Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Демпфер двигателя что это


Что такое демпфер и для чего он нужен в автомобиле

Вполне возможно, что немалая часть наших читателей даже не догадываются о значении этого слова. Действительно, этот термин в обиходе встречается крайне редко, если не считать такие места, как СТО или автосервисы.

А вот слово амортизатор знакомо все автовладельцам. Разумеется, ассоциируется оно исключительно с ходовой частью машины. Между тем тряска и вибрация вредна не только для деталей и узлов ходовой. Учитывая качество российских дорог, можно представить, каким нагрузкам подвергается силовой агрегат. И хотя у него имеется штатная защита от таких неприятностей, её в некоторых случаях явно недостаточно.

То же самое можно сказать о руле – органе, который для водителя является тем самым местом, посредством которого он непрерывно контактирует со своим автомобилем. И такой контакт далеко не всегда приносит удовлетворение – если руль трясётся, то причиняет шофёру вполне ощутимый дискомфорт.

Специальные демпфера позволяют избежать возникновения таких ситуаций. По существо это миниатюрные амортизатора, позволяющие демпфировать (сглаживать) вертикальные и другие виды колебаний и вибраций.

Что такое демпфер, его функции

Существует немало подобных устройств, но чаще всего используют демпферы, защищающие от ненужных нагрузок силовой агрегат и органы рулевого управления.

Впрочем, на многих спортивных и гоночных автомобилях такие амортизационные устройства устанавливают штатно. Обычные же легковушки такими демпферами не комплектуются, поэтому их нужно приобретать отдельно и устанавливать самостоятельно или с помощью специалистов автосервиса.

Конструктивно, а в некоторой мере и технологически демпфер – устройство универсальное, позволяющее установку на любой тип транспортного средства. Главная задача – обеспечение надёжного крепления, и здесь нужно будет проявить немало смекалки. В некоторых случаях прибегают даже к сварке, прикрепляя таким образом к днищу или кузовным элементам крепёжные детали, требуемые для фиксации демпфера.

В автомагазинах такое амортизирующее оборудование, как правило, продаётся вместе с минимальным комплектом крепёжных деталей, благодаря которым выбор способа монтажа существенно упрощается.

В каких случаях демпфер будет действительно полезным и даже необходимым приобретением? Если в зоне ваших ежедневных поездок дорога идеальная или близка к этому – потребность в этой детали будет минимальной или близкой к нулю. При отсутствии чрезмерных нагрузок на автомобиль с небольшими и редкими выбоинами и горбами будет прекрасно справляться штатный амортизатор. Но если в силу обстоятельств вы вынуждены часто ездить по бездорожью или по дорогам с твёрдым покрытием, но находящимся в ужасном состоянии – амортизационная система будет не в состоянии справляться с гашением постоянно возникающих с разной частотой и амплитудой колебаний. Вот здесь и пригодится дополнительный демпфер, действие которого будет суммироваться с работой подвески.

Демпферы для авто – это устройства, специально разработанные для того, чтобы поглощать те колебания, с которыми не справились амортизаторы. Будь то рулевое управление или корпус двигателя вместе со всем навесным оборудованием.

Поскольку ни один, даже самый дорогой и качественный амортизатор, не в состоянии полностью устранить вертикальные и иные колебания, главная задача, стоящая перед демпфером – максимально погасить амплитуду таких колебаний. Качественное устройство хорошо справляется с этой проблемой, имея при этом компактные габариты. Задача автовладельца – правильно его установить. Крайне желательно, чтобы они при этом был незаметным, а ещё лучше – невидимым.

Демпферы оснащают односторонним (в таких случаях обычно он поставляется вместе с пружиной) и двусторонними амортизаторами. Внешне такое устройство очень похоже на классическую амортизационную стойку, характерную для подвески любого транспортного средства. Принцип работы демпфера тоже аналогичен современным амортизаторам.

В продаже можно встретить и бюджетные версии, у которых роль демпфирующего элемента выполняет жидкость (чаще всего – масло), помещённая в специальном резервуаре с перегородкой.

Конструкция демпфера предусматривает наличие клапанов или разгрузочных отверстий, посредством которых водитель может осуществлять регулировку степени сглаживания колебаний.

Все современные демпферы конструкционно подразделяются на две категории:

  • телескопические устройства, которые монтируются вдоль защищаемой детали (например, на рулевой стойке). Именно такой принцип используется и в штатных амортизаторах. Состав демпфера тоже схож: это цилиндр, внутри которого работает поршень;
  • роторные демпфирующие устройства, которые работают по тому же принципу, но конструктивно выполнены совершенно по-другому. Такие приборы считаются более надёжными, характеризуясь повышенной прочностью. Они способны противостоять не только вибрациям и колебаниям, но и ударам приличной силы. Не случайно их обычно устанавливают в байках и спортивных машинах.

Мы уже отмечали, что в автомобилях демпферы чаще всего устанавливаются на рулевой рейке или двигателе, но промышленные устройства активно применяются и в других отраслях – в различных регулирующих приборах и устройствах, в измерительной технике, причём распространены как гидравлические, так и пневматические устройства.

Используются они и для гашения колебаний стационарных двигателей и генераторов, есть модификации, применяемые в музыкальных инструментах, авиационной отрасли, в компьютерной технике. Независимо от сферы применения, основной задачей демпфера является гашение разнонаправленных колебаний, включая низкочастотные вибрации, снижение нагрузки на объект применения, его тонкая балансировка. Демпфер на автомобиле обеспечивает более стабильную и плавную работу защищаемых узлов, увеличивая степень комфорта для водителя и тем самым увеличивая безопасность езды.

Рассмотрим особенности дополнительных амортизационных устройств, применяемых на современных авто.

Демпфер двигателя

Демпфирующее устройство для гашения колебаний силового агрегата впервые появилось в тюнинговых ателье, как один из важных атрибутов спортивных авто. Но, как это часто случается со многими новшествами, используемыми в автоспорте, они постепенно перекочевали в серийные автомобили. Сегодня это всё ещё редкость, а вот встретить двигательный демпфер в самом захудалом автомагазине – уже давно не проблема.

Хорошо известно, что вибрации с максимальной амплитудой на моторе возникают в моменты переключения передач. Особенно характерным является такое поведение на высокооборотистых двигателях, устанавливаемых на элитные и спортивные авто. Этому во многом способствует и агрессивный стиль езды, когда вслед за резким изменением величины крутящего момента следует «острое» вдавливание сцепления и столь же стремительное переключение передачи. Итог в большинстве случаев – весьма ощутимый и как минимум неприятный рывок. На обычном авто в городском режиме такие переключения редки, а вот на гоночной трассе это вполне заурядное явление. Против него бессильны штатные подушки, независимо от их конструкции. К тому же частые рывки, сопровождающиеся тряской, провоцируют ускоренный износ подушек. Избежать всех этих неприятностей и помогает демпфер двигателя.

Так что если вас спросят, что такое демпфер двигателя – можете смело отвечать: это миниатюрный дополнительный амортизатор, функционирующий точь-в-точь как его большой собрат, и заточенный конкретно под силовой агрегат. То есть гашение колебания происходит за счёт того, что шток вместе с верхним креплением передвигается в камере, заполненной маслом под приличным давлением, по обратно экспоненциальной зависимости: вначале быстро, а затем стремительно замедляясь.

Принцип монтажа демпферов двигателя одинаков для всех моделей, хотя размеры и форма креплений несколько различаться. Обычно эти устройства крепятся к шпилькам кузовных чашек, в месте монтажа опорного подшипника. Верхний конец демпфера закрепляется на блоке, чаще всего – в районе подушки.

При покупке такого мини-амортизатора следует учитывать, что они изготовляются, ориентируясь на конкретную модель или серию, что позволяет учесть параметры, форму, размеры и особенности расположения мотора. Но можно встретить и универсальные изделия, оснащаемые регулировочными болтами, позволяющими настраивать демпфер «под себя».

Поскольку монтаж демпферного узла – операция, выполняемая единоразово, лучше всего сделать это на СТО. Но при желании и наличии соответствующих навыков ничто не мешает сделать это самостоятельно. Степень жёсткости настраивается после установки в соответствии с индивидуальными предпочтениями водителя. Задача монтажа упрощается, если в комплекте имеются крепёжные детали – такие наборы не редкость.

Насколько необходима установка демпфирующего устройства на ваш автомобиль – решать только вам. Если проблема вибраций вас практически не беспокоит, если вы не любитель тюнинга ради тюнинга, то и заморачиваться его покупкой и монтажом не стоит. Но когда вы часто совершаете поездки по бездорожью – стоит задуматься.

Важно! Перед установкой демпфера двигателя следует убедиться, что подушки находятся в удовлетворительном состоянии. Если это не так – стоит для начала заменить именно их – возможно, проблема тряски сразу уйдёт, и тогда установка демпфера не принесёт ощутимой пользы.

Рулевой демпфер

А для чего нужен рулевой демпфер? Причины те же: гашение тряски рулевой колонки при проезде неровностей дороги. Такое буферное устройство способно эффективно поглощать и колебания, и удары, которые передаются на рулевое управление благодаря жёсткой привязке к подвеске автомобиля. Чем разболтаннее руль, тем ощутимее предаётся вибрация и удары на пальцы и кисти, удерживающие баранку. Рулевой гаситель в состоянии справиться с этой проблемой.

Второстепенная функция такого устройства – возврат рулевого колеса в нулевое положение, что способствует сохранению прямолинейной траектории движения автотранспортного средства. Именно после попаданий в ямы обычно и происходит сход машины с колеи. Демпфер в этом плане упрощает задачу водителя, но в то же время без наличия рулевого усилителя (вне зависимости от типа) быстро крутить руль станет определённо тяжелее.

Как и в случае демпфирующего устройства для силового агрегата, рулевой гаситель колебаний конструкционно представляет собой уменьшённую копию амортизатора. Если это устройство одностороннего действия, он обычно комплектуется пружиной. В сборе такой комплект напоминает амортизационную стойку, но с намного меньшими габаритами.

Целевая аудитория рулевого демпфера понятна – это автомобили, часто курсирующие по откровенно плохим дорогам (возникает справедливый вопрос, а где у нас хорошие дороги?). Джипы и другие достаточно тяжёлые автомобили характеризуются повышенной утомляемостью рук, поэтому для этих категорий транспортных средств рулевые амортизаторы также будут нелишними.

Преимущества и недостатки автодемпферов

Если вы ещё не определились, нужно ли вам такое устройство или можно обойтись и без него, следует ознакомиться с их достоинствами и недостатками.

Начнём с плюсов:

  • существенное смягчение ударов. Колёсная ось первой принимает на себя нагрузку при наезде на дорожные неровности, но штатные амортизаторы справляются со своей задачей не полностью и не всегда. Современный демпфер уменьшает силу колебаний примерно на 30%, и в отношении руля, и применительно к двигателю. Такие преграды, как трамвайные колеи, стыки плит, широкие трещины дорожного полотна, и даже лежачие полицейские будут преодолеваться намного мягче;
  • стуки подвески – всегда неприятный звук. Рулевой/моторный демпфера позволяют от него избавиться, если не полностью, то существенным образом;
  • вибрация автомашины во время интенсивного торможения – тоже явление не из приятных, как и при наборе скорости выше отметки 100 км/час. Стоит также упомянуть подобное явление при деформированных дисках, при отсутствии правильной балансировки колёс. Дополнительные амортизаторы устранят и эту проблему;
  • рулевое демпфирующее устройство способно улучшить управляемость автомобилем при движении на скоростях выше среднего.

Но идеальным этот узел тоже назвать никак нельзя, и вот почему:

  • при установке демпфера на руль в первое время вам придётся свыкаться с «ватностью» руля, и далеко не факт, что вы с этим смиритесь;
  • то же самое можно сказать и о прикладываемых усилиях при вращении баранки.

Тем не менее, согласно статистическим опросом, свыше 80% водителей, установивших на свои автомобили дополнительные амортизационные узлы, довольны их работой.

В то же время есть риск, что вы попадёте в противоположный лагерь – каждый пятый автовладелец либо не почувствовал разницы до и после монтажа демпфера, либо оказался неудовлетворённым его работой.

Насколько необходим дополнительный демпфер

Сразу отметим, что это оборудование относится к дополнительному, его установка на транспортное средство не обязательна. Оно позиционируется как средство увеличения комфортности нахождения в автомобиле, способствующее уменьшению утомляемости водителя (если это рулевой мини-амортизатор) и уменьшению нагрузки на двигатель (гаситель колебаний двигателя). Можно отметить и более равномерный износ протектора покрышек, и лучшее сцепление с дорожным полотном, но все эти «ништяки» скорее косметические, чем реальные.

Так что вопрос, насколько необходим такой элемент остаётся открытым – каждый автолюбитель должен сам решить, много ли он приобретёт по сравнению с тем, что потеряет.

Гармонический демпфер - Википедия

Гармонический балансир нижнего шкива на четырехцилиндровом двигателе

Гармонический демпфер представляет собой устройство, установленное на свободном (вспомогательном приводном) конце коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания для противодействия крутильным и резонансным колебаниям коленчатого вала. Это устройство должно устанавливаться с натягом на коленчатый вал, чтобы работать эффективно. Посадка с натягом обеспечивает идеальное движение устройства с коленчатым валом. Это важно для двигателей с длинными коленчатыми валами (например, с прямыми 6, с прямыми 8) и двигателей V8 с перекрестными шатунами.Гармоники и крутильные колебания могут значительно сократить срок службы коленчатого вала или вызвать мгновенный отказ, если коленчатый вал работает с усиленным резонансом или через него. Демпферы имеют определенный вес (массу) и диаметр, которые зависят от используемого демпфирующего материала / метода, чтобы уменьшить механический добротность или демпфирование резонансов коленчатого вала. Балансировщик гармоник (иногда демпфер коленвала , торсионный демпфер или виброгаситель ) - это то же самое, что и демпфер гармоник, за исключением того, что балансир имеет противовес для внешней балансировки вращающегося узла.Гармонический балансировщик часто служит шкивом для вспомогательных приводных ремней, поворачивающих генератор переменного тока, водяной насос и другие устройства с приводом от коленчатого вала. [1]

Потребность в демпфере будет зависеть от возраста конструкции двигателя, его изготовления, прочности компонентов, полезного диапазона мощности, диапазона оборотов и, что наиболее важно, [ цитирование необходимо ] качества настройки двигателя. Мелодия двигателя, особенно в приложениях, управляемых компьютером, может оказать существенное влияние на долговечность. [ цитирование необходимо ] Агрессивность мелодии подвергает двигатель детонации, которая может привести к катастрофическим последствиям для всех вращающихся компонентов сборки.Современные (примерно 1988+) DOHC, SOHC flat 4, I4, flat 6, I6, V6, flat 8 и flat-V8 не нуждаются в этом устройстве. При наличии или без наличия демпфера коленчатый вал в некоторой степени будет действовать как пружина кручения. Импульсы, приложенные к коленчатому валу шатунами, будут «обматывать» эту пружину, которая будет реагировать (как система масса-масса), разматывая и перематывая в противоположном направлении. Эта обмотка коленчатого вала обычно демпфируется естественным образом. Однако при определенных скоростях вращения коленчатого вала такая обмотка может перекрываться с собственной резонансной частотой коленчатого вала, увеличивая тем самым амплитуду частоты и, возможно, приводя к повреждению коленчатого вала.

Торсионное движение коленвала и гармоники [править]

Каждый раз, когда запускается цилиндр, сила сгорания передается шейке коленчатого вала. Стержневой шток до некоторой степени отклоняется при этом кручении. Гармонические колебания возникают в результате крутильного движения коленчатого вала. Эти гармоники являются функцией многих факторов, включая частоты, создаваемые фактическим сгоранием, и собственные частоты, которые металлы создают под напряжениями сгорания и изгиба.В некоторых двигателях крутильное движение коленчатого вала на определенных скоростях может синхронизироваться с гармоническими колебаниями, вызывая резонанс. В некоторых случаях резонанс может нагружать коленчатый вал до точки растрескивания или полного отказа.

Противодействие крутильному вращению кривошипа и гармоническим колебаниям [править]

Гармонический балансировщик помогает минимизировать крутильные гармоники и резонанс коленчатого вала. Демпфер состоит из двух элементов: инерционной массы и рассеивающего энергию элемента.Чаще всего из резины этот элемент может состоять из синтетического эластомера, муфты, пружины или жидкости. Масса противодействует крутильным кривошипным движениям и совместно с рассеивающим энергию элементом поглощает колебания гармоник.

Строительство [править]

Демпфер OEM состоит из внешней массы, соединенной / вулканизированной с внутренней ступицей. Демпфер послепродажного обслуживания состоит из массы, которая прикрепляется / монтируется к корпусу (сталь, алюминий, титан и т. Д.) В зависимости от типа демпфера и где масса контролируется по-разному.Первые три используют более старую технологию; Во-первых, это демпфер жидкостного типа, который окружает массу, погруженную в корпус, которая затем соединяется или сваривается. Второй тип уплотнительных колец, который окружает массу несколькими уплотнительными кольцами, когда она сидит в своем корпусе. Третий тип трения, который имеет муфты и пружину, действующую на массу внутри внешнего корпуса. В-четвертых, это самый новый тип, в котором масса сидит и прикреплена эластомерным кольцом, которое затем прикрепляется к внешнему корпусу. Коленчатый вал и демпфер вместе становятся (по своему крутильному отклику) системой пружина-масса-демпфер, которая может возникнуть только при взаимной посадке.

Конструкция двигателя, материалы и другие факторы [править]

Со временем разработка двигателя постоянно развивалась практически во всех областях - от материала, эксплуатации и функциональности. Многие из достижений были достигнуты японскими производителями, поскольку они сделали качество и долговечность краеугольным камнем своих программ. Японцы продвинули распространение кованых коленчатых валов с вращающимися узлами с балансом 0 грамм. Кованые коленчатые валы намного прочнее и значительно менее склонны демонстрировать вредное крутильное движение коленчатого вала, которое также уменьшает частоты гармоник.Этот прогресс также видел добавление кованых шатунов и поршней первоначально в двигателях с принудительной индукцией и совсем недавно в двигателях с обычным наддувом. Добавление этих дополнительных кованых компонентов увеличивает жесткость двигателя, еще больше снижая риск повреждения коленчатого вала. С появлением компьютерного проектирования и анализа методом конечных элементов производители теперь могут находить и реорганизовывать более слабые области. Независимо от некоторых из этих улучшений некоторые двигатели, такие как традиционный V8, имеют порядок запуска, склонный к чрезмерным гармоникам по природе, что требует использования этого устройства.Плоская плоскость V8, традиционно используемая в более экзотических двигателях, не страдает от чрезмерных гармоник и поэтому может использовать твердое незатухающее устройство. Современные (примерно 1988+) DOHC, SOHC Flat 4, Flat 6, Flat 8, Flat Plane V8 не нуждаются в этом устройстве. На протяжении многих лет во многих из этих двигателей используется чугунный шкив из чугуна или алюминия или звуковой демпфер NVH (что снижает шум двигателя в салоне). Audible NVH был самым важным фактором при принятии решений производителем оригинального оборудования во всем автомобиле.Кроме того, шкивы на этих двигателях установлены свободно с подходящим расположением, исключающим любой потенциал, чтобы действовать в качестве защитного демпфера двигателя. Недавно Continental предоставила подробную информацию о максимально допустимом шуме (NVH), который должен быть слышен из-под капота двигателя в их программе Elite Belt http://www.thequietbelt.com/#the-art-of-silence.

Идентификация [править]

Демпфер будет установлен в передней части двигателя (напротив сцепления или трансмиссии) сразу за крышкой цепи привода ГРМ, зубчатых колес или ремня, а также за вспомогательным приводным шкивом (который может нести один или несколько V, серпантин, или зубчатые ремни.) В старых автомобилях шкив и демпфер были отдельными узлами, которые были скреплены болтами. В последних моделях транспортных средств оба были объединены в один блок. Метки времени почти всегда выгравированы в целях установки времени зажигания.

Техническое обслуживание [править]

Демпферы

OE изготавливаются преимущественно с использованием резины в качестве связующего вещества между внутренней ступицей и внешней массой. Резина подвержена эксплуатационным и экологическим факторам. Резина обладает ограниченной способностью выдерживать рабочие температуры и любые жидкости, которые могут попасть на демпфер.Они также подвержены низким температурам, которые могут сделать резину хрупкой. Любое растрескивание эластомера (резины) станет непосредственным показателем необходимости замены блока. Демпферы OE должны быть сбалансированы, если они не выступают в роли внешнего балансировщика (Harmonic Balancer), так как качество материалов (обычно литое или спеченное железо) не поддается приемлемым / идеальным характеристикам баланса прямо с производства. Большинство вторичных демпферов могут быть восстановлены, за исключением типа жидкости. При использовании в гонках (перетаскивание, круговая дорожка, дорожные гонки и т. Д.)) они требуют регулярного осмотра, чтобы обеспечить их надлежащее функционирование. При использовании на уличных транспортных средствах производитель демпфера может обеспечить интервалы между осмотром и обслуживанием в зависимости от особенностей двигателя, на котором используется демпфер.

Эффекты удаления [править]

Известно, что некоторые энтузиасты производительности убирают гармонический балансировщик, полагая, что его масса снижает производительность двигателя. Снятие этого устройства с традиционного двигателя очень рискованно из-за возможности повреждения коленчатого вала.Если на устройстве смонтирован груз для уравновешивания вращающегося узла, последствия могут ощущаться немедленно и иметь катастрофические последствия. [ цитирование необходимо ]

Оригинальное изобретение [править]

Фредерик Генри Ройс и Фредерик В. Ланчестер имеют серьезные претензии на изобретение гасителя вибрации, при этом последние исследования показали, что Rolls-Royce использует демпфер колебаний коленчатого вала (трения) на своих моделях 1906 30HP; однако Ройс не подал его на патент.Ланчестер разработал теоретическую многопластинчатую вязкую конструкцию в 1910 году (патент 21,139, 12 сентября 1910 года). Ройс разработал вязкий демпфер в 1912 году, который затем был доработан и перенесен на двигатель B60 1950-х годов. [2]

См. Также [править]

Список литературы [править]

Внешние ссылки [редактировать]

,

Демпфер (поток) - Википедия

Противопожарные лопатки в смесительном воздуховоде.

Заслонка - это клапан или пластина, которые останавливают или регулируют поток воздуха внутри воздуховода, дымохода, камеры VAV, устройства обработки воздуха или другого оборудования для обработки воздуха. Заслонка может использоваться для отключения центрального кондиционирования воздуха (отопления или охлаждения) в неиспользуемом помещении или для регулирования его температуры в помещении и климат-контроля. Его работа может быть ручной или автоматической. Ручные демпферы поворачиваются ручкой снаружи воздуховода.Автоматические демпферы используются для постоянного регулирования воздушного потока и приводятся в действие электрическими или пневматическими двигателями, которые в свою очередь управляются термостатом или системой автоматизации здания. Автоматические или моторизованные демпферы могут также управляться соленоидом, и степень потока воздуха калибруется, возможно, в соответствии с сигналами от термостата, поступающего на привод демпфера, чтобы модулировать поток воздуха с кондиционированным воздухом, чтобы влиять климат-контроль. [1]

В дымоходе заслонка закрывает дымоход, чтобы не допустить погоду (и птиц и других животных), а также теплого или холодного воздуха.Обычно это делается летом, а иногда и зимой между использованиями. В некоторых случаях демпфер также может быть частично закрыт, чтобы помочь контролировать скорость сгорания. Доступ к заслонке возможен только при помощи ручного подъема в камин или дровосека, а иногда при помощи рычага или ручки, которая выдвигается вниз или наружу. На дровяной печи или подобном устройстве это обычно ручка на вентиляционном канале, как в системе кондиционирования воздуха. Если забыть открыть заслонку перед началом пожара, это может привести к серьезному повреждению дыма внутри дома, если не к пожару.

Автоматические демпферы зоны [править]

Заслонка с оппозитным лезвием, закрытая от мотора, с открытой моторной зоной. Заслонка показана в положении «открыто». Крупный план соединений двигателя. Этот демпфер может переключать электропитание для управления дополнительными «ведомыми» демпферами, минимизируя электрическую нагрузку на схему управления демпфера и силовой трансформатор

Зональный демпфер (также известный как регулятор громкости или VCD ) - это особый тип демпфера, используемый для управления потоком воздуха в системе отопления или охлаждения ОВКВ.Для повышения эффективности и комфорта пассажиров системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обычно делятся на несколько зон. Например, в доме главный этаж может обслуживаться одной зоной отопления, а спальни наверху обслуживаются другой. Таким образом, тепло может быть направлено, главным образом, на главный этаж в течение дня и, главным образом, в спальни ночью, что позволяет незанятым зонам остывать.

Зональные амортизаторы, используемые в домашних системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, обычно имеют электрическое питание. В больших коммерческих установках вместо этого может использоваться вакуум или сжатый воздух.В любом случае двигатель обычно соединяется с демпфером с помощью механической муфты.

Для электрических зонных демпферов есть две основные конструкции.

В одной конструкции двигатель часто представляет собой небольшой синхронный двигатель с заштрихованными полюсами в сочетании с поворотным переключателем, который может отключить двигатель в любой из двух точек остановки («заслонка открыта» или «заслонка закрыта»). Таким образом, подача питания на клемму «открытой заслонки» заставляет двигатель работать до тех пор, пока заслонка не будет открыта, в то время как подача питания на клемму «закрытой заслонки» вызывает работу двигателя, пока заслонка не будет закрыта.Двигатель обычно питается от того же источника питания 24 В переменного тока, который используется для остальной части системы управления. Это позволяет демпферам зон непосредственно управляться низковольтными термостатами и подключаться к низковольтной проводке. Поскольку одновременное закрытие всех заслонок может повредить печь или устройство обработки воздуха, заслонка такого типа часто предназначена для того, чтобы перекрывать только часть воздуховода, например 75%.

Другой тип демпфера с электроприводом использует механизм с пружинным возвратом и синхронный двигатель с заштрихованными полюсами.В этом случае демпфер обычно открывается силой пружины, но может закрываться силой двигателя. Отключение электропитания снова открывает заслонку. Этот тип демпфера выгоден, потому что он «отказоустойчив»; в случае отказа управления заслонкой заслонка открывается и пропускает воздух. Однако в большинстве случаев «отказоустойчивость» означает, что заслонка закрывается при потере мощности, предотвращая распространение дыма и огня в другие области. Эти демпферы также могут позволять регулировать положение «закрыто» так, чтобы они закрывали, например, 75% воздушного потока при закрытии.

Для зональных заслонок с вакуумным или пневматическим приводом термостат обычно включает или выключает давление или вакуум, заставляя подпружиненную резиновую мембрану перемещаться и приводить демпфер в действие. Как и во втором типе электрических зонных демпферов, эти демпферы автоматически возвращаются в положение по умолчанию без применения какой-либо мощности, и положение по умолчанию обычно «открыто», позволяя воздуху течь. Как и во втором типе электрического демпфера зоны, эти демпферы могут регулировать положение «закрыто».

Очень сложные системы могут использовать некоторые виды автоматизации зданий, такие как BACnet или LonWorks, для управления демпферами зоны. Демпферы также могут поддерживать положения, отличные от полностью открытого или полностью закрытого, и обычно способны сообщать о своем текущем положении и, часто, температуре и объеме воздуха, проходящего мимо интеллектуального демпфера.

Независимо от типа используемого демпфера, системы часто проектируются таким образом, что, когда термостат не требует воздуха, все демпферы в системе открыты.Это позволяет воздуху продолжать течь, пока теплообменник в печи остывает после завершения периода нагрева.

Сравнение с несколькими печами / обработчиками воздуха [править]

Множество зон может быть реализовано с использованием нескольких печей / воздухообрабатывающих устройств с индивидуальным управлением или с помощью одной печи / воздухообрабатывающего устройства и многозонных заслонок. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки.

Несколько печей / воздухообрабатывающих установок [править]

Преимущества:

  • Простой механический и управляющий дизайн («SPST термостаты»)
  • Избыточность: в случае выхода из строя одной зональной печи

могут остаться в работе. Недостатки:

  • Стоимость.Печи стоят намного дороже, чем зональные демпферы
  • Потребляемая мощность. Рабочие печи потребляют энергию, тогда как зональный демпфер потребляет энергию только во время движения из одного состояния в другое (или, в некоторых случаях, очень небольшое количество энергии при удержании в закрытом состоянии)

Зональные демпферы [править]

Преимущества:

Недостатки:

  • Новые американские нормы жилищного строительства требуют постоянного доступа к заслонкам через потолочные панели доступа.
  • Зональные демпферы
  • не на 100% надежны.Большинство типов заслонок с электроприводом от двигателя к открытию / от двигателя к закрытию не являются «отказоустойчивыми» (то есть они не отказывают в открытом состоянии). Однако зональные демпферы типа «нормально открытый» являются отказоустойчивыми, так как они не будут работать в открытом состоянии.
  • Отсутствует избыточность для печи. Система с зональными амортизаторами зависит от одной печи. В случае сбоя система становится полностью неработоспособной.
  • Низкий общий поток, когда открыты только некоторые заслонки, может привести к неэффективной работе.
  • Приточные и обратные воздуховоды нуждаются в амортизаторах, чтобы избежать повышения давления на части здания.
  • Систему может быть сложнее спроектировать, требуя как термостатов (или реле) SPDT, так и способности системы противостоять условию неисправности, при котором все демпферы зоны закрываются одновременно.

Пневматическое приведение в действие является предпочтительным для этих амортизаторов. Электромагнитные клапаны классифицируются по зонам для пневматического приведения в действие по сравнению с электрическим приводом.Физический размер таких электромагнитных клапанов значительно уменьшился за эти годы.

Противопожарные заслонки [править]

Противопожарные заслонки устанавливаются там, где воздуховоды проходят через стены противопожарного отсека и противопожарные завесы, как часть стратегии управления огнем. В нормальных условиях эти амортизаторы открываются с помощью плавких перемычек. При воздействии тепла эти звенья разрушаются и позволяют демпферу закрываться под воздействием встроенной пружины закрытия. Звенья прикреплены к демпферу, так что демпферы могут быть разблокированы вручную для целей тестирования.Заслонка снабжена дверцей доступа в соседнем воздуховоде с целью проверки и сброса в случае закрытия.

См. Также [править]

Список литературы [править]

Внешние ссылки [редактировать]

Основные
концепции
Технологии
Компоненты
Измерения
и контроль
Профессии,
профессии,
и услуги
Промышленность
организации
Охрана здоровья и безопасность
См. Также

СМИ, связанные с воздушными заслонками в Wikimedia Commons

,

настроенный массовый демпфер - Википедия

Настроенный демпфер массы ( TMD ), также известный как поглотитель гармоник или сейсмический демпфер , представляет собой устройство, смонтированное в конструкциях для уменьшения амплитуды механических колебаний. Их применение может предотвратить дискомфорт, повреждение или полный отказ конструкции. Они часто используются в передаче энергии, автомобилях и зданиях.

Принцип

[править]

Схема простой системы пружина-масса-демпфер, используемая для демонстрации настроенной системы демпфера массы

Настроенные демпферы массы стабилизируют против сильного движения, вызванного гармонической вибрацией.Настроенный демпфер уменьшает вибрацию системы с относительно легким компонентом, так что вибрации в худшем случае менее интенсивны. Грубо говоря, практические системы настроены так, чтобы либо отодвинуть основной режим от тревожной частоты возбуждения, либо добавить затухание к резонансу, который трудно или дорого гасить напрямую. Примером последнего является торсионный демпфер коленчатого вала. Массовые амортизаторы часто выполняются с фрикционным или гидравлическим компонентом, который превращает механическую кинетическую энергию в тепло, как автомобильный амортизатор.

При наличии двигателя массой м 1 , прикрепленного через опоры двигателя к земле, двигатель вибрирует во время работы, а опоры мягкого двигателя действуют как параллельная пружина и демпфер, k 1 и c 1 . Усилие на опорах двигателя составляет F ​​ 0 . Чтобы уменьшить максимальное усилие на опорах двигателя при работе двигателя в диапазоне скоростей, меньшая масса м 2 соединяется с м 1 пружиной и демпфером к 2 и с 2 . F ​​ 1 - это эффективная сила двигателя, обусловленная его работой.

Отклик системы, возбуждаемый одной единицей силы, с (красным) и без (синим) 10% настроенной массы. Пиковый отклик уменьшен с 9 единиц до 5,5 единиц. В то время как максимальная сила отклика уменьшается, есть некоторые рабочие частоты, для которых сила отклика увеличивается.

График показывает влияние настроенного демпфера массы на простую систему пружина – масса – демпфер, возбуждаемую вибрациями с амплитудой одной единицы силы, приложенной к основной массе, м 1 .Важным показателем производительности является отношение силы на опорах двигателя к силе, вибрирующей двигатель, F ​​ 0 / F ​​ 1 . Это предполагает, что система является линейной, поэтому, если сила на двигателе будет удвоена, то сила на двигателе будет расти. Синяя линия представляет базовую систему с максимальной реакцией в 9 единиц силы на частоте около 9 единиц. Красная линия показывает эффект добавления настроенной массы в 10% от базовой массы.Он имеет максимальный отклик 5,5 на частоте 7. Как побочный эффект, он также имеет второй нормальный режим и будет вибрировать несколько больше, чем базовая система на частотах ниже примерно 6 и выше примерно 10.

Высоту двух пиков можно регулировать, изменяя жесткость пружины в настроенном демпфере массы. Изменение демпфирования также изменяет высоту пиков сложным образом. Разрыв между двумя пиками можно изменить, изменив массу демпфера ( м, , , 2 ).

График смещений Боде в системе с (красным) и без (синим) настроенной массы 10%.

График Боде является более сложным, показывая фазу и величину движения каждой массы, для двух случаев, относительно F ​​ 1 .

На графиках справа черная линия показывает базовый отклик ( м 2 = 0). Теперь, учитывая м 2 = м 1 /10, синяя линия показывает движение демпфирующей массы, а красная линия показывает движение первичной массы.График амплитуды показывает, что на низких частотах демпфирующая масса резонирует гораздо больше, чем первичная масса. Фазовый график показывает, что на низких частотах две массы находятся в фазе. По мере увеличения частоты м 2 сдвигается по фазе с м 1 до тех пор, пока на частоте около 9,5 Гц она не сместится по фазе на 180 ° с м 1 , максимизируя эффект демпфирования путем максимизации амплитуды x 2 - x 1 , это максимизирует энергию, рассеиваемую в c 2 , и одновременно вытягивает первичную массу в том же направлении, что и двигатель.

Массовые амортизаторы в автомобилях [править]

Автоспорт [редактировать]

Настроенный демпфер массы был представлен как часть системы подвески Renault на своем автомобиле F1 2005 года (Renault R25) на Гран-при Бразилии 2005 года. Система была изобретена доктором Робином Тулуи и, как сообщается, сократила время прохождения круга на 0,3 секунды: феноменальный выигрыш для относительно простого устройства. [1] Сначала он считался легальным и использовался вплоть до Гран-при Германии 2006 года.

В Хоккенхайме демпфер массы был признан незаконным FIA, поскольку масса не была жестко прикреплена к шасси и из-за влияния, которое она оказала на наклон машины, что, в свою очередь, значительно повлияло на зазор под автомобиль и, следовательно, наземные эффекты автомобиля, чтобы быть подвижным аэродинамическим устройством и, следовательно, незаконно влияющих на производительность аэродинамики.

Стюарды совещания сочли это законным, но FIA обжаловала это решение. Спустя две недели Международный апелляционный суд FIA признал массовый демпфер незаконным. [2] [3]

Производство автомобилей [редактировать]

Отрегулированные демпферы массы широко используются в производственных автомобилях, обычно на шкиве коленчатого вала, для контроля крутильных колебаний и, реже, режимов изгиба коленчатого вала. Они также используются на трансмиссии для передач, и в других местах для других шумов или вибрации на выхлопе, кузове, подвеске или где-либо еще.Почти все современные автомобили будут иметь один массовый демпфер, а некоторые могут иметь десять или более.

Обычная конструкция демпфера на коленчатом валу состоит из тонкой резиновой ленты между ступицей шкива и внешним ободом. Это устройство, часто называемое гармоническим демпфером, расположено на другом конце коленчатого вала, противоположном тому, где находится маховик и трансмиссия. Альтернативной конструкцией является центробежный маятниковый поглотитель, который используется для уменьшения крутильных колебаний двигателя внутреннего сгорания на некоторых современных автомобилях.

Все четыре колеса Citroën 2CV включали настроенный демпфер массы (называемый «Batteur» на французском языке), очень похожий на тот, который использовался в автомобиле Renault F1, с начала производства в 1949 году на всех четырех колеса, прежде чем были сняты с задней и в конечном итоге передние колеса в середине 1970-х годов.

Массовые амортизаторы в космическом корабле [править]

Одним из предложений по снижению вибрации на твердотопливном бустере НАСА Ares было использование 16 настроенных демпферов массы в рамках стратегии проектирования для снижения пиковых нагрузок с 6 г до до 0.25 г , TMD ответственны за снижение с 1 г до 0,25 г , остальное делается с помощью обычных виброизоляторов между верхними ступенями и усилителем. [4] [5]

Спин-стабилизированные спутники имеют развитие нутаций на определенных частотах. Вихретоковые демпферы нютинга летали на спин-стабилизированных спутниках, чтобы уменьшить и стабилизировать нутацию.

Демпферы в линиях электропередачи [править]

Линии высокого напряжения часто имеют небольшие амортизаторы Stockbridge в форме штанги, свисающие с проводов для уменьшения высокочастотного колебания низкой амплитуды, называемого флаттером. [6] [7]

Амортизаторы в ветряных турбинах [править]

Стандартный демпфер массы для ветряных турбин состоит из вспомогательной массы, которая прикреплена к основной конструкции с помощью пружин и элементов рычага. Собственная частота настроенного демпфера массы в основном определяется его постоянной пружины и коэффициентом демпфирования, определяемым приборной панелью. Настраиваемый параметр настроенного демпфера массы позволяет вспомогательной массе колебаться с фазовым сдвигом относительно движения конструкции.В типичной конфигурации вспомогательная масса подвешена под гондолой ветротурбины, поддерживаемой амортизаторами или фрикционными пластинами.

Демпферы в зданиях и связанных с ними конструкциях [править]

Расположение крупнейшего настроенного демпфера массы в Тайбэе 101

Как правило, демпферы представляют собой огромные бетонные блоки или стальные тела, установленные в небоскребах или других сооружениях и перемещаемые в противоположность колебаниям резонансной частоты конструкции посредством пружин, жидкости или маятников.

Источники вибрации и резонанса [править]

Нежелательная вибрация может быть вызвана силами окружающей среды, действующими на конструкцию, такими как ветер или землетрясение, или, по-видимому, безобидным источником вибрации, вызывающим резонанс, который может быть разрушительным, неприятным или просто неудобным.

Землетрясения [править]

Сейсмические волны, вызванные землетрясением, заставляют здания колебаться и колебаться различными способами в зависимости от частоты и направления движения грунта, а также от высоты и конструкции здания. Сейсмическая активность может вызвать чрезмерные колебания здания, которые могут привести к разрушению конструкции. Для улучшения сейсмических характеристик здания выполняется надлежащая конструкция здания с использованием различных технологий контроля сейсмических вибраций. Как упомянуто выше, демпфирующие устройства использовались в авиационной и автомобильной промышленности задолго до того, как они стали стандартом смягчения сейсмических повреждений зданий.Фактически, первые специализированные демпфирующие устройства для землетрясений не были разработаны до конца 1950 года. [8]

Механические человеческие источники [править]
Демпферы на мосту Миллениум в Лондоне. Белый диск не является частью демпфера.

Массы людей, идущих вверх и вниз по лестнице одновременно, или большое количество людей, топающих в унисон, могут вызвать серьезные проблемы в больших сооружениях, таких как стадионы, если в этих сооружениях отсутствуют демпфирующие меры.

Ветер [править]

Сила ветра, воздействующего на высокие здания, может заставить вершину небоскреба двигаться более чем на метр.Это движение может быть в форме покачивания или скручивания и может вызвать движение верхних этажей таких зданий. Определенные углы ветра и аэродинамические свойства здания могут усилить движение и вызвать у людей укачивание. TMD обычно настроен на частоту определенного здания для эффективной работы. Тем не менее, в течение срока службы высотные и тонкие здания могут испытывать естественные изменения частоты при скорости ветра, температуре окружающей среды и изменениях относительной влажности, среди прочих факторов, которые требуют надежной конструкции TMD. [9]

Примеры зданий и сооружений с настроенными демпферами массы [править]

Канада [редактировать]
Китай [править]
Германия [редактировать]
Индия [редактировать]
Иран [править]
Ирландия [редактировать]
Япония [редактировать]
Россия [редактировать]
Тайвань [править]
  • небоскреб Taipei 101 - содержит самые большие и тяжелые в мире демпферы с настроенной массой, 660 метрических тонн (730 коротких тонн). [13]
Объединенные Арабские Эмираты [редактировать]
Великобритания [править]
Соединенные Штаты Америки [редактировать]

См. Также [править]

Список литературы [править]

  1. ^ "Как Renault выиграл чемпионат мира, создав настроенный демпфер массы". Персонал (август 2011 г.) Сайт Совета по высотным зданиям и городской среде обитания «Один Мэдисон Парк, Нью-Йорк». Архивировано 28 января 2018 года в Wayback Machine.

Внешние ссылки [редактировать]

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.