Центробежный поглотитель маятник представляет собой тип массового демпфера Tuned . Он снижает амплитуду крутильных колебаний в трансмиссии, в которой используется двигатель внутреннего сгорания.
История
Амортизатор с центробежным маятником был впервые запатентован в 1937 году Р. Саразином [1], а другая версия - Р. Чилтоном в 1938 году. [2] В целом изобретение принадлежит и Саразину, и Чилтону. Работа Саразина использовалась во время Второй мировой войны компанией Pratt & Whitney для авиационных двигателей с увеличенной выходной мощностью. Увеличение мощности привело к увеличению крутильных колебаний, которые угрожали долговечности. Это привело к созданию двигателя Pratt & Whitney R-2800, в котором использовались маятниковые грузы, прикрепленные к коленчатому валу.
Использование центробежных маятниковых амортизаторов в наземных транспортных средствах началось позже. Хотя двигатели внутреннего сгорания всегда вызывали крутильные колебания в трансмиссии, амплитуда колебаний, как правило, была недостаточно высокой, чтобы повлиять на долговечность или комфорт водителя. Одно применение существовало в настроенных гоночных двигателях, где крутильные колебания коленчатого вала могли вызвать повреждение распредвала или клапанов. В этом случае центробежный маятниковый амортизатор Rattler® [3] крепится непосредственно к коленчатому валу. Хотя конструкция отличается от Саразина или Чилтона, Rattler® по-прежнему следует тому же физическому принципу.
В 2010 году центробежные маятниковые поглотители, соответствующие патентам Саразина и Чилтона, были введены в BMW 320D . Причиной тому снова стало увеличение крутильных колебаний от двигателей большей мощности. [4] В данном случае 4-цилиндровый дизельный двигатель BMW N47 . В отличие от предыдущих конструкций, центробежный маятниковый амортизатор не был прикреплен к двигателю внутреннего сгорания, а был прикреплен к двухмассовому маховику .
Функция
Функция центробежного маятникового поглотителя, как и любого настроенного поглотителя массы, основана на принципе поглощения, а не на принципе демпфирования. Это различие является существенным, поскольку демпферы уменьшают амплитуду вибрации за счет преобразования энергии вибрации в тепло. Поглотители накапливают энергию и в нужный момент возвращают ее в систему вибрации. [5] Центробежные маятниковые поглотители, такие как настроенные поглотители массы, не являются частью потока силы / крутящего момента.
Центробежный маятниковый поглотитель отличается от настроенного поглотителя массы диапазоном поглощения. Он эффективен для всего порядка, а не для узкого частотного диапазона.
Современные приложения
Двигатели внутреннего сгорания следуют тенденции развития, направленной на уменьшение количества цилиндров, увеличение выходной энергии на цилиндр и движение на более низких оборотах двигателя. [6] Это приводит к повышению эффективности двигателя, но вызывает увеличение крутильных колебаний двигателя. Вибрации приводят к проблемам с долговечностью, а также к снижению комфорта пассажиров, и их следует избегать за счет использования торсионных демпферов и амортизаторов. Эта ситуация сдвигает баланс между стоимостью технологии центробежного маятникового амортизатора и выгодой для эффективности трансмиссии. В следующих автомобилях используются центробежные маятниковые амортизаторы.
- BMW 320D
- Mercedes E250 Дизель
- Chevrolet Colorado Дизель
- Продукция GM, оснащенная двигателем 2,7 л L3B
- Шевроле Корвет (C8) [7]
Рекомендации
- ^ Саразин (4 мая 1937). «Патент США 2,079,226 - Средство, адаптированное для уменьшения крутильных колебаний коленчатых валов» . Проверено 16 октября 2013 года . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Чилтон, Роланд (5 апреля 1938 г.). «Патент США 2112984 - маятниковый противовес» . Проверено 16 октября 2013 года . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ TCI. «Поглотитель Rattler®» . www.tciauto.com . Проверено 16 октября 2013 года .
- ^ Кролл; Кой; Сибахер (2010). Земля в поле зрения? Гашение крутильных колебаний для двигателей будущего (PDF) . Schaeffler. п. 3.
- ^ Маккатчен, Кимбл. «Дни короткие: борьба за разработку коленчатого вала с двойной осью R-2800» (PDF) . Enginehistory.org . С. 3–1. Архивировано из оригинального (PDF) 22 октября 2013 года . Проверено 16 октября 2013 года .
- ^ Кроуфорд, Марк. «3 новых тенденции в автомобилестроении» . www.asme.org . Проверено 16 октября 2013 года .
- ^ «Главный инженер Corvette 2020 говорит о C8 Stingray - Autoline After Hours 489» . НАС. 12 декабря 2019 . Проверено 7 января 2021 г. - через YouTube.
Внешние ссылки
- Медиа-библиотека Schaeffler - Центробежный маятниковый амортизатор - видео, изображающее двухмассовый маховик с центробежным маятниковым амортизатором
- EPI Crankshaft Torsional Absorbers - центробежный маятниковый амортизатор на коленчатом валу авиационного двигателя
- История двигателя Р-2800 - разработка коленчатого вала двигателя с центробежным маятниковым амортизатором.