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

Чем определяют обороты двигателя

Обороты двигателя: характеристики и особенности

Начинающие и профессиональные автовладельцы интересуются вопросом, на каких оборотах (высоких или низких) лучше ездить. Этот актуальный вопрос чаще всего провоцирует вызов ожесточенной полемики среди автолюбителей, которые предпочитают высказать свою точку зрения.

Данная статья позволит ознакомиться с основными оборотами двигателей и в устранении проблем, возникших в ходе нестабильности оборота. Поэтому предлагаем внимательно прислушаться к советам профессионалов, которые подскажут, какие обороты двигателя допустимы для вождения современного автомобиля.

Самой распространенной проблемой современных агрегатов считается нестабильночть оборотов холостого хода. Следовательно, отсутствие холостых ходов, может, вызывать серьезные хлопоты на дорогах. Управлять подобным авто становится практически невозможным. Чтобы избежать аварийных ситуаций, автовладелец обязан мочь учесть несколько важных правил.

В процессе движения автомобиль, всегда определяется частота вращения вала колес и двигателя. Когда увеличивается частота вращения вала двигателя, соответственно, увеличивается и скорость движения авто. Поэтому частота движения вала определяется делением передаточного числа текущей передачи.

Также, не стоит забывать, что на некоторых автомобилях установлен ограничитель оборотов двигателя, который снижает количество оборотов коленвала в зависимости от разных условий.

При запуске системы холостого хода происходит мощностный режим. В подобном случае необходимо огромное внимание уделяется инжекторному и карбюраторному мотору. Автомобильный карбюратор более раннего выпуска обладает зависимым холостым ходом. Благодаря новейшей разработанной конструкции, во время вождения авто, у водителей не должно возникать лишних хлопот.

Но так как стоимость на нефть увеличилась, мировые производители транспортных средств, выпустили автономный экономичный холостой ход, который уменьшает расходы топлива. В основном число оборотов не должно превышать 60.

По мнению специалистов, после внедрения карбюратора автономного холостого хода, обслуживание данного устройства заметно усложнилось. Так как система питания нуждается в вождении фильтров, которые предназначены для очищения горючего. Стоит отметить, что отсутствие фильтров положительно сказывается на стабильности функционировании двигателя. Поэтому обороты (по асфальту) нужно держать между 2000 до 3000.

Ранее, на карбюраторах устанавливали холостой ход с помощью специального винта, приоткрытый дроссельной заслонкой. Но на данном этапе, процесс установки значительно усложнился. Отдельная система с наличием собственных каналов и жиклеров, отвечают за процесс подачи воздуха и дозировки горючего. После установления системы холодного хода, намного снизилась надежность.

При попадании хотя бы одного волоса или соринки, могут возникнуть перебои. Работоспособность двигателя ухудшиться и возникнут серьезные проблемы. Если вовремя не обратить внимания, то можно полностью заглушить работу двигателя. Новейшие карбюраторы, которые имеют электроклапан холодного хода, отличаются:

  • экономичностью;
  • прочностью;
  • надежностью;
  • стабильностью

Двигатели постоянного тока

Кроме машин переменного напряжения есть электродвигатели, подключающиеся к сети постоянного тока. Число оборотов таких устройств рассчитывается по совершенно другим формулам.

Номинальная скорость вращения

Число оборотов аппарата постоянного тока рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

  • n – число оборотов в минуту,
  • U – напряжение сети,
  • Rя и Iя – сопротивление и ток якоря,
  • Ce – константа двигателя (зависит от типа электромашины),
  • Ф – магнитное поле статора.

Эти данные соответствуют номинальным значениям параметров электромашины, напряжению на обмотке возбуждения и якоре или вращательному моменту на валу двигателя. Их изменение позволяет регулировать частоту вращения. Определить магнитный поток в реальном двигателе очень сложно, поэтому для расчетов пользуются силой тока, протекающего через обмотку возбуждения или напряжения на якоре.

Формула расчёта числа оборотов двигателя постоянного тока

Число оборотов коллекторных электродвигателей переменного тока можно найти по той же формуле.

Регулировка скорости

Регулировка скорости электродвигателя, работающего от сети постоянного тока, возможна в широких пределах. Она возможна в двух диапазонах:

  1. Вверх от номинальной. Для этого уменьшается магнитный поток при помощи добавочных сопротивлений или регулятора напряжения;
  2. Вниз от номинальной. Для этого необходимо уменьшить напряжение на якоре электромотора или включить последовательно с ним сопротивление. Кроме снижения числа оборотов это делается при запуске электродвигателя.
Читать еще:  Гранта стук двигателя после запуска

Знание того, по каким формулам вычисляется скорость вращения электродвигателя, необходимо при проектировании и наладке оборудования.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

  • Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
  • Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
  • Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

  • Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
  • Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
  • Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
  • Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

  • Прибор без дополнительных функций;
  • Тахометр с различными индикаторами;
  • Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Что дает преобразователь?

Необходимость использования регулятора оборотов электродвигателя в случае асинхронных моделей состоит в следующем:

Достигается значительная экономия электрической энергии. Поскольку не всякое оборудование требует высоких скоростей вращения моторного вала, ее имеет смысл снизить на четверть.

Обеспечивается надежная защита всех механизмов. Преобразователь частоты позволяет контролировать не только температуру, но и давление и прочие параметры системы. Этот факт особенно важен, если при помощи двигателя приводится в действие насос.

Датчик давления устанавливается в емкости, посылает сигнал при достижении должного уровня, благодаря чему мотор останавливается.

Совершается плавный пуск. Благодаря регулятору снимается необходимость использования дополнительных электронных устройств. Частотный преобразователь легко настроить и получить желаемый эффект.

Снижаются расходы на техническое обслуживание, поскольку регулятор сводит к минимуму риски поломки привода и других механизмов.

Таким образом электродвигатели с регулятором оборотов оказываются надежными устройствами с широкой сферой применения.

Важно помнить, что эксплуатация любого оборудования на основе электрического мотора только тогда окажется правильной и безопасной, когда параметр частоты вращения будет адекватен условиям использования.

Зачем нужен тахометр?

Про то, что он определяет обороты коленчатого вала двигателя, мы уже поняли. Но зачем знать и определять эту частоту вращения?

Читать еще:  Бензиновый двигатель зид характеристика

Это ребята очень важно! Знаете ли вы что можно определить неисправный двигатель по оборотам, даже не выходя из машины? Ведь исправный мотор работает ровно, то есть на холостых оборотах двигатель работает с одной частотой, обычно это от 800 до 1000 оборотов в минуту. Если вы запустили двигатель, а обороты «плавают» — то 700, то резко 1000, затем 800, это не нормально и говорит о неисправности, нужно проверять двигатель и электронику, также могут быть неисправны или загрязнены свечи (как почистить, можно почитать здесь), либо залито некачественное топливо.

Еще одна очень важная функция — это красная зона. Есть практически на всех тахометрах, обычно стоит у 7 – 9000 оборотов. Эта цифра предостерегает нас с вами от высоких оборотов двигателя, при длительной работе на таких показателях двигатель может разрушиться, так что лучше не пускайте стрелку в красную зону.

Место расположения

Датчик частоты вращения, или индукционный измеритель, обычно располагается над маркерным диском автомобиля.

Диск, в свою очередь, может находиться:

  • на маховике;
  • на коленвале внутри блока цилиндров – такое бывает у марок Ford, Opel и т.д.;
  • спереди моторного отсека на коленвале, вместе со шкивом привода допагрегатов (Jaguar, BMW, ВАЗ и т.д.).

Лучше всего, когда маркерные зубцы маховика предназначаются лишь для измерения оборотов мотора. Чуть хуже, если маркерными являются стартерные зубцы: эта особенность присутствует у автомашин марок Audi и Volvo.

Небольшая кривизна зубца маховика или маленький скол, присутствующий на нём, часто могут стать причиной в нарушении работы системы зажигания, из-за чего силовой агрегат не может функционировать на повышенных частотах вращения. В этом случае зачастую происходит хаотичное искрообразование, так как блок управления неправильно определяет количество зубцов.

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в процессе эксплуатации, можно избежать необходимости отстыковывать его от исполнительного механизма и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центровочного отверстия. Точное количество оборотов в этих случаях можно также измерить при помощи стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя наносят продольную риску белого цвета и устанавливают светоулавливатель прибора напротив нее.

При включении двигателя в работу прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод применяется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Механический самодельный тахометр из моторчика

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек – это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка – это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Читать еще:  Шевроле лачетти плавают обороты двигателя при переключении передач

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками


Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками


Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками


Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

Смотрел не давно на ютубе ролик одного блогера, как он для замера оборотов мотор-колеса купил бесконтактный тахометр. Меня это очень удивило, человек подкован в электронике, микроконтроллерах, зарабатывает на жизнь ремонтом электроники и разработкой устройств. Набор инструментов тоже богат, от мало до велика. И на мой взгляд можно было обойтись подручными инструментами… Но все мы Люди и все уникальны, поэтому осуждать друг друга не имеем права.

Но за расследование все же взялся, Шерлок Холмс к вашим услугам )))

Работая диагностом, я прекрасно знаю как определяются обороты ДВС индуктивным датчиком, поэтому за основу для определения оборотов понадобится : катушка без сердечника (предпочтительнее от реле, чтобы размах сигнала был более высокий, я этим пренебрег и низкие обороты мультиметром не измерились), мультиметр с возможностью измерения частоты (тут важен диапазон измеряемых частот, и минимальное измеряемое входное напряжение), магнит неодимовый (для создания магнитного поля) и осциллограф (в идеале).

Для частоты эксперимента, измерять обороты буду у шуруповерта, так как на этикетке есть величина этих самых оборотов. Но ни кто не мешает измерить обороты чего либо другого, главное соблюдать технику безопасности и продумать крепление магнита, чтобы он не слетел на высоких оборотах.

А дальше все просто : цепляемся мультиметром/осциллографом к катушке (катушка в моем случае от разблокировки селектора АКПП на 58 Ом, так как катушка является индуктивностью у нее есть параметр индуктивность которая измеряется в единицах Генри (мГн, мкГн) и добротность величина относительная, единицы измерения не имеет, это как величина заполнения шим сигнала). На сверло закрепляем магнит, подносим катушку максимально близко магниту, и жмем на кнопку. Дальше смотрим частоту на мультиметре/осциллографе и полученный результат умножаем на 60 секунд, для преобразования об/сек в об/мин (пример частота составила 7 об/сек * на 60 секунд = 420 об/мин).

Все написанное выше можно посмотреть на видео :

Если есть недочеты, или что то не дописал критикуйте/задавайте вопросы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector