коллектора срок службы бесщеточного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коммутатор. Коммутация также имеет тенденцию вызывать сильный электрический и радиочастотный шум; без коммутатора или щеток бесщеточный двигатель можно использовать в электрически чувствительных устройствах, таких как аудиооборудование или компьютеры.
Те же самые устройства на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, также могут обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром управления (управляемых сервоприводом). В вентиляторах сигнал тахометра можно использовать для получения сигнала «вентилятор в порядке».
Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что обеспечивает точное регулирование скорости.
Коллекторные двигатели нельзя использовать в космическом вакууме, потому что они привариваются к неподвижному положению.
Мощность современных бесщеточных двигателей постоянного тока варьируется от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более крупные бесщеточные двигатели мощностью до 100 кВт. Они также находят широкое применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.
[править]
Двигатели постоянного тока без сердечника
Ничто в конструкции любого из описанных выше двигателей не требует, чтобы железные (стальные) части ротора действительно вращались; крутящий момент действует только на обмотки электромагнитов. Преимущество этого факта в том, что двигатель постоянного тока без сердечника представляет собой специализированную форму щеточного двигателя постоянного тока. Эти двигатели, оптимизированные для быстрого ускорения, имеют ротор без железного сердечника. Ротор может иметь форму заполненного обмоткой цилиндра внутри магнитов статора, корзины, окружающей магниты статора, или плоской формы.0121 блин (возможно сформированный на печатной плате) проходит между верхним и нижним магнитами статора. Обмотки обычно стабилизируются пропиткой эпоксидными смолами.
Поскольку ротор намного легче по весу (массе), чем обычный ротор, образованный из медных обмоток на стальных пластинах, ротор может ускоряться намного быстрее, часто достигая механической постоянной времени менее 1 мс. Это особенно верно, если в обмотках используется алюминий, а не более тяжелая медь. Но поскольку в роторе нет металлической массы, которая действовала бы как радиатор, даже небольшие двигатели без сердечника часто должны охлаждаться принудительным воздухом.
Эти двигатели обычно использовались для привода шпилей магнитных ленточных накопителей и до сих пор широко используются в высокопроизводительных системах с сервоуправлением.
[править]
Линейные двигатели
Линейный двигатель представляет собой электродвигатель, который был «развернут» таким образом, что вместо создания крутящего момента (вращения) он создает линейную силу по своей длине за счет создания движущегося электромагнитного поле.
Линейные двигатели чаще всего представляют собой асинхронные или шаговые двигатели. Вы можете найти линейный двигатель в поезде на магнитной подвеске (Transrapid), где поезд «летает» над землей.
[править]
Наномотор
Наномотор, построенный Калифорнийским университетом в Беркли. Диаметр двигателя около 500 нм: в 300 раз меньше диаметра человеческого волоса
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали подшипники вращения на основе многостенных углеродных нанотрубок. Прикрепив золотую пластину (с размерами порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многостенной углеродной нанотрубки (наподобие вложенных углеродных цилиндров), они способны электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра. Эти подшипники очень прочные; Устройства подвергались колебаниям тысячи раз без признаков износа. Работа была выполнена на месте в РЭМ. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) представляют собой следующий шаг в миниатюризации, который в будущем может найти применение в коммерческих аспектах.
Примечание. Тонкая вертикальная нить в центре представляет собой нанотрубку, к которой прикреплен ротор. Когда внешняя трубка разрезается, ротор может свободно вращаться на подшипнике из нанотрубки.
Процесс и технология видны на этом рендере.
Физики построили самый маленький в мире двигатель с использованием нанотрубок и травленого кремния
Исследовательский проект
Электростатический двигатель
[править]
См. также
Компоненты:
Центробежный переключатель
Коллектор (электрический)
Контактное кольцо
Ученые и инженеры:
Отто Блати
Томас Эдисон
Зенобе Грамм
Фрэнк Дж. Спраг
Никола Тесла
Джордж Вестингауз
Применение:
Настольная пила
Электромобиль
Коррекция коэффициента мощности
Прочее:
Электротехника
Электрический элемент
Электрический генератор
Список тем по электронике
Список технологий
Теорема о максимальной мощности
Мотор-генератор
Контроллер двигателя
Метод движения
Однофазная электроэнергия
Хронология моторов и двигателей
[править]
Внешние ссылки
«Разборка тягового двигателя — Associated Rewinds (Ireland) Limited»
Электродвигатели и генераторы, объяснения с анимацией от Университета Нового Южного Уэльса.
Игра чисел: учебник по номинальной мощности однофазного электродвигателя переменного тока, Кевин С. Брэди.
[править]
Учебники
Shanefield D. J., Промышленная электроника для инженеров, химиков и техников, William Andrew Publishing, Norwich, NY, 2001. Учебник для самообучения, в котором кратко рассматриваются электродвигатели, трансформаторы, регуляторы скорости, коды проводки и заземления, транзисторы, цифровые устройства и т. д. Легко читать и понимать, вплоть до начального уровня на каждый предмет, а не подходящий справочник для технологов, уже работающих в любой из этих областей.
Fitzgerald/Kingsley/Kusko (Fitzgerald/Kingsley/Umans в более поздние годы), * Electric Machinery , классический текст для младших и старших студентов-электриков. Первоначально опубликовано в 1952, 6-е издание, опубликованное в 2002 году. Авторы по-прежнему указаны как Фицджеральд/Кингсли/Уманс, хотя Фицджеральд и Кингсли уже умерли.
Бедфорд, Б.Д.; Хофт, Р. Г. и др. (1964). Принципы инверторных цепей . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc.. 0 471 06134 4. (Схемы инвертора используются для управления скоростью двигателя с переменной частотой)
Б. Р. Пелли, «Тиристорные преобразователи с фазоуправляемым управлением и циклопреобразователи: работа, управление и производительность» (Нью-Йорк: John Wiley, 1971).
[править]
Ссылки
Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1978, ISBN 007020974X.
Эдвин Дж. Хьюстон и Артур Кеннелли, Последние типы динамо-электрических машин , авторское право American Technical Book Company 1897, опубликовано П.Ф. Кольер и сыновья Нью-Йорк, 1902 г.
Купхалдт, Тони Р. (2000–2006 гг.). «Глава 13 ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА», Уроки электрических цепей — Том II . Проверено 11 апреля 2006 г.
А.О.Смит: Переменный и постоянный ток электродвигателей. Проверено 11 апреля 2006 г.
Электродвигатели — Restarters Wiki
Содержание
1 Обзор
1.1 Безопасность
2 типа двигателя
2.1 Двигатели постоянного тока и универсальные (AC/DC) двигатели
2.2 Асинхронные двигатели
2.3 Синхронные двигатели
2.4 Реактивные двигатели
Бесколлекторный двигатель 2,5
Шаговые двигатели 2.6
3 Диагностика и ремонт
На этой странице рассказывается об электродвигателях различных типов, о том, как их идентифицировать и понимать их распространенные виды отказов, а также как их тестировать.
Резюме
Многие устройства и приборы содержат электродвигатели. Эта страница поможет вам понять, как они работают, что может пойти не так и, возможно, как их исправить.
Безопасность
Двигатели в бытовых приборах могут быть довольно мощными и вместе с соответствующими шестернями и механизмами могут привести к травмам. Как и в случае со всеми сетевыми электроприборами, перед началом работы необходимо отключить их от сети. Прибор должен быть проверен PAT как до, так и после любой попытки разборки или ремонта.
Типы двигателей
Существует множество типов электродвигателей, но почти все они делятся на три основных типа. Все они состоят из двух основных компонентов:
Ротор — вращающаяся насадка и
Статор — бита, которая не вращается.
Все они основаны на электромагнетизме . Когда электрический ток течет по катушке провода, он создает магнитное поле. Катушка обычно наматывается на железный сердечник, который затем намагничивается, что значительно увеличивает магнетизм.
Двигатели постоянного тока и универсальные (AC/DC) двигатели
Универсальный двигатель в разобранном виде.
Универсальный двигатель с ротором и коллектором.
Универсальный двигатель со статором со щетками на дальнем конце.
Статор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.
В простейших игрушечных двигателях ротор представляет собой еще одну катушку или целый ряд катушек во всех практических двигателях, намотанных на ламинированный железный сердечник.
Пара угольных щеток подает ток на ротор через коммутатор , который постоянно переключает ток в роторе на катушки, расположенные под прямым углом к катушке статора в любой данный момент. Это создает постоянную вращающую силу.
В двигателях с электронной коммутацией или бесщеточных двигателях ротор часто представляет собой постоянный магнит. Электронные схемы определяют положение ротора и постоянно переключают ток в серии катушек статора, чтобы вращать ротор. Это устраняет необходимость в каком-либо электрическом соединении с ротором и, таким образом, повышает надежность.
Двигатели постоянного тока и универсальные двигатели работают так же хорошо, как и динамо-машины, и генерируют напряжение, противоположное приложенному напряжению. Это известно как «обратная ЭДС (электродвижущая сила)». При небольшой нагрузке эти двигатели разгоняются до тех пор, пока не будут генерировать почти столько же напряжения, сколько приложено. Следовательно, легко изменить скорость, просто изменяя приложенное напряжение.
Коллектор и щетки (кроме электродвигателей) подвержены износу и могут вызывать искрение. Поэтому такие двигатели не используются там, где требуется высочайшая надежность или существует опасность возгорания или взрыва горючих газов.
Эффект динамо минимален при первом запуске двигателя и до того, как он достигнет полной скорости. Это позволяет двигателю потреблять большой ток и генерировать очень большой пусковой момент (т. е. вращающее усилие). Это особенно полезно в электромобилях и поездах, где для первоначального приведения их в движение необходима мощная сила.
Двигатель без сердечника — ротор и корпус с постоянным магнитом, видимым внутри корпуса.
В двигателе без сердечника обмотки ротора сформированы в виде полого цилиндра, связанного смолой — железный сердечник отсутствует. Он вращается вокруг статического постоянного магнита, расположенного внутри него. Магнитное поле проходит от одного полюса магнита через обмотки ротора, а затем возвращается через стальной корпус двигателя, снова через противоположную сторону ротора и, следовательно, обратно к другому полюсу магнита.
Двигатель без сердечника — Коллектор и щетки.
Ток подается на ротор через щетки и коллектор так же, как и в любом другом двигателе постоянного тока или универсальном двигателе. Отсутствие железного сердечника повышает эффективность, снижает вес и снижает инерцию, обеспечивая очень быстрое ускорение и торможение.
Моторы без сердечника часто используются в небольших квадрокоптерах и других игрушках, а также в медицинском оборудовании, робототехнике и везде, где требуется небольшой высокоэффективный и отзывчивый двигатель.
В большинстве ручных электроинструментов используются универсальные двигатели. Компьютерные вентиляторы, двигатели жестких дисков и более крупные квадрокоптеры и модели с дистанционным управлением обычно используют двигатели с электронной коммутацией.
Есть отличная статья с приложенным видео, описывающим и демонстрирующим, как работает двигатель постоянного тока.
Асинхронные двигатели
Они проще по конструкции, но их не так легко понять.
Если вы перемещаете магнит по куску металла, движущееся магнитное поле генерирует циркулирующий электрический ток в металле. Этот ток, в свою очередь, создает магнитное поле, которое взаимодействует с приложенным полем таким образом, что создает сопротивление, противодействующее движению.
Небольшой асинхронный двигатель с расщепленными полюсами в разобранном виде.
Статор состоит из двух или более катушек, расположенных так, чтобы создавать вращающееся магнитное поле. Ротор содержит несколько толстых медных петель для максимального сопротивления, создаваемого вращающимся магнитным полем. Ротор ускоряется до тех пор, пока не станет вращаться почти так же быстро, как вращающееся магнитное поле.
Асинхронные двигатели работают только от сети переменного тока (которая меняет направление 100 раз в секунду), так как именно так статор может создавать вращающееся магнитное поле.
Поскольку частота переменного тока фиксирована, вы не можете легко изменить скорость асинхронного двигателя. Однако, имея 4 или 6 (или более) катушек статора вместо 2, и изменив способ подачи на них переменного тока, можно сделать так, чтобы вращающееся магнитное поле вращалось наполовину, на треть (или на какую-то другую долю) скорость.
В большинстве асинхронных двигателей статор производит большее движение вверх и вниз, чем истинное вращающееся магнитное поле, но с небольшим поворотом в одну сторону при движении вверх и в другую сторону при движении вниз. Это означает, что пусковой момент низкий. Следовательно, они обычно используются там, где это не имеет значения, например. в вентиляторе, который встречает небольшое сопротивление воздуха, пока не достигнет полной скорости.
Асинхронный двигатель с пусковой обмоткой.
Существует несколько способов получения крутки. В двигателе с экранированными полюсами толстая медная петля намотана вокруг части каждого полюса (как видно на первой фотографии). Это приводит к небольшой задержке намагничивания этой части полюса из-за нарастания тока в петле, что обеспечивает требуемый поворот. Медный контур тратит энергию впустую, поэтому этот метод используется только в небольших двигателях, которые очень часто используются в настольных вентиляторах.
Большие двигатели имеют вторую обмотку статора, смещенную от основной, которая питается противофазным током. Конденсатор (большой цилиндрический компонент, который нельзя не заметить) или иногда резистор обеспечивают фазовый сдвиг. На рисунке показан пример двигателя роторной газонокосилки, на котором хорошо видна вторая обмотка, смещенная на 90 градусов.
(Интересной особенностью показанного двигателя является то, что он имел тормозной механизм для остановки вращения лопасти после отключения питания. На шпинделе виден металлический диск с пружиной под ним, которая прижимала его к трем видимым тормозным колодкам. вокруг подшипника. Когда подается мощность, магнитное поле тянет этот диск вниз и от тормозных колодок. Коррозия диска вызвала чрезмерно сильное торможение. Затем лыски на шпинделе изнашивали соответствующие лыски на пластиковом крыльчатка, к которой была прикреплена лопасть. Угловой момент лопасти заставил ее стопорный болт ослабнуть.)
Вторая обмотка статора может расходовать энергию после запуска двигателя и, следовательно, может быть отключена центробежным выключателем. В качестве альтернативы может быть термистор, который быстро нагревается при протекании тока, и при этом его сопротивление увеличивается, что снижает ток во второй обмотке статора.
Большие промышленные асинхронные двигатели мощностью в несколько лошадиных сил часто питаются от трехфазной сети. С 3 обмотками (или кратными 3), питаемым от 3 фаз, они естественным образом создают вращающееся магнитное поле и, таким образом, запускаются автоматически.
Существует отличная статья с видео, описывающим и объясняющим, как работают асинхронные двигатели.
Синхронные двигатели
Они аналогичны асинхронным двигателям тем, что статор создает вращающееся магнитное поле. Разница в том, что ротор представляет собой постоянный магнит и, следовательно, вынужден вращаться с той же скоростью, что и магнитное поле, а не отставать по скорости, как в асинхронном двигателе.
Представьте себе две консервные банки, одна внутри другой. Если вы заполните пространство между ними патокой и повернете внешнюю банку, она потянет за собой внутреннюю, даже если вы будете сопротивляться ее движению. Разница в скорости будет зависеть от сопротивления, которое вы оказываете. Это как асинхронный двигатель. Если вместо патоки прикрепить пружинами внутреннюю банку к внешней, то внутренняя будет вынуждена вращаться с той же скоростью, но растянет пружины и будет отставать в положении, но не в скорости, так как вы увеличиваете сопротивление. Это как синхронный двигатель.
Небольшие синхронные двигатели используются в электромеханических таймерах и сетевых электрических часах, где их вращение привязано к частоте сети переменного тока. На крупных промышленных предприятиях также иногда используются гораздо более крупные и мощные синхронные двигатели, в которых ротор фактически представляет собой электромагнит, питаемый постоянным током. Автомобильный генератор переменного тока и генераторы на электростанции представляют собой синхронные двигатели, используемые в качестве генераторов.
Поскольку синхронный двигатель не работает должным образом до тех пор, пока ротор не разгонится до нужной скорости, необходимо применить некоторые хитрые средства, чтобы запустить его. В небольших двигателях с часами и таймерами это обычно достигается за счет формы стали статора. Поскольку магнитное поле от катушки статора меняется на противоположное с каждым циклом подачи переменного тока, изменение направления магнетизма постепенно распространяется через железо особой формы таким образом, что оно изгибается. Некоторые старые сетевые электрические часы содержат механизм, который вы должны активировать, чтобы дать ротору начальный толчок, чтобы запустить его.
Реактивные двигатели
Некоторые синхронные двигатели на самом деле являются реактивными двигателями. Разница в том, что если ротор синхронного двигателя представляет собой постоянный магнит, то в реактивном двигателе он просто состоит из куска железа определенной формы. Он тащится точно так же, как постоянно пытается выровняться с вращающимся магнитным полем.
Бесколлекторные двигатели
Бесколлекторный двигатель на самом деле представляет собой синхронный двигатель, приводимый в движение электронной схемой для привода катушек статора и создания вращающегося магнитного поля. Электронная схема может довольно легко управлять скоростью двигателя, изменяя частоту питания, подаваемого на обмотки статора. Квадрокоптеры (кроме маленьких игрушечных с двигателями без сердечника) обычно используют бесколлекторные двигатели.
Шаговые двигатели
Часто требуется двигатель, который вместо непрерывного вращения может получить команду повернуться на заданную величину и остановиться. Примером может служить двигатель, который приводит в движение ролики подачи бумаги в принтере. Они должны продвигать бумагу на ширину печатающей головки и останавливаться после печати каждой строки пикселей. Точно так же аналоговые кварцевые часы обычно каждую секунду передвигают секундную стрелку на секунду. В обоих случаях используются шаговые двигатели.
Существуют различные конфигурации, но самая простая и понятная состоит из статора, состоящего из двух катушек, расположенных под прямым углом, и ротора с постоянными магнитами внутри них. Первоначально одна катушка находится под напряжением, и постоянный магнит выравнивается с ее магнитным полем. Если другая катушка также находится под напряжением, магнит повернется на 45 градусов в положение между ними и завершит поворот на 90 градусов, когда первая катушка выключится. Повторное включение первой катушки в противоположном направлении приведет к тому, что ротор продолжит движение еще на 45 градусов и так далее. Таким образом, вал, прикрепленный к постоянному магниту, можно поворачивать на 45 градусов за раз по мере необходимости. При обратной последовательности его можно повернуть в обратном направлении, если это требуется.
Диагностика и ремонт
Все типы двигателей могут заклинить, если подшипники засорятся грязью или пылью, что легко может произойти в электроинструментах. Бритвы, электрические зубные щетки и кухонные приборы могут заклинить из-за попадания воды и т. д. Очистка может быть всем, что требуется, но в случае воды предотвратить повторение того же может быть непросто. Узнайте, доступны ли запасные уплотнения. Заклинивший подшипник часто можно освободить с помощью WD40, а забитую пылью шариковую дорожку можно очистить с помощью уайт-спирита, но в любом случае важно смазать подходящим маслом или консистентной смазкой после очистки и высыхания, так как ни WD40, ни уайт-спирит не действуют. хорошие смазки.
Небольшие двигатели, предназначенные для работы от аккумуляторов, часто не предназначены для разборки, хотя это можно сделать, согнув фиксирующие их выступы. Более крупные, например те, которые предназначены для работы от сети, часто можно разобрать, удалив два длинных болта, проходящих по их длине. В случае двигателей постоянного тока и универсальных двигателей при повторной сборке вам потребуется снять щетки или удерживать их в стороне, чтобы установить ротор на место с коллектором между ними.
При заклинивании двигатель потребляет большой ток. Он предназначен для мгновенного запуска при запуске, но если его не включить, он может перегреться и повредить изоляцию, а в худшем случае сжечь обмотки. Запах гари является явным признаком неисправности, а поврежденная изоляция может привести к непостоянной скорости. Если есть какие-либо признаки ухудшения изоляции, двигатель следует утилизировать. (Специализированные фирмы перематывают большие промышленные двигатели, но вряд ли это будет экономически выгодно для бытового двигателя, и это непростая задача, которую можно выполнить самостоятельно.)
При отсутствии видимых признаков износа стоит проверить обмотки мультиметром на диапазоне сопротивлений. Низкое значение является нормальным, так как приложенное напряжение ограничено не сопротивлением обмоток, а динамо-эффектом, который всегда противостоит ему.
Распространенной неисправностью двигателей постоянного тока и универсальных двигателей является износ угольных щеток, контактирующих с коллектором, или загрязнение коллектора. Чрезмерное искрообразование является верным признаком того, что требуется срочное техническое обслуживание. Щетки обычно прижимаются к коллектору с помощью пружины, но они могут потерять хороший контакт, если они полностью изнашиваются или если им препятствует скольжение вниз внутри их корпусов по мере их износа. Замену можно получить, но вам нужно будет позаботиться о выборе правильного размера. Замены могут быть доступны для вашей конкретной марки и модели прибора, в противном случае тщательно измерьте старые щетки и их корпус, и вы сможете найти подходящие замены в Интернете. Если щетка изнашивается до самой пружины, искрение может привести к необратимому повреждению коллектора.
Некоторые профессиональные и высококачественные самодельные электроинструменты имеют щетки со встроенным подпружиненным пластиковым штифтом. Когда уголь изнашивается до предела, штифт освобождается, отталкивая изношенную щетку от коллектора, чтобы предотвратить дальнейший износ и необратимое повреждение. Известно, что профессионалы выбрасывают дорогие электроинструменты, которые внезапно перестали работать по этой причине — легкое решение, если вы можете распознать проблему.
Асинхронные двигатели с экранированными полюсами обычно очень надежны, но пусковые конденсаторы, термисторы и центробежные механизмы могут выйти из строя. Если есть конденсатор, он может показать явные признаки неисправности, в противном случае проверьте его, если можете. Если ничего другого, вы можете использовать мультиметр в диапазоне сопротивлений, чтобы проверить, не закорочено ли оно.
Электродвигатель содержит много меди и железа, поэтому утилизируйте его ответственно!
Что такое двигатель ЕС с электронной коммутацией?
Что такое двигатель ЕС с электронной коммутацией? Двигатель с электронной коммутацией (EC) предназначен для работы от источника переменного тока (AC), но на самом деле он больше похож на двигатель постоянного тока (DC). По сути, это бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, который включает в себя встроенную электронику. Добавленная электроника позволяет двигателю EC сочетать в себе лучшие характеристики двигателей переменного и постоянного тока, а затем улучшать их. По этой причине двигатель ЕС находится в отдельной категории.
Благодаря использованию этой технологии ЕС-вентиляторы отличаются высокой эффективностью и окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов и увеличения срока службы. Они также обеспечивают множество эксплуатационных преимуществ, которые часто упускают из виду. Как только эти характеристики будут полностью признаны в Северной Америке, ЕС-вентиляторы станут следующей революцией в индустрии движения воздуха.
Конструкция двигателя
Внутренний и внешний ротор Двигатели бывают самых разных форм и размеров, при этом общепринятой конфигурацией является внутренняя конфигурация ротора.
Двигатели с внутренним ротором имеют статор (неподвижный элемент), прикрепленный к корпусу двигателя. Ротор (вращающийся элемент) расположен внутри статора и передает крутящий момент через выходной вал. Крыльчатка вентилятора обычно крепится к вращающемуся валу.
Двигатели с внешним ротором имеют противоположную ориентацию, при этом ротор вращается снаружи статора. Это устраняет необходимость в выходном валу и значительно уменьшает общую площадь, занимаемую двигателем и крыльчаткой в сборе. Крыльчатка вентилятора может быть прикреплена непосредственно к внешнему ротору, эффективно создавая моторизованную крыльчатку.
Переменный ток, постоянный ток и ЕС Все электродвигатели выполняют одну и ту же функцию преобразования электрической энергии в механическую, но выполняют ее по-разному. Используемый метод зависит в основном от мощности, подаваемой на двигатель, поскольку это влияет на то, как создаются и контролируются их магнитные поля. По этой причине двигатели часто классифицируют как двигатели переменного тока, постоянного тока или ЕС. В вентиляторной промышленности распространенными типами каждого из них являются асинхронный двигатель переменного тока, коллекторный двигатель постоянного тока и двигатель с постоянными магнитами EC.
Асинхронные двигатели переменного тока имеют электрические обмотки в статоре, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля. Поле статора индуцирует ток в проводящем роторе с короткозамкнутым ротором, а взаимодействие между двумя магнитными полями создает крутящий момент на роторе.
Двигатели переменного тока с фиксированной частотой сети имеют ограниченный диапазон скоростей, поэтому они рассчитаны на работу в точке максимальной эффективности на кривой производительности. За пределами этого диапазона эффективность имеет тенденцию к значительному падению. Преобразователь частоты (VFD) может использоваться для увеличения или уменьшения частоты источника переменного тока, но он, как правило, довольно громоздкий и дорогой. Вот почему двигатели переменного тока лучше всего подходят для приложений, где не требуется регулировка скорости.
Коллекторные двигатели постоянного тока используют постоянные магниты в статоре для создания постоянного магнитного поля. Электрические обмотки в роторе индуцируются напряжением и находятся под влиянием магнитного поля статора. Изменение напряжения питания позволяет управлять скоростью двигателей постоянного тока намного проще, чем двигателей переменного тока.
Поскольку они работают на постоянном токе, они используют угольные щетки и переключающее кольцо для переключения направления тока. Износ этих механических компонентов может способствовать увеличению рабочего шума и сокращению ожидаемого срока службы. Кроме того, источники питания постоянного тока не так распространены, как раньше, поэтому приобретение автономного выпрямителя переменного тока в постоянный означает дополнительные затраты и сложность.
ЕС-двигатели используют постоянные магниты и электрические обмотки для создания своих магнитных полей аналогично коллекторным двигателям постоянного тока. Однако, как следует из их названия, они коммутируют электроникой, а не механически. Это возможно только за счет включения бортовой электроники в корпус электронно-коммутируемого двигателя EC.
Бортовая электроника включает выпрямитель, который преобразует переменный ток в постоянный. Затем встроенный контроллер направляет нужное количество тока в нужном направлении в нужное время через каждую из обмоток. Это создает магнитные полюса в статоре, которые взаимодействуют с постоянными магнитами в роторе.
Положение каждого магнита определяется с помощью датчиков Холла. Соответствующие магниты последовательно притягиваются к магнитным полюсам статора. Одновременно с обратной полярностью заряжаются остальные обмотки статора. Эти силы притяжения и отталкивания объединяются для обеспечения вращения и создания оптимального крутящего момента. Поскольку все это делается электронным способом, возможен точный мониторинг и управление двигателем.
Преимущества двигателя с электронной коммутацией EC
Энергоэффективность КПД двигателя ЕС с электронной коммутацией часто превышает 90%, что позволяет ЕС-вентиляторам потреблять на 70% меньше энергии по сравнению с обычными вентиляторами.
Регулируя скорость двигателя EC в соответствии с потребностями, потенциал экономии энергии продолжает расти. Ниже показаны типичные КПД асинхронного двигателя переменного тока мощностью 5 л.с., 1800 об/мин и эквивалентного двигателя ЕС.
Даже по сравнению с работой вкл/выкл, модуляция скорости, предлагаемая EC-вентиляторами, более эффективна. Например, работа ЕС-вентилятора в течение 80 % времени позволяет сэкономить 20 % энергии, а работа его на скорости 80 % экономит почти 50 % энергии. Это возможно только с технологией EC, которая обеспечивает очень высокую эффективность в диапазоне скоростей.
Наиболее очевидным преимуществом высокой эффективности является снижение энергопотребления. В условиях роста цен на энергоносители это важный фактор, который следует учитывать.
Чтобы подчеркнуть важность, ниже приведен пример экономии энергии при скорости 50%. В этом примере предполагается, что средняя стоимость составляет 0,115 долл. США/кВтч, эффективность частотно-регулируемого привода (ЧРП) составляет 86 %, а двигатель работает в непрерывном режиме.
Хотя годовая экономия кажется незначительной, следует отметить, что это относится к замене одного вентилятора и не учитывает другие потери, например, в линии или ремне. Еще одним фактором, который следует учитывать, помимо более низких эксплуатационных расходов, являются скидки на коммунальные услуги, которые могут быть доступны.
Высокая эффективность также приводит к ряду вторичных и третичных преимуществ, показанных на диаграмме ниже.
Преимущество высокой эффективности заключается в уменьшении потерь энергии в окружающую среду. Эти потери, как правило, в виде тепла и звука.
Поскольку ЕС-двигатели выделяют меньше тепла, их обмотки и подшипники подвергаются меньшей нагрузке, что продлевает срок службы двигателя. Более низкие рабочие температуры также способствуют повышению эффективности системы при использовании в системах охлаждения. Между тем, более тихая работа приводит к повышенному комфорту пассажиров.
Простота управления Высокая эффективность двигателей EC во многом объясняется встроенной электроникой. Благодаря постоянному мониторингу функций двигателя и автоматической регулировке входного сигнала управления поддерживается высокая эффективность во всем рабочем диапазоне скоростей. Электродвигатели EC часто можно снизить до 20% от полной скорости, сохраняя при этом КПД 85%.
Датчики, выдающие сигнал 0-10 В, ШИМ или 4-20 мА, могут быть подключены напрямую к большинству двигателей EC. Это обеспечивает регулирование скорости без необходимости использования сложного частотно-регулируемого привода (ЧРП).
В зависимости от приложения могут быть реализованы методы управления как с разомкнутым, так и с замкнутым контуром. Вентиляторы с электронно-коммутируемыми ЕС-двигателями могут регулировать температуру, давление или любой другой параметр, выбранный для измерения. Постоянный контроль давления особенно полезен для воздуховодов, а постоянный контроль воздушного потока идеален для систем с фильтрами. В качестве альтернативы можно подключить потенциометр для ручного управления переменной скоростью.
Универсальность Максимальная скорость обычных асинхронных двигателей переменного тока ограничена стандартным значением, называемым синхронной скоростью. Это теоретическая скорость, основанная на количестве электромагнитных полюсов и частоте источника питания.
С другой стороны, ЕС-двигатели способны развивать скорость, превышающую номинальную. Это позволяет вентиляторам с ЕС-двигателями достигать более высокой производительности при меньшем размере блока вентиляторов, как показано ниже на рис. 1. Больший рабочий диапазон ЕС-вентиляторов позволяет легко подобрать производительность для данного приложения. Сочетание высокой производительности и способности ЕС-двигателя поддерживать эффективность при частичной нагрузке позволяет одному ЕС-вентилятору заменить несколько типов и размеров обычных вентиляторов.
Области применения ЕС-вентиляторов
Существует множество приложений, позволяющих экономически эффективно использовать вентиляторы с ЕС-двигателями. Вентиляционные системы представляют прекрасную возможность по двум основным причинам:
Вентиляционные вентиляторы обычно требуют незначительной мощности, и они часто приводятся в действие недорогими и очень неэффективными двигателями.
Многие вентиляторы с фиксированной скоростью работают в повторно-кратковременном режиме, что дает возможность использовать ЕС-двигатели, работающие на пониженных скоростях.
EC-вентиляторы также настоятельно рекомендуется использовать для модернизации вентиляционных установок. Благодаря регулировке скорости они могут добиться более равномерного распределения температуры. Во многих случаях они могут непрерывно работать на частичной скорости и при этом обеспечивать снижение счетов за коммунальные услуги. Непрерывная циркуляция обеспечивает равномерное распределение свежего воздуха и температуры. Таким образом, вентиляторы с ЕС-двигателями способствуют улучшению циркуляции, комфорту и здоровью.
Поскольку двигатели EC обладают высоким КПД, меньше энергии рассеивается в виде тепла. Это делает ЕС-вентиляторы очень привлекательными для систем охлаждения, поскольку они снижают нагрузку на систему. Высокая эффективность также означает, что меньше энергии теряется в виде звука, что позволяет EC-вентиляторам работать тише.
Почему стоит выбрать ЕС-вентилятор?
Преимущества ЕС-вентиляторов очевидны, поэтому решение о модернизации часто зависит от периода окупаемости. Это можно определить только после проведения анализа профессиональным консультантом по энергетике. Финансовая выгода от модернизации ЕС-вентилятора должна оцениваться в каждом конкретном случае. Однако в целом можно ожидать следующих результатов:
Чем ниже эффективность заменяемого вентилятора, тем быстрее будет период окупаемости.
Замена часто используемых вентиляторов обеспечит большую экономию, чем модернизация вентиляторов, которые используются умеренно.
Вентиляторы
EC являются привлекательным вариантом для приложений, требующих регулирования скорости. Другие типы двигателей имеют резкое снижение КПД на частичных скоростях.
Энергосбережение выше, если вентиляторы с ЕС-двигателями устанавливаются в кондиционируемых или охлаждаемых помещениях.
ЕС-технология сочетает в себе преимущества двигателей переменного и постоянного тока в компактном, но универсальном корпусе. Встроенная электроника обеспечивает оптимальную эффективность даже при частичной нагрузке, что дает значительную возможность сэкономить на эксплуатационных расходах. Внедрение одного из встроенных методов управления — лучший способ в полной мере воспользоваться всеми преимуществами, которые обеспечивают ЕС-вентиляторы.
Вентиляторы CFM с ЕС-двигателями с электронной коммутацией
Continental Fan предлагает широкий выбор моторизованных крыльчаток с ЕС-двигателями. Используя эту передовую технологию, наши ЕС-вентиляторы достигли новых стандартов энергосбережения и производительности.
Вышеупомянутые ЕС-вентиляторы доступны в различных размерах и с различными скоростями для широкого диапазона рабочих режимов. Они также доступны в различных материалах и напряжениях для различных применений.
Для получения дополнительной информации посетите раздел ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ И ОСЕВЫЕ ЕС-ВЕНТИЛЯТОРЫ нашего веб-сайта.
Загрузите PDF-копию нашего EC Motors & Fan Applications сегодня!
Источники [1] ABB, «Эффективные двигатели NEMA Super-E® Premium», abb.com, октябрь 2014 г. [Онлайн]. Доступно: https://library.e.abb.com/public/e35d57ce4df3160285257d6d00720f51/9AKK106369_SuperE_1014_WEB.pdf. [По состоянию на 2 августа 2019 г.].
[2] Baldor, «Двигатели и приводы постоянного тока 1/50–3000 л.с.», baldor.com, май 2013 г. [онлайн]. Доступно: https://www.baldor.com/mvc/DownloadCenter/Files/BR600. [По состоянию на 2 августа 2019 г.].
[3] Розенберг, «Rosenberg’s EC Motor Construction», youtube.com, январь 2017 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.youtube.com/watch?v=4LeTePGMyrE. [По состоянию на 2 августа 2019 г.]
Управление синхронными двигателями с постоянными магнитами (PMSM)
Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM) являются бесщеточными и обладают очень высокой надежностью и эффективностью. Из-за их ротора с постоянными магнитами они также имеют более высокий крутящий момент при меньшем размере корпуса и отсутствии тока ротора, что является преимуществом перед асинхронными двигателями переменного тока (AICM). Благодаря высокому соотношению мощности и размера, СДПМ могут помочь уменьшить размер вашей конструкции без потери крутящего момента. СДПМ должны быть коммутированы, как двигатели BLDC, но из-за конструкции обмоток форма волны должна быть синусоидальной для хорошей работы. Поскольку для этого требуются более сложные алгоритмы управления, более производительные контроллеры, такие как наши контроллеры цифровых сигналов (DSC) dsPIC33 или наши 32-разрядные PIC32MK или Arm 9.0901 ® Cortex-M ® на базе микроконтроллеров SAM (MCU) были бы отличным вариантом. Мы предлагаем комплексную экосистему, которая поможет вам разработать передовые решения для управления PMSM, такие как бездатчиковое поле-ориентированное управление (FOC). Наши решения также поддерживают синхронные двигатели с постоянными магнитами поверхностного монтажа (SPMSM) и внутренние синхронные двигатели с постоянными магнитами (IPMSM).
Применение
Компрессоры кондиционеров и холодильников (AC)
Стиральные машины с прямым приводом
Автомобильный электроусилитель руля
Инструменты для обработки
Контроль тяги
Хранение данных
Читать далее
Рекомендуемые продукты для управления СДПМ
Расширенные решения по управлению двигателем СДПМ с использованием DSC dsPIC33 и 32-разрядных микроконтроллеров PIC32MK и SAM
Поскольку двигатели PMSM должны приводиться в действие синусоидальными сигналами, сложность управления возрастает. Наше семейство DSC dsPIC33 предлагает производительность цифровой обработки сигналов (DSP) и усовершенствованные периферийные устройства управления двигателем для генерации сигналов для усовершенствованных алгоритмов управления PMSM, таких как FOC, ослабление потока, бездатчиковое управление и обнаружение опрокидывания. Наши 32-разрядные микроконтроллеры PIC32MK и SAM оснащены высокопроизводительными периферийными устройствами, предназначенными для высокоскоростного управления двигателем с обратной связью. Нажмите на ссылки в таблице ниже, чтобы узнать больше об этих продуктах.
Читать далее
Однокристальные драйверы двигателей и затворов
Мы предлагаем полную линейку однокристальных 3-фазных бесщеточных драйверов и 3-фазных бесщеточных драйверов затворов MOSFET для широкого спектра применений двигателей. Эти продукты предназначены для взаимодействия с любым микроконтроллером с помощью простого входа с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) или могут использоваться в автономной конфигурации. Нажмите на продукты, перечисленные в таблице ниже, чтобы узнать больше.
Однокристальные драйверы со встроенным полевым МОП-транзистором для управления двигателем СДПМ
Драйверы затворов MOSFET для управления двигателем PMSM
Читать далее
Некоторые основы синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ)
Принцип работы СДПМ
Синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДПМ) представляет собой синхронный двигатель переменного тока, возбуждение поля которого обеспечивается постоянными магнитами и который имеет синусоидальную форму обратной ЭДС. . Постоянные магниты позволяют СДПМ создавать крутящий момент при нулевой скорости. PMSM обеспечивают более высокую плотность крутящего момента по сравнению с асинхронными двигателями переменного тока (ACIM), обеспечивая меньший размер корпуса при той же мощности. Они также обеспечивают высокоэффективную работу, но требуют инвертора с цифровым управлением.
PMSM Характеристики
Отсутствие искр, безопасность во взрывоопасных средах
Чисто, быстро и эффективно
Предназначен для высокопроизводительных сервоприводов
Работает с/без датчиков положения
Более компактный, эффективный и легкий, чем ACIM
Обеспечивает оптимальный крутящий момент в сочетании с поле-ориентированным управлением (FOC)
Плавная работа на низких и высоких скоростях
Низкий уровень шума и электромагнитных помех
Внедрение управления PMSM
Как это работает
Двигатели PMSM и BLDC обычно могут приводиться в действие либо с помощью шестиступенчатой коммутации, либо с синусоидальной коммутацией. Двигатель должен иметь надлежащую механическую и электрическую конструкцию для достижения преимуществ синусоидального режима, как указано выше. Лучше всего спросить у производителя, какой метод привода лучше всего подходит для данного двигателя. Синусоидальный режим требует более точной обратной связи по положению ротора от двигателя и более сложного алгоритма переключения инвертора. PMSM лучше всего управляется с помощью высокопроизводительного микроконтроллера dsPIC33 DSC, 32-разрядного микроконтроллера PIC32MK или SAM.
Читать далее
Функции микроконтроллера для управления PMSM
Полевой контроль (FOC)
FOC использует математические преобразования для получения крутящего момента и магнитного потока двигателя как времени в различных переменных из трехфазной обратной связи по току. Это преобразование позволяет использовать простые методы управления крутящим моментом и скоростью, такие как двигатель постоянного тока.
Читать далее
Поле-ориентированное управление имеет следующие преимущества:
Синусоидальный привод V/F обеспечивает плавное управление на низких скоростях, но неэффективен на высоких скоростях; FOC обеспечивает плавное управление на низких скоростях, а также эффективное управление на высоких скоростях
Лучшее в своем классе динамическое реагирование на крутящий момент, эффективность и решение для управления двигателем с наименьшими затратами на систему
Функции микроконтроллера dsPIC33 DSC или PIC32MK и SAM для поддержки FOC:
Высокопроизводительный АЦП для одновременной выборки напряжения и тока двигателя
Двигатель цифровой обработки сигналов (DSP) для поддержки:
Оценка скорости и положения ротора на основе измерения тока двигателя
Преобразования Кларка и Парка и два пропорционально-интегральных (ПИ) контура для управления крутящим моментом и магнитным потоком
Выходы контуров PI преобразуются с использованием модуляции пространственного вектора для управления выходами ШИМ управления двигателем
ПЛИС для многоосевого управления двигателем
Создавайте безопасное и надежное многоосевое детерминированное управление двигателем на одной системе на кристалле (SoC) FPGA. ПЛИС обеспечивают множество преимуществ для приложений управления двигателем, в том числе:
Компактное решение для экономии места на плате и уменьшения размера изделия
Скорость двигателя превышает 100 000 об/мин для бездатчикового FOC
Низкая задержка 1 мкс для контура ВОК от измерения АЦП до генерации ШИМ позволяет переключать частоты до 500 кГц.
Гибкость конструкции благодаря модульному пакету IP
Расширенные функции безопасности, такие как проскальзывание ротора, обнаружение перегрузки и защита от перегрузки по току
Интеграция системных функций SoC снижает общую стоимость владения (TCO)
Читать далее
Узнайте больше о FPGAS для управления двигателем
Скачать ресурсы для FPGAS
Аппаратные и программные решения для управления двигателем
Рекомендуемые программные инструменты
MotorBench® Development Suite
MotorBench Development Suite представляет собой инструмент разработки программного обеспечения на основе графического пользовательского интерфейса (GUI) для ориентированного на поле управления (FOC). Он выполняет точное измерение критических параметров двигателя и автоматическую настройку усиления обратной связи, а также генерирует исходный код для MPLAB 9.0901 ® X IDE проект с использованием Motor Control Application Framework (MCAF).
Алгоритм приложения для управления двигателем и прикладное программное обеспечение
Для поддержки разработки приложений для двигателей мы предоставляем библиотеки управления двигателями и примеры для ориентированного на поле управления (FOC), ветроэнергетики, компенсации звена постоянного тока, ослабления поля и многих других задач управления алгоритмы.
Библиотека управления двигателем
Библиотека управления двигателем содержит функциональные блоки FOC, оптимизированные для семейства DSC dsPIC33. Функции библиотеки предназначены для использования в рамках любой прикладной среды, предоставляя эффективное и гибкое решение для реализации приложения управления двигателем.
Моделирование управления двигателем
Если вы ищете решение для быстрого прототипирования для использования с MATLAB ® или Scilab ® , наш пакет моделирования позволяет вам скомпилировать Simulink ® в модель, которую можно преобразовать во флэш-память. dsPIC ® DSC одним нажатием кнопки. Наборы блоков библиотеки управления двигателем, модель двигателя и макетные платы обеспечивают полную среду разработки управления двигателем.
MPLAB® X Интегрированная среда разработки (IDE)
MPLAB X Integrated Development Environment (IDE) — это расширяемая программа с широкими возможностями настройки, которая включает в себя мощные инструменты, помогающие обнаруживать, настраивать, разрабатывать, отлаживать и аттестовать встраиваемые конструкции для микроконтроллеров и контроллеров цифровых сигналов Microchip.
Конфигуратор кода MPLAB (MCC)
Конфигуратор кода MPLAB (MCC) — это бесплатная графическая среда программирования, которая создает бесшовный, простой для понимания код C, который можно вставить в ваш проект.
Рекомендуемые аппаратные инструменты
Нет результатов не обнаружили
DSPIC33CK низковольтного моторного управления моторным управлением (LVMC).
Совет по развитию управления
Учить больше
Рекомендации по применению и программное обеспечение
Читать далее
Продукты
dsPIC33 Продукты управления двигателем
Все микроконтроллеры управления двигателем
32-разрядные продукты управления двигателем
Драйверы трехфазных двигателей
Драйверы шаговых и щеточных двигателей постоянного тока
Загрузка
Просмотреть все параметры
Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу Форма обратной связи на сайте чтобы уведомить нас об этой проблеме.
Загрузка
Просмотреть все параметры
Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу Форма обратной связи на сайте чтобы уведомить нас об этой проблеме.
Загрузка
Просмотреть все параметры
Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу Форма обратной связи на сайте чтобы уведомить нас об этой проблеме.
Загрузка
Просмотреть все параметры
Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу Форма обратной связи на сайте чтобы уведомить нас об этой проблеме.
Загрузка
Просмотреть все параметры
Пожалуйста, посетите полную параметрическую диаграмму. Если вы все еще не можете найти диаграмму, которую вы ищете, пожалуйста, заполните нашу Форма обратной связи на сайте чтобы уведомить нас об этой проблеме.
Документация
Указания по применению
Брошюры
Примеры кода
Программное обеспечение
Руководства пользователя
Белая книга
Заголовок
Скачать
Бездатчиковое полеориентированное управление синхронным двигателем с постоянными магнитами с использованием наблюдателя в скользящем режиме
Скачать
AN1292 — ВОК с двойным шунтированием и ФАПЧ
Скачать
AN984 — Введение в управление асинхронным двигателем переменного тока
Скачать
AN1305 — бездатчиковое управление 3-фазным бесколлекторным двигателем с PIC16FXXX
AN900 — Управление трехфазными асинхронными двигателями переменного тока с помощью PIC18F4431
Скачать
AN967 — Двунаправленное управление VF одно- и трехфазными асинхронными двигателями с использованием PIC16F72
Скачать
AN887 — Основы асинхронного двигателя переменного тока
Скачать
AN889 — VF-управление 3-фазными асинхронными двигателями с использованием микроконтроллеров PIC16F7X7
Скачать
AN2520 — Бездатчиковое полеориентированное управление (FOC) для синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM) с использованием оценщика PLL и ослабления потока на основе уравнения (FW) Примечание по применению
Скачать
AN2757 — Сенсорное (на основе энкодера) полеориентированное управление трехфазным синхронным двигателем с постоянными магнитами (PMSM)
Скачать
AN2590 — Бездатчиковый ВОК для СДПМ, использующий наблюдатель Люенбергера уменьшенного порядка — Бездатчиковый ВОК для СДПМ, использующий наблюдатель Люенбергера уменьшенного порядка Примечание по применению
Скачать
AN696 — Серводвигатель постоянного тока PIC18CXXX/PIC16CXXX
Скачать
AN843 — Управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с использованием микроконтроллеров PIC18
Скачать
AN822 — микрошаговый шаговый двигатель на PIC18C452
Скачать
AN857 — простое управление бесщеточным двигателем постоянного тока
Скачать
Заголовок
Скачать
Брошюра по управлению двигателем и приводу
Скачать
Заголовок
Скачать
CE002 Настройка 10-разрядных аналого-цифровых преобразователей dsPIC DSC для скорости преобразования 1 Мбит/с
Скачать
CE019 — Пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД) регуляторы и управление с обратной связью
Скачать
Бездатчиковый анализатор FOC PLL MCLV
Скачать
PFC Безсенсорный анализатор FOC PLL MCHV
Скачать
CE155 — Пример мониторинга данных в реальном времени (RTDM)
Скачать
Заголовок
Скачать
Библиотека управления двигателем dsPIC33 для FOC
Скачать
Заголовок
Скачать
Руководство пользователя макетной платы dsPICDEM MCLV-2 (DM330021-2)
Скачать
Руководство пользователя макетной платы dsPICDEM MCSM
Скачать
Начальный комплект управления двигателем с руководством пользователя mTouch
Скачать
dsPICDEM MCHV-2 Руководство пользователя макетной платы
Скачать
Заголовок
Скачать
WP100 — Как превратить асинхронный двигатель переменного тока в двигатель постоянного тока (вопрос перспективы)
Скачать
История вечных двигателей84 Мои теги:
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
История вечных двигателей восходит к средневековью. На протяжении тысячелетий было неясно, возможны ли вечные двигатели или нет, но развитие современной термодинамики показало, что они невозможны. Несмотря на это, было предпринято много попыток построить вечный двигатель. Современные дизайнеры и сторонники часто используют другие термины, такие как 9.0121 над единицей , чтобы описать свои изобретения.
Содержимое
1 Хронология истории
1.1 От темных веков до эпохи Возрождения
1.1.1 До 1800-х годов
1.2 Промышленные революции
1.2.1 1800-е годы
1.2.2 с 1900 по 1950 год
1.3 Современная эпоха
1.3.1 с 1951 по 1980 год
1.3.2 с 1981 по 1999 год
1,4 21 век
1.4.1 2000-е
2 Каталожные номера
2.1 Общая информация
2.2 Информационные ресурсы
2.3 Примечания
2. 4 Библиография
3 См. также
[править] Хронология истории
Виды вечных двигателей
Вечный двигатель Виллара де Оннекура (ок. 1230 г.)
Существует два типа вечного двигателя :
Perpetua mobilia первого рода — это те устройства, которые нарушают первый закон термодинамики, принцип сохранения энергии, создавая энергию из ничего. Большинство попыток попадают в эту категорию.
Perpetua mobilia второго рода — устройства, нарушающие второй закон термодинамики. Несмотря на то, что они подчиняются принципу сохранения энергии, они пытаются извлекать работу из одного резервуара тепла, нарушая принцип отсутствия убывания энтропии в изолированной макроскопической термодинамической системе.
Дополнительные сведения по этой теме см. в разделе Классификация вечных двигателей.
В истории свободной энергии некоторые пытались создать возобновляемые источники энергии и предположительно пострадали от определенных случаев подавления. В настоящее время продолжаются исследования бесплатной энергии без стоимости сырья или с незначительной стоимостью, включая лучистую энергию, солнечную энергию, теллурическую энергию, энергию воды и энергию ветра. Подавление бесплатной энергии — это представление о том, что корпоративные энергетические интересы преднамеренно подавляют технологии, которые могут обеспечивать энергию по очень низкой цене.
[править] Темные века до эпохи Возрождения
[править] До 1800-х годов
Самые ранние конструкции вечного двигателя датируются 1150 годом индийским математиком-астрономом Бхаскарой II. Он описал колесо, которое, как он утверждал, будет работать вечно. [1]
В средневековой Баварии волшебное колесо или магнитное колесо, по сути, представляло собой колесо повозки, которое вращалось само по себе. К колесу были прикреплены магниты со свинцовыми пластинами на спине, как сиденья на колесе обозрения. Каждый магнит притягивался к магниту, прикрепленному к основанию на земле. Свинец якобы блокировал притяжение, когда каждый магнит проходил мимо него, поэтому колесо продолжало двигаться какое-то время, прежде чем трение остановило его. [ ссылка необходима ]
В 13 веке у Виллара де Оннекура был один рисунок в его альбоме для рисования. Оннекур был французским мастером-каменщиком и архитектором. Скетчбук состоит из механики и архитектуры.
Леонардо да Винчи нарисовал несколько вещей, которые, как он надеялся, будут производить энергию бесплатно. [2] [3] Да Винчи осмотрел несколько разбалансированных колес. [4] Он также разработал центробежный насос и «дымоход». Дымоход использовался для поворота жаровни (турбина реактивного типа). [5]
Иоганнес Тайснериус, священник-иезуит, описал вечный двигатель на магнитной основе. Магнитная машина Тайснериуса состояла из рампы, магнитного камня и железного шара. Пьер де Марикур ранее заметил такую систему, в которой использовалась сила магнитного камня. Это создает проблемы, потому что линейный интеграл силы на замкнутом контуре в магнитном поле равен нулю. Тайснериус выдал работу Марикура за свою, что объясняет сходство.
В 1518 году Марк Энтони Зимара сконструировал «самодувную ветряную мельницу». Зимара сконструировал самодувную ветряную мельницу, которая вырабатывала энергию от комплекта мехов. Мехи раздувают паруса ветряной мельницы.
В 16 веке Джон Ди сообщил, что видел вечный двигатель во время своих путешествий (на пенсию от Елизаветы I), но ему не разрешили рассмотреть его поближе.
В 1610 году Корнелис Дреббель, алхимик и маг, сконструировал медленный вечный двигатель, который указывал время, дату и время года. Золотая машина была установлена в шаре на столбах и приводилась в действие изменением давления воздуха (герметичная стеклянная ванна с жидкостью, объем которой изменялся в зависимости от изменений атмосферного давления, постоянно перематываясь).
В 1630 году Роберт Фладд, английский физик и мистик, предложил множество машин. Люди пытались запатентовать варианты машины Фладда в 1870-х годах. Машина Фладда работала за счет рециркуляции с помощью водяного колеса и архимедова винта. Устройство перекачивает воду обратно в собственный резервуар подачи. [6] [7]
После 1635 года было выдано много английских патентов на вечные двигатели. Несколько вариантов машины, разработанной в Индии 12 века. Первоначальная конструкция представляла собой кабель, уходящий в небо на 150 миль для подачи электричества (технология того времени ограничивала его полезность, поскольку он весил 80 тонн). [8] К 1903 г. было выдано 600 таких патентов.
В 1638 году Эдвард Сомерсет, 2-й маркиз Вустер, разработал вечный двигатель. Он получил королевское назначение как изобретатель и строитель. Парламент 3 июня 1663 года выдал 99-летний патент на его «водоуправляемую машину» (паровой двигатель). Сомерсет продемонстрировал английскому Карлу I множество водяных колес, которые имели какое-то отношение к вечному двигателю. [9]
В 1664 году Ульрих фон Кранах, военный инженер из Гамбурга, Германия, сконструировал вечную машину для перемещения шаров, которая на практике не работала. Шаровая машина имела вращающееся пушечное ядро, которое спускалось с помощью архимедова винта по периферии колеса (как водяное колесо), катилось по гусенице, а затем возвращалось наверх с помощью архимедова винта (приводимого в движение шаровым колесом). ). Артур Орд-Хьюм проиллюстрировал эту машину.
Роберт Бойль изобрел «вечную вазу» («вечный кубок» или «гидростатический парадокс»), которую Дени Папен обсуждал в «Философских трудах» за 1685 год.
Иоганн Бернулли (также известный как Жан Бернулли) предложил гидроэнергетическую машину. Бернулли разработал проблему брахистохроны в июне 1696 года и считается основоположником вариационного исчисления.
В 1686 году Георг Андреас Бёклер, немецкий архитектор, инженер и писатель, спроектировал «самодействующие» водяные мельницы с автономным приводом и несколько вечных двигателей, использующих шарики и варианты винтов Архимеда. В одной из машин Бёклера использовалось перебалансированное колесо и архимедов винт.
В 1712 году Иоганн Бесслер, также известный как Орфирей, исследовал 300 различных моделей вечного двигателя и заявил, что владеет секретом вечного двигателя. Хотя обвинения в мошенничестве появились позже (от работавшей у него горничной), следователи того времени, такие как адвокат Виллем Джейкоб с’Гравесанде, не сообщали о таком мошенничестве.
В 1760-х годах Джеймс Кокс (с помощью Джона Джозефа Мерлина) разработал вечный двигатель (известный как часы Кокса). Часовое устройство питается от изменений атмосферного давления через барометр. Часы все еще существуют сегодня [но были отключены из-за перемещения часов].
В 1775 году Королевская академия наук в Париже сделала заявление, что Академия « больше не будет принимать и рассматривать предложения, касающиеся вечного двигателя ». Аргументация заключалась в том, что вечный двигатель создать невозможно, а его поиск отнимает много времени и очень дорого. По мнению членов академии, эти светлые умы, посвящающие свое время и ресурсы этому поиску, могли бы быть использованы гораздо лучше в других, более разумных начинаниях. Тем не менее, многие люди продолжали предлагать и строить различные «вечные» машины, стремясь достичь своей конечной цели — свободной энергии. [ ссылка необходима ]
В 1790 году доктор Конрад Шивьерс изготовил колесо с ременным приводом. Он также предложил машину, в которой несколько шаров приводили в движение водяное колесо и ковшовую цепь (снова поднимающую шары). Другие безуспешно пытались адаптировать его проекты столетие спустя.
[править] Промышленные революции
[править] 1800-е годы
В 1812 году Чарльз Редхеффер из Филадельфии заявил, что разработал «генератор», который может питать другие машины. В ходе расследования было установлено, что питание направлялось от другой подключенной машины. Роберт Фултон разоблачил схемы Редхеффера во время выставки устройства в Нью-Йорке (1813 г. ). Удалив несколько скрывающих деревянные планки, Фултон обнаружил, что ременная передача с кошачьей кишкой проходит через стену на чердак. На чердаке мужчина крутил рукоятку, чтобы включить устройство. [10] [11] [12]
В 1827 году сэр Уильям Конгрив, английский изобретатель и пионер в области ракетостроения, испытал машину, работающую на капиллярном действии, которая не подчинялась бы закону никогда не подниматься выше собственного уровня, чтобы производить непрерывный подъем и переполнение. Устройство имело наклонную плоскость над шкивами. Вверху и внизу проходит бесконечная полоса губки, ложа и, поверх нее, снова бесконечная лента тяжелых грузов, соединенных вместе. Весь стоит над поверхностью неподвижной воды. Конгрив считал, что его система будет работать непрерывно. [13] [14] [15]
В 1866 году Генри Принц Британский описал первый частично погруженный в воду вечный двигатель.
В 1868 году австриец Алоис Драш получил в США патент на машину, обладавшую «упорно-шпоночной передачей» роторного двигателя. Водитель транспортного средства мог наклонять желоб в зависимости от необходимости. Тяжелый шар катился в цилиндрическом желобе вниз, и Драш считал, что при непрерывной регулировке рычагов устройства и выходной мощности можно будет привести в действие транспортное средство. [16]
В 1870 году Э. П. Уиллис из Нью-Хейвена, штат Коннектикут, заработал деньги на «запатентованном» вечном двигателе. История о слишком сложном устройстве со скрытым источником энергии появляется в статье журнала Scientific American « Величайшее открытие, когда-либо сделанное ». Исследование устройства в конечном итоге обнаружило источник энергии, который приводил его в действие. [17]
Сообщается, что Джон Эрнст Уоррелл Кили изобрел двигатель с асинхронным резонансом. Предполагается, что он использовал эфирную «технологию». В 1872 году Кили объявил, что открыл принцип производства энергии, основанный на колебаниях камертонов. Ученые исследовали его машину, которая работала на воде, хотя Кили старался этого избежать. Вскоре после 1872 года венчурные капиталисты обвинили Кили в мошенничестве (они потеряли почти пять миллионов долларов). Машина Кили, как выяснилось после его смерти, была основана на скрытых трубках для подачи воздуха.
В 1881 году Джон Гэмджи разработал машину для производства жидкого аммиака, которая могла работать при температуре кипения за счет испарения под действием лучистого тепла. Результирующее расширение приводило бы в движение поршень. Однако пар не конденсируется в жидкость, чтобы снова начать цикл, что делает систему неработоспособной. Военно-морской флот одобрил устройство и показал его президенту Джеймсу Гарфилду.
В 1899 году Дж. М. Олдрич был арестован за то, что привлек инвесторов для своей машины свободной энергии. Олдрич так и не был осужден. Сообщается, что он продолжал управлять своей схемой. В конечном итоге заинтересованный инвестор при осмотре устройства обнаружил скрытую пружину.
У Марка Энтони Зимара из Италии была огромная машина с пневматическим приводом (по сути, это еще одна попытка создать самовсасывающий ветряк). [18] Его устройство описано в книге Талмэджа Г. Кастена « Вечный двигатель Марка Энтони Зимара ».
Американец Хорас Уикмэм получил патент на машину с множеством вращающихся шариков.
Шотландский сапожник, известный как Спенс , разработал магнитную машину, которая позже была дискредитирована. [ ссылка необходима ]
[править] с 1900 по 1950 год
В 1900 году Никола Тесла заявил, что открыл абстрактный метод, на котором основан вечный двигатель второго рода. Прототип не производился. Сербско-американский физик-изобретатель написал:
»
Отход от известных методов — возможность «самодействующего» двигателя или машины, неодушевленной, но способной, как живое существо, извлекать энергию из среды — идеальный способ получения движущей силы.
»
В 1917 году у португальского химика Джона Эндрюса был зеленый порошок, который, как он утверждал и продемонстрировал, может превращать воду в газ (называемый «добавкой газ-вода»). Сообщается, что он убедил чиновника ВМФ, что это сработало. Эндрюс исчез после начала переговоров. Лаборатория Эндрюса была обшарена и растрепана во время ответного визита представителей USN.
В 1917 году Гарабед Т.К. Гирагосян, как сообщается, обманным путем, разработал машину свободной энергии. Якобы замешанный в заговоре, Вудро Вильсон подписал резолюцию, предлагающую ему защиту. Устройство представляло собой гигантский маховик, который медленно заряжался энергией и выдавал много энергии всего за секунду. [19] [20]
В 1910-х и 1920-х годах Гарри Перриго из Канзас-Сити, выпускник Массачусетского технологического института, заявляет о разработке устройства свободной энергии. Перриго утверждал, что источник энергии был «из воздуха» или из эфирных волн. Перриго продемонстрировал устройство перед Конгрессом США 15 декабря 1917 года. У Перриго была ожидающая рассмотрения заявка (подана 31 декабря 1925 года; серийный номер 78 719) на «Улучшение метода и устройства для накопления и преобразования электрической энергии эфира». Следователи сообщают, что в его устройстве был спрятан мотор. [21] [22] [23]
В 1920-х годах Томас Генри Морей продемонстрировал «устройство лучистой энергии» многим людям, которые не смогли найти скрытый источник энергии.
9 июня 1925 года Герман Плаусон получает патент США 1 540 998 , в котором искровые разрядники используются для преобразования атмосферной энергии. [24]
В 1928 году Лестер Хендершот уговорил армейского коменданта одобрить его машину свободной энергии. По словам его сыновей, записи Лестера были утеряны. [25] [26]
8 марта 1928 года Эдгар Кейси из Чикаго, штат Иллинойс, описывает «Двигатели без топлива» (чтение 4665-1). [27] [28]
В 1946 году Джон Серл якобы создал Генератор на Эффекте Серла (SEG), который он видел, как построить в повторяющемся сне [29]
После 1940-х годов Говард Роберт Джонсон разрабатывает двигатель с постоянными магнитами. Он получает патент США US4151431[2] 24 апреля 1979 года. О дальнейшей судьбе его устройства мало информации. [30] [31] [32] [33]
[править] Современная эра
[править] 1951-1980
Виктор Шаубергер утверждал, что обнаружил в воде некую особую вихревую энергию. После его смерти в 1958 году люди до сих пор изучают его работы. [34]
Пауль Бауманн, немецкий инженер, разрабатывает машину под названием «Тестатика». Работа устройства была зарегистрирована еще в 1960-х годах в месте под названием Метернита (недалеко от Берна, Швейцария). Предположительно, общество получает выгоду от изобретения. [ ссылка необходима ]
В 1962 году физик Ричард Фейнман постулировал броуновский храповик, который будет извлекать значимую работу из броуновского движения, хотя он продолжал демонстрировать, как такое устройство не работает на практике.
В 1966 году Йозеф Папп (иногда называемый Джозеф Папп или Джозеф Папф ) предположительно разработал альтернативный автомобильный двигатель, в котором использовались инертные газы. Он привлек несколько инвесторов, но когда двигатель был публично продемонстрирован, в результате взрыва один из наблюдателей погиб и двое других получили ранения. Г-н Папп обвинил в аварии вмешательство физика Ричарда Фейнмана, который позже поделился своими наблюдениями в статье в LASER, Journal of the Southern Californian Skeptics. [35] Папп продолжал принимать деньги, но так и не продемонстрировал другой двигатель.
У Гвидо Франча, как сообщается, был процесс превращения атомов воды в высокооктановые соединения бензина (названные Мота-топливо ), который снизил цену бензина до 8 центов за галлон. В этом процессе участвовал зеленый порошок (это утверждение может быть связано с аналогичными утверждениями Джона Эндрюса (1917)). В 1954 году он предстал перед судом за мошенничество, но был оправдан; но в 1973 году был осужден. Судья Уильям Бауэр и судья Филип Ромити наблюдали за демонстрацией в 1954 дело. [36] [37] [38]
В 1958 году Отис Карр из Оклахомы основал компанию по производству космических кораблей и кораблей на воздушной подушке в стиле НЛО. Карр продал акции для этого коммерческого предприятия. Он также продвигал машины свободной энергии. Среди прочего, он утверждал, что его вдохновлял Никола Тесла. С 2004 года Деннис Ли (изобретатель) использует свои устройства. [39] [40]
Дэвид МакКлинток утверждал, что использует воздух в качестве топлива, и имел патент (US2982261 [зарегистрирован на Клео Л. МакКлинток ]). «Пневматический двигатель МакКлинтока» описывается как гибрид дизельного двигателя и роторного двигателя. Сообщается, что он не потреблял обычное топливо и работал автономно (приводил в действие внутренний воздушный компрессор). Устройство имело три цилиндра со степенью сжатия 27:1, генерировало высокий крутящий момент, производило тепло и имело солнечную и планетарную передачи. [41] [42] [43]
Сообщается, что Эдвин В. Грей разрабатывает двигатель электромагнитной ассоциации (EMA). В скептическом исследовании устройства было отказано (и ни одно нейтральное или знающее лицо не тестировало устройство. Скептики заявляют, что устройство содержит «разряженные» батареи). Якобы он неэтично привлекает финансирование от инвесторов. Грей умер 19 апреля.89, при загадочных обстоятельствах. [44] [45] [46]
В 1970-х годах Дэвид Хэмел производит устройство Hamel [ необходима ссылка ]
В 1977 году Арнольд Бёрк, религиозный человек, разрабатывает устройство, названное «Иеремия 33:3» (библейский отрывок гласит: « Воззови ко мне, и я отвечу тебе, и поведаю тебе великие и сокровенные вещи, которые ты не знал «). Берк собирает 800 000 долларов инвестиций для своего « самодействующий насос ». В 1979 году проводится открытое испытание, и, как сообщается, следователи обнаруживают скрытый источник питания электричества. Позже Берк и его партнеры собирают 250 000 долларов, чтобы заплатить за обвинение в мошенничестве. Берк до сих пор утверждает, что его устройство работает. [47 ]
20 декабря 1977 года Эмиль Т. Хартман получил патент США 4 215 330 под названием « Двигательная установка с постоянными магнитами ». (ред., это устройство связано с простой магнитной игрушкой Overunity (SMOT))
В 1977 году Роберт Джордж Адамс (Новая Зеландия) разрабатывает двигатель Адамса. У Адамса было много теорий об эфире. Он стремился получить патенты на свою работу (и получил патент Великобритании, GB2282708, совместно с Гарольдом Аспденом). Споры по поводу измерения мощности двигателя все еще ведутся. Говорят, что Адамсу около 80 лет, он имеет научное образование и рассуждает об альтернативной физике. [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56]
В 1978 году Роберт Стюарт разработал фреоновую машину, которая могла работать при температуре замерзания за счет испарения за счет лучистого тепла для двигателя с замкнутым циклом. Однако пар не конденсируется в жидкость, чтобы снова начать цикл, что делает систему неработоспособной. Этот дизайн может быть связан с работой Джона Гэмджи (1882 г.). Сообщается, что Стюарт получил более 3 000 000 долларов инвестиционных денег (в основном от фермеров). Позже Стюарт исчез.
Рори Джонсон из Элгина, штат Иллинойс, заявляет о разработке магнитного двигателя, работающего на основе процесса холодного синтеза, активируемого лазером. Устройство весило 475 фунтов (215 кг). Сообщалось, что источником топлива было 2 фунта (1 кг) дейтерия. Сообщается, что устройство выдает 525 л.с. (391 кВт). Джонсон заявил, что он проедет на большом грузовике или автобусе 100 000 миль (160 000 км). Джонсон заключил несколько контрактов на свое устройство. Позже Джонсон перевез все свое лабораторное оборудование в Калифорнию и вскоре умер. [57] [58]
В 1978 году физик Р. Джезеф Маглих заявил о разработке сверхъединичного устройства, которое контролировало и использовало термоядерную энергию из морской воды. Это может быть связано с термоядерным генератором, впервые разработанным доктором Богданом Маглишем в Принстоне, штат Нью-Джерси (в 1973 году). [59] [60] [61] [62]
14 февраля 1978 г. Дэниел Бейкер получил патент США № 4 074 153 под названием «9».0121 Магнитный движитель «,
В 1979 году Ховард Р. Джонсон получает патент США 4 151 431 под названием « Двигатель с постоянными магнитами ».
Кит Кеньон заявляет о разработке сверхединичного устройства. В расчетах, похоже, не учитывался коэффициент мощности (также известный как фазовый угол). Демонстрация никогда открыто не подключала выход к своему входу.
Билл Мюллер и Кармен Мюллер, оба из Германии, разрабатывают «Мотор-генератор Мюллера». Они собирают инвестиции для устройства. Как сообщается, демонстрации и проверки работающей модели не проводилось. [64] [65] [66]
Стивен Уокер начинает продвигать двигатель с постоянными магнитами. Стивен утверждает, что с ноября 2002 года рабочие образцы будут доступны по почте. К 12 декабря того же года Стивен отменяет предложение (контакт недоступен). По состоянию на 2004 год снова перспективное устройство.
[править] с 1981 по 1999 год
В 1984 году Джозеф Ньюман заявляет о разработке устройства свободной энергии, основанного, как сообщается, на альтернативной физике. Ньюман подал в суд на патентное ведомство США, чтобы оно признало его устройство. Предыдущий анализ устройства неправильно измерил истинную выходную мощность машины. При расчете мощности не учитывался несинусоидальный потребляемый ток. Ньюман, изначально открытый для тестирования, теперь (как сообщается) отказывается отправлять модуль для тестирования. В 1970-х годов Ньюман провел недельную демонстрацию в Луизиане Супердоум в Новом Орлеане (присутствовало 9000 человек со всей страны). Ньюман судится с некоторыми бывшими инвесторами, которые, как он утверждает, пытаются украсть дизайн.
В 1984 году преобразователь Kromery [67] предполагал использование эффектов резонанса для перезарядки свинцово-кислотной батареи. Светящиеся претензии сделаны для его производительности.
В 1985 году Грег Уотсон из Австралии заявил о разработке Простая магнитная игрушка Overunity (SMOT). В SMOT стальной шар под действием магнетизма поднимается вверх по наклонной поверхности, а затем падает, так что магнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Уотсон утверждает, что затем происходит эффект, называемый «перекалибровка», позволяющий повторить процесс без применения внешней энергии. В 1997 году он продает комплекты для устройства. Скептики заявляют, что попытки воспроизвести потерпели неудачу. Сообщается, что инвесторы не смогли вернуть свои вложения.
Джон Бедини заявил о разработке нескольких устройств свободной энергии. [68] [69] [70] Бедини, как сообщается, отказался разрешить независимое расследование.
В 1986 году Брюс Де Пальма заявил о разработке сверхобъединительной машины (называемой « N-Machine » или « N Machine »), которая была описана как униполярный генератор с замкнутым контуром с выходной мощностью, в четыре раза превышающей потребляемую. . В нем использовался цельный ротор, а не современные электрические генераторы, состоящие из двух частей: ротора и статора. По сути, это был намагниченный гироскоп. Де Пальма не хотел помогать независимым исследователям, таким как PSITRON, анализировать его устройство. Один профессор электротехники проанализировал это устройство, но скептики утверждают, что исследование содержало ошибку измерения. Де Пальма был соратником Ричарда К. Хогланда. Де Пальма умер в 1997. [71] [72] [73] [74] [75] [76]
С 1988 года Деннис Ли обещал продемонстрировать бесплатное электричество. Ли утверждает, что у него есть двигатель Фишера, устройство встречного вращения (CRD) и сверхобъемный двигатель. Ли имеет смесь религиозных и экстремистских политических убеждений. Ли инвестировал в усилия Джона Серла, усилия Стэнли Мейера, а в 2001 году присоединился к Полу Пантону в турне по штату США. Том Напье считает, что устройство Ли, возможно, воскресило проекты Гэмджи (1881 г. ). [77]
Стефан Маринов, болгарский физик, заявляет о разработке машины свободной энергии. Маринов, якобы, измерил абсолютную скорость и направление Млечного Пути внутри закрытой комнаты по « первое означает » и « третье означает ». Маринов утверждает, что с ним связался Метернита « культ » и он раскрыл их тайну. Прежде чем обнародовать информацию, он покончил жизнь самоубийством 15 июля 1997 года. [78] [79]
Рейдар Финсруд из Фрогна, Норвегия, разрабатывает «движущуюся скульптуру», в которой, как он утверждает, металлический шар теоретически может двигаться вечно без внешнего воздействия. Он утверждает, что шар будет продолжать двигаться, «пока скульптура не развалится». Сообщается, что мяч движется без перерыва в течение многих дней. [80] [81] [82] [83] [84] [85]
Д-р Юрий С. Потапов из Кишинева, Молдова, заявляет о разработке (и впоследствии продаже) сверхединичного электротермального генератора на водной основе (называемого «Юсмар 1»). Он основал компанию YUSMAR для продвижения своего устройства. Как сообщается, устройство не сработало, и инвесторы не смогли вернуть свои вложения. [86] [87] [88] [89]
CETI заявила о разработке устройства, которое вырабатывает аномальное (хотя и небольшое) количество тепла — возможно, холодный синтез. Скептики утверждают, что данные могут быть связаны с неточными измерениями эффектов трения от охлаждающего потока через гранулы. Джед Ротвелл (редактор журнала Infinite Energy Magazine) утверждает, что «испытания элементов CETI в Motorola, SRI и Французской комиссии по атомной энергии не показали заметного трения».0901 [90] [91]
Парамахамса Тевари из Индии заявил о разработке устройства, которое представляет собой электрический генератор с КПД 200%. (Скептики утверждают, что его измерения сомнительны). [92] [93] [94] [95]
Брюс Перро заявил об открытии нового элемента, разработал плазмотрон, сконструировал ионный насос и разрабатывает несколько устройств «лучистой энергии». [96] [97] [98]
Брайан Коллин из Австралии утверждает, что получил откровение от Бога, которое вдохновило его на создание устройства для получения свободной энергии. Инвесторы не смогли вернуть свое финансирование (около 80 000 долларов). Нет доступной информации (по состоянию на 2004 г.) о том, тестировалась ли конструкция.
Примерно в 1990 году Дон Уоттс из Лас-Вегаса заявил о разработке блока центробежного усиления и преобразования энергии (CEACU). Ходят слухи, что на устройство был запатентован. Как сообщается, устройства были частью схемы мошенничества с инвестициями. [99] [100] [101]
В 1990-х годах Каваи и Такахаши, оба из Японии, заявили, что независимо друг от друга разработали магнитные двигатели. Сообщается, что они были оценены компанией Magnetic Power, Inc. По словам исследователей, ни одно из протестированных устройств не показало избыточной работы под нагрузкой. Скептики утверждают, что это не что иное, как разрядка батарей. Сообщается, что в Японии выданы патенты как на двигатель Takahashi , так и на двигатель Takahashi .0121 Каваи двигатель . Предполагается, что двигатель Takahashi используется в мотороллере, который может ездить на большие расстояния на одной батарее (со скоростью около 50 миль в час). По последним сообщениям, производство двигателя началось, и изобретатель расширяет возможности двигателя для управления автомобилями. [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108]
В 1991 году Трой Рид из Оклахомы заявил о разработке прототипа небольшого двигателя с постоянными магнитами (а позже и более крупного двигателя). Устройство состоит из постоянных магнитов, размещенных на четырех дисках (по восемь на каждом). Два внешних диска неподвижны. Два внутренних установлены на общем вращающемся валу. Компания Reed выдала лицензии на производство двигателя и получила инвестиционные деньги на сверхобъединительное устройство. [109] [110] [111] [112]
В 1996 году Стэнли Мейер из округа Фейет, штат Огайо, заявляет о разработке автомобиля с водным двигателем. Мейер получил более 28 патентов. У Мейера есть смесь христианства и патриотической политики, переплетенных с протонаучной теорией. Мейер был признан виновным в мошенничестве (после испытания водяного топливного элемента перед судьей из Огайо). Мейера преследовали не за изобретение, а за продажу «дилерских центров». Мейер отказался от независимых измерений и исследований своего устройства. Мейерс умер в начале 1998. [113] [114] [115] [116]
В январе 1998 года Барбара Хикокс из Нью-Мексико объявляет о владении патентом US4249096, Electric Dynamo (1981). Устройство состоит из центрального вращающегося спирального непроводящего цилиндра, в который помещены небольшие цилиндрические постоянные магниты (один полюс наружу). Стоимость систем, как сообщается, составляет около 7500 долларов. Сообщается, что Хикокс разработал устройство вместе с Говардом Хьюзом и его летчиком-испытателем. Скептики утверждают, что система основана на « fusion power «. [117] [110] [118]
В 1999 году Санджай Амин из Янгстауна, штат Огайо, основал Entropy Systems Inc. (ESI). Компания получила 3,5 миллиона долларов инвестиций в устройство, которое, как утверждается, нарушает второй закон термодинамики, производя энергию за счет поглощения тепла из атмосферного воздуха (и этот внешний резервуар может иметь любую температуру (даже минусовую)). Технология была запатентована в США, Европе и Австралии. Технология была протестирована экспертами Ford Motor Company, Университета Янгстауна, Университета Пердью и Университета штата Пенсильвания. Скептики утверждают, что в предыдущих исследованиях была ошибка измерения. [119] [120] [121] [122] [123] [124]
В 1999 году Роберт «Пол» ЛеБретон объявил о разработке « Millennium Motor » (по сути, двигателя с постоянными магнитами). Устройство, предположительно, работает без топлива или автомобильных аккумуляторных батарей. Сообщается, что прототип мощностью 600 лошадиных сил (447 кВт) был построен. Скептики утверждают, что он психически неуравновешенный. [125]
В 1999 году Ренцо Босколи из Италии заявил, что разработал метод низкоэнергетических ядерных реакций. Босколи не продемонстрировал и не представил доказательств, обещанных следователям журнала Infinite Energy Magazine. [126] [127] [128]
[править] 21 век
В начале 21 века ископаемое топливо было все еще относительно дешевым, но растущие опасения по поводу энергетической безопасности, глобального потепления и возможного истощения ископаемого топлива привели к расширению интереса ко всем доступным формам альтернативной энергии. . Неуклонный рост цен на нефть после 2003 г. привел к росту опасений по поводу неизбежности пика добычи нефти, что еще больше повысило интерес к коммерческой ветроэнергетике. Более ранние нефтяные потрясения уже заставили многих коммунальных и промышленных потребителей нефти перейти на уголь или природный газ. У природного газа начались проблемы с поставками, а энергия ветра показала потенциал для замены природного газа при производстве электроэнергии.
[править] 2000-е
В 2001 году Карл Тилли и Роберт Кибби из Теннесси заявили, что построили сверхединичное устройство. Демонстрация 9 февраля 2001 г. провалилась, и с тех пор они не предпринимали попыток проведения демонстрации.
В 2001 году австралийская фирма Lutec рекламирует Lutec1000, который, как утверждается, имеет 6-кратное увеличение энергии [3]. Статус изобретения группы: «дата выпуска отложена на неопределенный срок из-за возможных переговоров о передаче технологии» [129] .
В 2002 году группа GWE (Genesis World Energy) заявила, что 400 человек разработали некое устройство, которое, по-видимому, разделяет воду на H9.0196 2 и O 2 с меньшим потреблением энергии, чем обычно считается возможным. Никаких независимых подтверждений их заявлений так и не было сделано, а в 2006 году основатель компании Патрик Келли был приговорен к пяти годам тюрьмы за кражу средств у инвесторов [130] .
26 марта 2002 г. пятью изобретателями: Стивеном Л. Патриком, Томасом Э. Берденом, Джеймсом К. Хейсом, Джеймсом Л. Кенни и Кеннет Д. Мур. Пока еще нет рабочего прототипа, и в 2006 году Берден заявил, что ему все еще нужно от 10 до 12 миллионов долларов для разработки коммерческого продукта на основе технологии 9.0901 [131] .
В 2006 году компания Steorn Ltd. заявила, что построила сверхединичное устройство на основе вращающихся магнитов, и разместила рекламу, призывающую ученых проверить их утверждения. Процесс отбора двенадцати начался в сентябре 2006 г. и завершился в декабре 2006 г. [132] Отобранное жюри начало расследование требований Стеорна. Публичная демонстрация, запланированная на 4 июля 2007 г., была отменена по «техническим причинам». [133]
В конце 2006 года Erke Energy Research and Engineering Corporation, расположенная в Стамбуле, Турция, заявила, что произвела генератор свободной энергии, «основанный на принципе инерции». Других подробностей не было
В начале 2008 года Тейн Хейнс заявил, что разработал вечный двигатель на основе «обратной электродвижущей силы (обратной ЭДС)», которую он назвал Перепитейя.
[править] Ссылки
[править] Общая информация
Криг, Эрик, « История Эрика о вечном двигателе и машинах со свободной энергией ». (изд., Эта статья основана на работе Крига. )
[править] Информационные ресурсы
Аллан, Стерлинг Д., « Изобретатели свободной энергии ». 11 декабря 2003 г.
Ханс-Питер, « Хронология вечного двигателя «. Вечный двигатель HP.
Макмиллан, Дэвид М. и др., « Паутина катящегося шара, онлайн-сборник скульптур, часов и т. д. катящегося шара ».
Линхард, Джон Х., « Вечный двигатель ». Двигатели нашей изобретательности, 1997.
Гусева Мария, » Предполагаемое создание вечного источника энергии раскололо научное сообщество ». Правда.ру.
« Патенты на нерабочие устройства «. Музей неисправных устройств.
« Пионеры вечного двигателя (Двигатели и шейкеры) «. Музей неисправных устройств.
Энциклопедия 1911 года, « вечный двигатель «. LoveToKnow, корп.
Боэс, Алекс, « Музей мистификаций «.
Килти, Кевин Т., « Вечный двигатель ». 1999.
Берден, Том, « ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРОТИВ «РАБОТАЮЩИХ МАШИН, СОЗДАЮЩИХ ЭНЕРГИЮ ИЗ НИЧЕГО» 9 Первоначально на http://steorn.net/en/news.aspx?p=2&id=981
[править] Библиография
Орд-Юм, Артур В.Дж. Г., « Вечный двигатель: история одержимости ». Нью-Йорк, издательство Сент-Мартинс. 1977. ISBN 0-312-60131-X
.
Ангрист, Стэнли В. , « Вечный двигатель ». Научный американец. Январь 1968 года.
» Инструкции по сборке вечного двигателя без использования воды или груза «.
Чайлдресс Х., Дэвид, Справочник по устройству свободной энергии (Волшебное колесо и др.)
[править] См. также
Энергетический портал
История солнечных батарей
История ветроэнергетики
Коммерциализация возобновляемых источников энергии
RAV4 Prime 2022 года | Возьмите на себя ответственность за свой путь.
RAV4 Prime Специальные предложения
Откройте для себя местные специальные предложения и предложения с ограниченным сроком действия уже сегодня.
Посмотреть предложения
ПЕРЕТАЩИТЕ, ЧТОБЫ ПОВЕРНУТЬ
Silver Sky Metallic/Midnight Black Metallic Roof
Цены и цвета могут различаться в зависимости от модели.
Сборка
Местные блюда
Prius Prime Specials
Откройте для себя местные специальные предложения и предложения с ограниченным сроком действия уже сегодня.
Посмотреть предложения
Часто задаваемые вопросы Загрузить брошюру Найти аксессуары Платежный калькулятор
См. полную галерею
См. полную галерею
Обзор 360°
Гарантия на батарею гибридного автомобиля
Спокойствие перед долгим путешествием. Каждая гарантия Toyota Hybrid Battery для моделей 2022 года распространяется на 10 лет с даты первого использования или на 150 000 миль пробега, в зависимости от того, что наступит раньше.
Подробнее
302 л.с.
RAV4 Prime с впечатляющей совокупной чистой мощностью 302 л.с. является нашим самым мощным RAV4.
Полный привод
Стандартная система полного привода (AWD) на RAV4 Prime разработана для обеспечения оптимальной тяги и потрясающей производительности.
Электрифицированный привод
Наслаждайтесь эффективностью 42-мильной поездки на полностью заряженном электромобиле, рассчитанной Агентством по охране окружающей среды, , и продолжайте движение вместе с оценкой Агентства по охране окружающей среды 94 мили на галлон.
Посмотреть все функции производительности
9-дюймовый мультимедийный дисплей
Повысьте удобство благодаря доступному 9-дюймовому дисплею RAV4 Prime. мультимедийный дисплей.
Проекционный дисплей
Получайте всю необходимую информацию о вождении прямо перед собой с помощью проекционного дисплея RAV Prime (HUD).
USB-порты и Qi-совместимая беспроводная зарядка
Пять USB-портов и Qi-совместимая беспроводная зарядка 9Пэд 2932 поможет вам зарядиться энергией.
Посмотреть все технологические характеристики
Подрулевые лепестки
Больше контроля. Больше острых ощущений. Доступные подрулевые лепестки переключения передач передают мощность RAV4 прямо в ваши руки.
Передние сиденья премиум-класса
Сиденье водителя RAV4 Prime имеет электроприводную регулировку в 8 направлениях и поясничную опору, а переднее и пассажирское сиденья оснащены многоступенчатым подогревом.
Панорамная крыша
Доступная панорамная стеклянная крыша готова расширить обзор на открытое небо.
Посмотреть все элементы интерьера
Награды и признание
Награды и признание
2022 Toyota Rav4 Prime — это IIHS TSP+
См. Обзоры и детали
См. Обзор и подробности
9000
5. RAV4 Prime в сравнении с конкурентами
См. подробные сравнения
См. подробные сравнения
Оценщик платежей
Оценщик платежей
Используйте инструмент расчета платежей, чтобы оценить варианты оплаты.
См. способы оплаты
См. способы оплаты
Просмотреть еще
Мультимедиа в дороге
Мультимедиа в дороге
Наслаждайтесь мультимедийной системой с интеграцией Apple CarPlay ® для вашего iPhone ® , Android Auto ™ для совместимых устройств Android ™ , совместимость с Amazon Alexa и SiriusXM ® (включает 3-месячную пробную подписку на план Platinum).
Португальский самодельщик смастерил реактивный двигатель с 3D-печатным компрессором
Новости
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
6
Это еще один проект Жоэля под ником Integza. Видимо, с паровыми машинами он наигрался, так что настала пора взяться за реактивные двигатели.
Сразу оговоримся, что это не турбореактивный, а скорее вариант мотокомпрессорного воздушно-реактивного двигателя. Подобные комбинированные силовые установки испытывались в середине прошлого века (сама идея родилась где-то в начале двадцатого столетия) как промежуточный этап на пути к полноценным реактивным двигателям. Первым летающим образцом с такой силовой установкой, скорее всего, стал опытный итальянский самолет Caproni Campini N.1, поднявшийся в воздух в 1940-м году, а самый известный отечественный пример — И-250 Микояна и Гуревича, взлетевший в 1944-м. Идея быстро канула в небытие с появлением серийных турбореактивных двигателей.
Caproni Campini N.1
Суть таких силовых установок в том, что компрессор приводится в движение отдельным мотором, то есть это реактивный двигатель, но не турбинный. В указанных выше самолетах за раскрутку компрессора отвечал поршневой мотор, затем в массу сжатого воздуха впрыскивалось горючее, ну а дальше горящая смесь генерировала тягу. В случае с И-250 поршневой двигатель крутил еще и обычный винт.
Схема силовой установки И-250
Вариант Жоэля отличается от «старичков» тем, что вместо двигателя внутреннего сгорания компрессор имеет электрический привод, но в остальном суть та же. С одной стороны, это менее эффективная схема, чем турбореактивные двигатели, но с другой — раз нет турбины, то не нужно заморачиваться с теплостойкими и идеально сбалансированными лопатками. Главное, чтобы температуру выдерживали камера сгорания и сопло. Корпус и крыльчатку центробежного компрессора Жэоль вообще напечатал из пластика на FDM 3D-принтере, так как обороты относительно невысоки.
Самой сложной частью при запуске предсказуемо оказалась регулировка горючей смеси с равномерным впрыском бутана, служащего топливом, так что пришлось мастерить кольцевую камеру. Весит двигатель всего 325 грамм, а генерируемой тяги еле-еле хватает, чтобы сдвинуть с места трехкилограммовый скейтборд. Зато как шумит!
Перед просмотром видео настоятельно рекомендуем убрать с коленей спящих котиков или запастись пластырями (поверьте нашему опыту):
Integza
реактивный двигатель
МКВРД
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
6
Еще больше интересных статей
6
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Компания REC, один из ведущих российских производителей расходных материалов для FDM/FFF 3D-принтеро. ..
Читать дальше
4
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Немецкая компания 4D Concepts GmbH уже более двадцати пяти лет предоставляет услуги 3D-печати, а нед…
Читать дальше
56
Подпишитесь на автора
Подписаться
Не хочу
Дорогие друзья!
3D-печатники, мейкеры и просто неравнодушные люди в России подключа…
Читать дальше
General Electric напечатала на 3D-принтере миниатюрный реактивный двигатель
General Electric напечатала на 3D-принтере миниатюрный реактивный двигатель | Авиатранспортное обозрение
Деловой авиационный портал
Новости
15 мая 2015 ATO.ru
Теги:
Новости, Промышленность, Двигатели, Разработки, General Electric
Сотрудники американской корпорации General Electric напечатали на 3D-принтере мини-версию реактивного двигателя, сообщили в компании. Частота вращений силовой установки достигла 33 тыс. об./мин. Размер модели составил около фута (30,5 см) в ширину и примерно 8 дюймов в высоту (20,3 см).
Мини-двигатель собирался в течение нескольких лет. Он предназначен для испытаний, которые направлены на выявление возможностей напечатанных на 3D-принтере компонентов. Проверка работоспособности двигателя проводилась в тех же условиях, в которых испытываются полномасштабные модели. «Мы хотели посмотреть, получится ли у нас собрать работающую силовую установку при условии, что в ней будут использованы в основном детали, изготовленные с помощью аддитивных технологий», — рассказал один из инженеров, участвовавших в проекте.
Вы прочитали 30% текста.
Это закрытый материал портала ATO.RU. Полный текст материала доступен только по платной подписке.
Месяц
699 ₽ 23 ₽ в день
Полгода
2999 ₽ 17 ₽ в день
Год
4999 ₽ 14 ₽ в день
Подписка на материалы ATO. ru предоставляет доступ ко всем закрытым материалам сайта — новостям, аналитике, инфографике — уникальному контенту, каждый день создаваемому редакцией ATO.ru. Кроме этого, Вы получаете доступ к материалам «Ежегодника АТО» и ко всему архиву журнала «Авиатранспортное обозрение», выходившему с 1999 по 2019 год.
Вопросы, связанные с платным доступом, направляйте на адрес [email protected]
Для пенсионеров у нас 50% скидка на все виды доступа. Зарегистрируйтесь на сайте под своим реальным ФИО (например, Иван Иванович Ивванов), указав, что Вы пенсионер, и отправьте с емэйла, который указали при регистрации скан/фотографию подтверждающего документа по адресу [email protected].
Услуга «Автоплатеж». За двое суток до окончания вашей подписки, с вашей банковской карты автоматически спишется оплата подписки на следующий период, но мы предупредим вас об этом заранее отдельным письмом. Отказаться от этой услуги можно в любое время в личном кабинете на вкладке Подписка. Подробные условия автоматической пролонгации подписки.
Приобретение бумажных и pdf-версий изданий ИД «А.Б.Е.Медиа», включая Ежегодник АТО и архивные номера журнала «Аввиатранспортное обозрение»:
Я подписчик / Я активировал промокод. Если у вас есть неактивированный промокод, авторизуйтесь/зарегистрируйтесь на сайте и введите его в своем Личном кабинете на вкладке Подписка
Ссылки по теме
Российский двигатель для самолета Superjet прошел стендовые испытания
Модель мотогондолы двигателя для самолета Superjet-New испытали в ЦАГИ
Прочностные испытания пилона двигателя для самолета МС-21-310 провели в ЦАГИ
SITA ищет партнеров для расширения в сторону смарт-технологий
Конференция «Аддитивные технологии в авиаиндустрии» на HeliRussia 2022
Создание и сертификацию полностью российского двигателя для Superjet 100 планируется ускорить
Airbus A320neo проходит испытания с еще более эффективным двигателем
Европейский регулятор выдал бесполезный сертификат на канадский двигатель для российского вертолета
15 мая 2015 ATO. ru
Понравился материал?
Google предполагает, что вам это будет интересно
2022-11-04 13:19
Авиакомпания NordStar добавит новые направления в осенне-зимнюю навигацию :: Контекст >>
2022-11-04 13:09
Аэропорт Красноярск перешел на осенне-зимнее расписание :: Контекст >>
2022-11-04 12:43
В зимнем расписании аэропорта Калининграда сохраняются практически все направления :: Контекст >>
2022-11-04 12:18
Аэропорт Новокузнецк будет обслуживать 9 маршрутов силами 8 авиакомпаний в зимнюю навигацию :: Контекст >>
2022-11-04 11:37
«Россия» будет выполнять рейсы по 50 внутренним направлениям и в шесть зарубежных стран зимой :: Контекст >>
Популярные материалы
Полностью российский самолет МС-21 взлетит в апреле 2024 года
Некоммерческое использование материалов сайта ATO.ru (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу www. ato.ru. Любое коммерческое использование, а также перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.
TWERP — Миниджеты
Rutan Quickie Q1 модифицирован для установки двух ТРД PBS TJ-40. Источник: любезно предоставлено компанией Wasabi во время летных испытаний
TWERP. N68TQ — это самолет Rutan Quickie Q1, разработанный и модифицированный во время испытательного полета Wasabi для установки двух небольших турбореактивных двигателей PBS TJ-40. Цель программы заключалась в том, чтобы стать летающим испытательным стендом для первого пилотируемого применения этих двигателей и изучить их характеристики и надежность, особенно на высоте. Quickie был выбран из-за его очень низкого общего сопротивления (~ 0,9кв. футов), идеально подходит для испытаний небольших двигателей следующего поколения.
Twerp Общие данные
Quickie Designer
Burt Rutan
Twerp Designers
Elliot Seguin
Justin Gillen
Type
Twin light jet aircraft
First flight
May 13, 2016
Nb. Построен
1
Экипаж
1
Силовая установка
Engine
PBS
TJ-40
Count
2
Type
Turbojet
Max. характеристики
395 Н
88 фунтов
Размеры
Пролет
5,08 м
16,7 футов
Length
5,30 m
17.9 ft
Height
1,35 m
4.4 ft
Aereas
5 m²
53.8 ft²
Weights
Empty
112 kg
245 lb
Crew
kg
lb
Fuel standard
26, 5l
7 US Gal
Дополнительное топливо
75,7 л
20 галлонов США
Макс. допустимый
220 кг
485 фунтов
Характеристики
Vne – Макс. скорость
210 км/ч
130 миль/ч
Vno – Макс.круз. скорость
км/ч
миль/ч
Vs – Скорость сваливания
90 км/ч
56 миль/ч
Макс. скороподъемность
m/min
ft/min
Service ceiling
m
ft
Range
min
Landing speed
km/h
mph
Расстояние T.O до 50 футов
M
YDS
Расстояние посадки от 50 футов
M
YDS
Engine Location
. Запас Quickee Engine Mined Onted Настроил двигатель. примерно 80 фунтов по сравнению с реактивными двигателями, каждый из которых весил 8 фунтов.
Twerp, начальная конфигурация двигателя. Источник: любезно предоставлено Wasabi Test Flight
. Нос самолета был выдвинут примерно на три фута, чтобы разместить реактивные двигатели достаточно далеко вперед от фюзеляжа, чтобы компенсировать эту разницу в весе.
Очень коротких запусков двигателя было достаточно, чтобы показать , что температуру кожи будет слишком сложно контролировать в этом носовом месте. Обшивка фюзеляжа в кормовой части за и под задним крылом достигала 170 градусов по Фаренгейту даже на холостом ходу при встречном ветре.
В результате двигатели были перемещены позади пилота и ниже основного крыла.
Twerp, окончательная конфигурация двигателя. Источник: любезно предоставлено Wasabi Test Flight
. В этом месте использовалась переборка спинки сиденья для переноса тяги на фюзеляж, но вес двигателей располагался за ЦТ.
Для того, чтобы самолет находился в пределах заявленного диапазона центровки, в носовой части самолета было установлено пятьдесят фунтов балласта.
Турбореактивный двигатель АЛ-31Ф («изделие 99») разработан в 70-х годах на Московском машиностроительном производственном предприятии «Салют» под руководством генерального конструктора В.М.Чепкина для самолёта Су-27 и его модификаций. Серийное производство организовано в 1981 году на Уфимском машиностроительном производственном объединении.
АЛ-31Ф представляет собой двухвальный двухконтурный турбореактивный двиатель со смещением потоков за турбиной. Двигатель имеет модульную конструкцию. Он состоит из 4-ступенчатого компрессора низкого давления с регулируемым входным направляющим аппаратом, промежуточного корпуса с центральной коробкой приводов, 10-ступенчатого компрессора высокого давления с регулируемой первой группой ступеней, наружного контура, кольцевой камеры сгорания, одноступенчатой охлаждаемой турбины высокого давления, одноступенчатой охлаждаемой турбины низкого давления, форсажной камеры и сверхзвукового реактивного сопла. Двигатель имеет верхнее расположение агрегатов. Маслосистема замкнутая. Запуск осуществляется от воздушного стартера. Двигатель работает на авиационном керосине марок Т-1, ТС-1, РТ.
Поставлялся на экспорт в Индию и Китай. Капитальный ремонт осуществляется на авиаремонтном заводе №121 в Кубинке.
Модификации:
АЛ-31К — двигатель для палубного самолёта Су-33. Тяга на форсаже увеличена до 13300 кгс. Отличается дополнительной антикоррозионной защитой.
АЛ-31СТ — двигатель для газоперекачивающих станций.
АЛ-31Ф — базовый. Устанавливается на Су-27, Су-27УБ, Су-30, Су-34, Су-35.
АЛ-31ФM1 — модернизированный. Тяга на форсаже увеличена до 13500 кгс, назначенный ресурс до 2000 часов.
АЛ-31ФM2 — форсированный до 14000 кгс. Отличается трёхступенчатым компрессором низкого давления. Ресурс увеличен до 3000 часов.
АЛ-31ФM3 — форсированный.
АЛ-31ФН — с нижним расположение коробки приводов. Разработан по заказу Китая.
АЛ-31ФП (АЛ-31ФУ) — с поворотным соплом. Разработан в 1988-1994 годах. Масса увеличена на 110 кг, длина — на 0,4 м. Устанавливался на Су-30МКИ, Су-33УБ, Су-37. Поставляется на экспорт в Индию.
Технические харктеристики
Габариты, мм:
длина
диаметр
высота
4945
910
1240
Масса, кг
1530
Удельный расход топлива, кг/кгс·ч:
на максимальном режиме
на форсаже
на крейсерском режиме
0,75
1,96
0,666
Степень двухконтурности
0,571
Расход воздуха через компрессор, кг/с
112
Степень повышения давления в компрессоре
23
Температура газа перед турбиной, °C
1387
Тяга, кгс:
максимальная бесфорсажная
на форсаже
7850
12500
Частота вращения ротора, об/мин.
—
Ресурс, час.
—
Литература
Ильин В.Е. Многофункциональный истребитель Су-30МКИ // Авиация и космонавтика. — 1998. — № 11-12. — С. 15-19.
Фомин А. Су-27. — М.: «Гончар», «Полигон», 1993. — С. 14-16.
Чепкин В.М. Шедевр двадцатого века // Двигатель. — 2000. — №3. — С. 12-13.
Язов Г. Первенец авиационного двигателестроения // Крылья Родины. — 1996. — №6. — С. 30.
характеристики, особенности, устройство и ремонт
Одним из самых известных двигателей АвтоВАЗ остается модель 21099 карбюратор. Он зарекомендовал себя, как проверенный и надежный силовой агрегат с простой конструкцией и возможностью осуществлять ремонт своими руками. Статья расскажет о проведении самых распространенных ремонтов, а также поведает об основах проведения капитального ремонта.
Технические характеристики
Двигатель ВАЗ 21099 карбюратор не отличается особыми техническими характеристиками от остальной серии моторов. Если смотреть исторический контекст, то этот силовой агрегат по праву можно считать приемником серии движков с маркировкой 2108 и его модификаций. Двигатель простой в обслуживании и ремонте, что делает возможным проведения технического обслуживания и ремонта самостоятельно.
Согласно технической документации, на автомобили серии 21099 карбюраторной модификации, устанавливались моторы с маркировкой ВАЗ 21083, с некоторыми усовершенствованиями и доработками. Рассмотрим основные технические характеристики силового агрегата:
Наименование
Характеристика
Марка
21083
Тип
Бензин с возможностью установки ГБО
Впрыск
Карбюратор «Солекс»
Объем
1,5 литра (1499 см куб)
Мощность
72 л.с.
Количество цилиндров
4
Количество клапанов
8
Диаметр цилиндра
82
Расход на 100 км
8,6
Топливо
АИ-92
Что касается обслуживания, то оно проводится согласно регламента назначенного заводом изготовителем. Первое ТО проводится спустя 8 тыс. км, а последующие — каждые 10 000 км.
При каждом техническом облуживании следует менять масло и масляный фильтр. Остальные операции делаются поточно. Например, комплект газораспределительного механизма стоит менять каждые 50000 км пробега, а регулировать клапанный механизм — каждые 30000 км пробега.
Ремонт
Ремонтировать двигатель ВАЗ 21099 карбюратор большинство автомобилистов предпочитает самостоятельно. Так, автолюбители, не желая тратить время и средства на поездку в автосервис, чинят неисправности у себя в гараже. В этом разделе рассмотрим некоторые операции по восстановлению мотора, а также основы капитального ремонта силового агрегата ВАЗ 21083.
Замена масла
Ремонт двигателя 21099 начинается с операции обслуживания, а именно — замены масла и масляного фильтра. Это, наверное, самая несложная операция, которая под силу даже начинающим автомобилистам. Рассмотрим последовательность действий направленных на смену смазочной жидкости в силовом агрегате:
Начинается замена масла с того, что необходимо снять клемму «минус» с АКБ.
Поскольку двигатель расположен поперечно, то необходимо найти сливную пробку на картере.
Откручиваем сливную пробку и, подставив тару, сливаем смазочную жидкость.
Когда масло слито, закручиваем сливную пробку, при этом, не забыв заменить уплотнительную прокладку.
Откручиваем масляный фильтр при помощи специального съемника. Устанавливаем новый фильтрующий элемент.
Заливаем новое масло. Даем силовому агрегату немного поработать. Меряем по помощи щупа уровень смазочной жидкости. При необходимости доливаем до уровня.
Замена водяного насоса
Одним из элементов, которые чаще всего меняется становиться водной насос. Причиной неисправности данного элемента становится выработка по корпусу, а также изношенность подшипника вала. Реже, причиной выхода со строя станет износ крыльчатки.
При выходе со строя водяного насоса, циркуляция охлаждающей жидкости нарушается, что может привести к плохому охлаждению силового агрегата, а соответственно и перегреву, что может обернуться более тяжкими последствиями для движка, такими как — прогибом головки блока.
Рассмотрим, последовательность действий направленных на замену водяного насоса на автомобилях ВАЗ 21099 карбюратор:
Прежде всего, снимаем клемму АКБ С пометкой «минус».
Открутив пробку радиатора, сливаем охлаждающую жидкость в заранее приготовленную тару. Если планируется смена «охлаждайки», то старая не понадобиться, а вот если нет — то нужно постараться максимально сохранить количество жидкости.
Снимаем приводной ремень с помпы. Для этого необходимо ослабить натяжной ролик и зафиксировав шкив газораспределительного механизма сбросить ремень с водяного насоса.
Новый устанавливается в посадочное места. Стоит помнить, что необходимо в обязательном порядке заменить прокладку под насос.
Заливаем обратно охлаждающую жидкость. Прокачиваем верхний патрубок радиатора, выгнав весь воздух наружу.
При необходимости стоит долить охлаждающую жидкость.
Таким образом, ремонт системы охлаждения, а точнее замена водяного насоса проведена и мотор готов к последующей эксплуатации.
Ремонт и настройка карбюратора
На двигателях серии 2108, а точнее на модификации 21083, которая устанавливается на автомобиль 21099, установлен карбюратор «Солекс». Он полюбился автомобилистам своей простотой в эксплуатации, ремонте и обслуживании, а также экономичным расходом топлива.
Переборку карбюратора стоит доверять профессионалам, которые смогут не только заменить износившиеся элементы, но и правильно настроить изделие на работу. Так, почти каждый автолюбитель способен на ремонт элемента впрыска, но, а настроить не каждый. Поэтому, рекомендуется обратиться на специализированный автосервис, где специалисты смогут сделать все быстро и качественно.
Замена свечей и высоковольтных проводов
Пожалуй, одной из самых простых ремонтных операций двигателя ВАЗ 21099 становиться замена свечей зажигания и высоковольтных проводов. Так, рассмотрим, последовательность действий направленных на выполнения данных работ:
Снимаем наконечники проводов со свечей.
При помощи свечного ключа выкручиваем свечи зажигания.
С катушки зажигания снимаем вторые концы проводов.
Проверяем провода на сопротивление, которое должно составлять 5 оМ. Если хоть один провод вышел со строя, то желательно заменить весь комплект.
Свечи зажигания необходимо осмотреть на наличие наружных дефектов и также желательно проверить при помощи свечного стенда. Если такой возможности нет, то можно воспользоваться мультиметром.
Сборка проводится в обратном порядке.
Основы капитального ремонта
Поскольку мотор ВАЗ 21099 карбюратор перестал выпускаться более 15 лет назад, то конечно он уже исчерпал свой ресурс, и большинство силовых агрегатов прошли процедуру капитального ремонта. Это процесс достаточно сложный, с которым способен справиться не каждый автолюбитель, даже опытный. Итак, рассмотрим основы проведения капитального ремонта движка ВАЗ 21099 карбюратор.
Сначала, двигатель необходимо демонтировать с автомобиля. От силового агрегата отсоединяются КПП, водяные патрубки, трубки подачи топлива, а также электропроводка, приводы карбюратора, сцепления и другое.
Затем, при помощи тельфера или другого специального приспособления, силовой агрегат вынимается с моторного отсека.
Следующим этапом становиться разборка двигателя.
Когда все разобрано, детали мотора диагностируются и определятся фронт работ. Сюда входит определение работоспособности элементов силового агрегата, а также дефектовка головки блока цилиндров и промер поршневой группы и коленчатого вала.
После проведения замеров, необходимо определить вид ремонта основных деталей. Так, для цилиндров это: первый ремонт — 82.5 мм, второй ремонт — 83.0 мм и третий — 83.5 мм. После третьего ремонта идет гильзовка блока, которая выводит размер цилиндров в стандарт. Что касается коленчатого вала, то здесь все типично для всех отечественных двигателей: первый ремонт — 0.25 мм, второй ремонт — 0.50 мм, третий — 0.75 мм и четвертый — 1. 00 мм.
После того, как определено со степенью ремонта можно приступить к расточка деталей. Параллельно с проведение расточных работ можно передрать головку блока, где зачатую меняются: клапана, направляющие втулки и седла клапанов.
После того, как все готово, двигатель собирается и обкатывается.
Проведение капитального ремонта занимает около 2-3 дней, что достаточно быстро, по сравнению с силовыми двигателями зарубежного производства.
Вывод
Двигатель ВАЗ 21099 карбюратор, а точнее 21083 обладает простыми конструктивными особенностями, что делает его легким в обслуживании и ремонте. Так, почти все операции по восстановлению работоспособности мотора автомобилист может провести самостоятельно.
Единственной проблемой может стать проведение капитального ремонта, который рекомендуется доверить профессионалам. Технические характеристики двигателя 21099 достаточно высокие, что доказано временем и эксплуатацией.
Cornell & Diehl: Engine #99 Pipe Tobacco
Отзывы покупателей (всего 33)
Написать отзыв
Общий рейтинг:
4,11 из 5 звезд
Константин К.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
вонючий, но уникальный (нетрадиционная латакия), если вам нравится торфяной виски, как и мне, попробуйте этот, сливочный, сладкий и землистый, очень приятный, горит медленно и тоже круто
Отличная смесь
20 мая 2020 г.
Автор:
Эль Чупакабра
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Очень похоже на Mountain Camp, но латакия более выражена. Я мог бы курить эту прохладную горящую смесь без укусов весь день каждый день.
Отличное утро или поздний вечер
19 августа 2019
Автор:
Майкл Т.
Продукт: Двигатель Cornell & Diehl № 99 навалом
Это стало моим ежедневным занятием, когда я не могу решиться ни на что другое. У него гладкое сухое горение, а при смешивании с небольшим количеством приправленных ароматов оно дает приятную смену темпа.
Действительно 99
26 мая 2019 г.
Автор:
ДК Аколит
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Массовая смесь: Большая оптовая закупка. Вкусно смешано. Сладкий, но крепкий вкус. Хорошая порция ароматной и несколько цветочной латакии, напоминающей Вестминстер. Хороший и дымный, но не то, что я бы назвал лат-бомбой. Перик играет фруктовую ноту с … Подробнее очень мало перечной специи. Берли добавляет последовательную землистую ноту, которая существенно смягчается сладостью Вирджинии и ореховым восточным вкусом. Всякая ориентальная кислинка полностью укрощается щедрой порцией латакии и перика. Никотин тоже щедрый. Очень приятный и полный дым. Читать меньше
Отличная смесь вкусов
31 августа 2018 г.
Автор:
трубач
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Это очень приятный табак для поклонников качественной английской смеси с костяком. При освещении я уловил фруктовость Перика вместе с дымностью Латакии, которая не подавляющая, но очень гладкая и сбалансированная. Это… Подробнее это удивительная смесь для объемной смеси — я не могу поверить в качество, и мне нравится огранка. Гораздо короче, чем, скажем, 965, и в результате курится намного медленнее и ароматнее. На мой взгляд, он больше всего похож на H&H Armada, но Берли в нем придает ему чуть больше азота и немного больше твердости во вкусе. Я очень увлечен этим — очень рекомендую! Четыре с половиной звезды для меня. Показать меньше
01 мая 2018 г.
Автор:
сатимо
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk ㅇㅇ글리쉬라인들이 강도3을주류로이루고있어서인지 한볼후 입맛을다지기마련때문이다. 하지만 이녀석은 꽤강력하다. 다른잉글리쉬보다 확실히쎄다.그렇기에 더욱더 찾게된다. 달큰 함 에오는 짜릿한니코 틴 의향연이 더욱더 매력 적 이다. 초보분들 이 생각 없이 물었다가는 텅 바잇바로 올듯 하다.
Замечательный табак
23 июля 2021 г.
Автор:
Трубкозуб
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
На днях открыл банку. Действительно заметил Латакию. Его было легко запаковать в мою трубку, не нужно было сушить. Горит легко, горит хорошо. Я буду заказывать эту смесь снова и без проблем рекомендую этот табак.
Неплохо
21 ноября 2018
Автор:
крошечные хабы
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 оптом
Старый Пэдди
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Представитель предупредил меня, что это сильный дым, и начинать нужно с унции или двух. Зачем воспринимать обещание как предупреждение? Я купил фунт. Это может быть первая смесь, которую я попробовал прямо из первой чаши. Для меня это могло быть тяжелее, могло быть прочнее… Подробнее гер, но в целом хороший, сбалансированный дым! Читать меньше
Приятная английская смесь
01 июля 2017 г.
Автор:
303Британ.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Очень хорошая базовая смесь английского стиля. Это не самый лучший английский, который я когда-либо курил, но он доставляет удовольствие и стоит попробовать. Мне нравится более продвинутая смесь Latakia, такая как Pirate Kake, поэтому Engine 99 был хорош, просто ничего не выпрыгнуло на меня и не попахивало … Подробнее Эд мне в лицо. Читать меньше
Хороший английский
26 мая 2022 г.
Автор:
Эван Л.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Одна из моих любимых английских смесей, я курю ее каждую ночь, иногда в течение дня, это очень хорошо!
Хорошая смесь
12 сентября 2021 г.
Автор:
Юань Ян К.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Почти идеально сбалансированная англо-балканская смесь
Неплохо, просто не особенно
23 мая 2021 г.
Автор:
@ДжеймсРХарриган
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
У нас есть большой выбор балканских и английских смесей, поэтому, когда я впервые пробую смесь, я ожидаю многого. Может быть, это несправедливо, но так оно и есть. Двигатель 99 был достаточно хорошим табаком, но есть вариант намного лучше. .. Подробнее там. Читать меньше
Мой новый фаворит
20 мая 2021 г.
Автор:
Райан Г.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2oz
Двигатель 99 — мой новый выбор. Он превратился в мой дым на весь день. Отличная смесь
Просто вау. Насыщенный маслянистый дым. Фантастический вкус…. просто настоящий гребаный победитель.
Я люблю двигатель 99
01 октября 2020 г.
Автор:
Джон72
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Отличный табак для курения на каждый день….
Любителям красной Вирджинии на заметку.
30 сентября 2020 г.
Автор:
Скотт П.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Вы не сможете оценить этот табак, пока не оцените Red Virginia’s. Этот английский берет землистый, мягкий и пряный характер Red VA и мастерски обыгрывает его на фоне других сортов листьев. Ориенталы и Латакия… Подробнее звезды оловянной ноты. Кислый, дымный — это два, которые поразили вас в первую очередь, сладость VA и немного темных фруктов также присутствуют, но далеко на расстоянии. Дым действительно интересен. Моим первым прохождением на этом была латакия и классический английский. Не балканский, я думаю, что Perique убивает солодовый вкус, который я люблю на Балканах, но это не значит, что он убивает этот купаж как лидера в этом жанре. Ведущие ароматы исходят от Red VA и Latakia, на мой вкус, они находятся в ничейной точке. Латакия дымчатая и сладкая, и она прекрасно сочетается с Red VA. Землистость и сладость дыма заметны от первого света до конца дыма. Perique обеспечивает пряность белого перца, которая хорошо сочетается с турецкими/восточными аккордами, древесными и немного маслянистыми (я думаю, это результат взаимодействия VA и Oriental). Здесь есть Берли, но я не могу назвать его «вкусом» в этой смеси. Я думаю, что во всех отличных смесях вы не должны называть каждый лист, мы только пытаемся показать в наших обзорах, что Берли является дополнением ко всем остальным листьям в этой смеси. Мне очень нравится то, что здесь сделали C&D, я не могу сказать, что это фаворит, но это удивительно хорошая смесь, и каждый раз, когда я возвращаюсь к ней, я снова и снова удивляюсь тому, насколько она хороша. Обязательно попробуйте. Читать меньше
Ненавижу это говорить
17 июля 2020 г.
Автор:
Эндрю Т.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Это хорошо известный табак. Я фанат балканских сасиени и ночных колпаков, и я надеялся, что эта смесь подойдет к ним. Я вышел из этого, осознав, что мне не нравится берли в моих английских смесях, потому что в этой смеси берли слишком. .. Читать дальше k полностью, жгуче-жестко и полностью скрывая любой балканско-английский колорит. Так что, хотя это может быть хороший табак, который многим нравится, мне он не подошел. Читать меньше
Острый/Кисло-дымный
16 июня 2020 г.
Автор:
Джеймс Марк Р.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Восточные вина очень кислые, а латакия придает смолистый кедровый дым. VA немного сладковат, но его пропорции в смеси слишком малы. Берли обеспечивает хорошее ощущение во рту и тело, а перик добавляет немного остроты… Читать далее близость к и без того кисловатым восточным нотам, наряду с той ноткой toe jam, которая часто ассоциируется с периком. Я не фанат этого… слишком острый/кислый. Ник — 2,5 из 5 Показать меньше
Мощные жестяные банкноты
30 декабря 2019 г.
Автор:
Гатор С.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Мокрые носки мокрая собака старые кожаные книги Компостная куча вечером жаркого летнего дня . .. это не похоже на хороший обзор, не так ли ??? Что ж, если вам нравится более глубокий и богатый спектр английских смесей, то это ДЛЯ ВАС. Я не буду это выкладывать … Подробнее там с Nightcap или Gaslight, но это не слишком сильно отстает от Читать меньше
Удивительно
30 июня 2018
Автор:
Роберт В.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Безусловно, мой любимый табак, крепкий, но мягкий и с прекрасным ароматом вдобавок
Фаворит курильщиков-любителей
14 февраля 2018 г.
Автор:
Джарон К.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Мягкий, легко горящий, приятный вкус на каждом шагу. Обязательно попробуйте.
В моей ротации
28 октября 2017
Автор:
Вен Че Т.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Я ищу на английском языке с perique в нем, так что это мне нравится, это более сложно, все еще ищу несколько
Amazing
18 августа 2017
Автор:
Антонио Селсо р.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 2 унции
Очень ароматный для востока, пряный для перика. Сильный и вкусный. 😃
Хорошая смесь вкусов
22 июля 2017 г.
Автор:
RustedRailSmokes
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Я нашел это более сложным, чем я ожидал. Когда чаша горит, я получаю намеки на разных игроков, но без доминирования. Я бы хотел немного больше перика, поэтому я обычно добавляю несколько дополнительных щепоток, когда перемещаюсь в свой контейнер на неделю.
Любимая смесь
30 марта 2017 г.
Автор:
шрамалам77
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Мой любимый
Горная смесь для новичков
14 января 2016 г.
Автор:
сераф
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Хотя в целом хорошая английская смесь, это не то, что я искал, то есть смешанный с большим количеством Perique. Хорошая горная смесь для новичков. Хорошая вещь.
NIPPY
21 сентября 2015 г.
Автор:
туркибум
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
обнаружил, что эта смесь немного кусачая. возможно красный ва, у него есть потенциал старения. время может позволить сахарам развиться, как хорошая красная воля. люблю приглушенный пиратский аромат, но для этого нужно больше времени в банке
, чтобы дать ему 4 звезды
Бернард Х.
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Я был очень доволен этим. Я люблю пиратский кейк, и это с добавлением одессы делает отличное сочетание. Я чувствую вкус латакии. Он не такой тяжелый, как пиратский кейк. Небольшой укус.
Действительно хорошо!
06 августа 2013 г.
Автор:
Алекс
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Я должен переписать свой отзыв. Когда я впервые попробовал эту смесь, я ожидал много латакии. Поскольку я не смог найти столько латакии, сколько ожидал, поставил 3 звезды. Но теперь, уже зная, что на латайе это не так тяжело, мне понравилось гораздо больше. Это… Подробнее на самом деле очень хороший английский! Еще одна звезда! Читать меньше
Ok смесь
23 июля 2013
Автор:
Алекс
Продукт: Cornell & Diehl Engine #99 Bulk
Неплохой дым. Он средний, гладкий, элегантный и высокого качества. Хорошие восточные! Однако ему не хватает индивидуальности, и латакии почти нет. Как любитель латакии, я был немного разочарован.
Просмотреть все (33) Cornell & Diehl Engine #99 Отзывы
Hell on Wheels FDNY Engine 99 Ladder 62 Shirt From Rescue Me
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Нажмите, чтобы увеличить
532 продажи |
5 из 5 звезд
€30,51
Загрузка
Включая НДС (где применимо), плюс стоимость доставки
Размеры
Выберите вариант
С
М
л
XL
2XL
3XL
4XL
5XL
Пожалуйста, выберите опцию
Исследуйте связанные категории и поиски
Внесен в список 27 октября 2022 г.
40 избранных
Информация о продавце
Сообщить об этом элементе в Etsy
Выберите причину… С моим заказом возникла проблемаОн использует мою интеллектуальную собственность без разрешенияЯ не думаю, что это соответствует политике EtsyВыберите причину…
Первое, что вы должны сделать, это связаться с продавцом напрямую.
Если вы уже это сделали, ваш товар не прибыл или не соответствует описанию, вы можете сообщить об этом Etsy, открыв кейс.
Сообщить о проблеме с заказом
Мы очень серьезно относимся к вопросам интеллектуальной собственности, но многие из этих проблем могут быть решены непосредственно заинтересованными сторонами. Мы рекомендуем связаться с продавцом напрямую, чтобы уважительно поделиться своими проблемами.
Если вы хотите подать заявление о нарушении авторских прав, вам необходимо выполнить процедуру, описанную в нашей Политике в отношении авторских прав и интеллектуальной собственности.
Посмотрите, как мы определяем ручную работу, винтаж и расходные материалы
Посмотреть список запрещенных предметов и материалов
Ознакомьтесь с нашей политикой в отношении контента для взрослых
Товар на продажу…
не ручной работы
не винтаж (20+ лет)
не ремесленные принадлежности
запрещены или используют запрещенные материалы
неправильно помечен как содержимое для взрослых
Пожалуйста, выберите причину
Расскажите нам больше о том, как этот элемент нарушает наши правила.