Чем ограничиваются обороты двигателя

Регулятор оборотов электродвигателя без потери мощности

Для плавного управления скоростью вращения вала электродвигателя создано специальное устройство — регулятор оборотов. Он позволяет не только удобно регулировать скорость вращения вала, что гарантирует стабильную эксплуатацию, но и позволяет избежать перебоев напряжения и обеспечить длительный период службы оборудования.

Особенности регулятора оборотов

Основная задача трансформаторного контроллера оборотов — организация плавности запуска и останова с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Такие устройства входят в состав многих электроприборов. Они гарантируют точность управления и позволяют установить требуемую величину оборотов.

Существуют также тиристорные модели, а также приборы, осуществляющие частотное регулирование.

Современные регуляторы оборотов активно используются в самом разном оборудовании:

• нагревательном,
• сварочном,
• электроприводах,
• электропечах,
• стиральных и швейных машинках,
• пылесосах,
• электроприводах.

Как выбрать регулятор оборотов электромотора

Для выбора оптимального устройства контроля скорости вращения вала важно учитывать показатели электродвигателя, а также особенности их использования.

Для коллекторных моделей идеально подходят векторные регуляторы. Особое внимание при этом стоит уделять мощности решения. Для безопасного функционирования она должна быть немного выше допустимого параметра электромотора.

Напряжение электроприбора должно находится в широком диапазоне. Количество входов и размеры должны соответствовать характеристикам электродвигателя.

Принцип работы трансформаторного регулятора оборотов

Во время запуска электромотора сила тока сгибает обмотки силового агрегата, при этом образуя тепловую энергию. Входное напряжение в первую очередь поступает на контроллер оборотов, в котором с помощью диода осуществляется выпрямление 220 В. После этого ток поступает на два конденсатора, которые играют роль фильтра. На выходе формируется широтно-импульсно моделированные сигнал, поступающий в итоге к обмоткам электромотора и регулирующий скорость вращения вала.

Особенности тиристорного контроллера оборотов

Такие устройства снабжены парой тиристоров, который включены встречно-паралелльно. В данном случае при подаче переменного входного напряжения каждый тиристор попускает только полуволну. Управляющая схема контролирует момент открытия и закрытия тиристоров в момент перехода фазы через ноль. Это позволяет отрезать кусок напряжения в конце или же начале волны. В результате меняется среднеквадратичное показание напряжения.

Чаще всего тиристорные регуляторы скорости используются для контроля работы различного обогревательного оборудования. Для электродвигателей они модифицируются, в зависимости от индуктивной нагрузки:

• подбираются тиристоры с рабочим током, значение которого в несколько раз выше, чем ток двигателя,
• на выходе добавляется конденсатор, который позволяет корректировать форму синусоиды напряжения,
• для защиты силовых элементов (резисторов, конденсаторов или же катушек) используются LRC-цепи,
• минимальная мощность ограничивается, что гарантирует легкий пуск электродвигателя.

К основным достоинствам тиристорных регуляторов оборотов относятся компактные габариты и приемлемая стоимость. Что касается недостатков, то основные: регулировать скорость вращения можно только маломощных двигателей, при работе возможны рывки и шум.

Такие контроллеры зачастую применяют для управления скоростью вращения вентилятора в современных системах кондиционирования.

И все таки наиболее оптимальным вариантом регулировки оборотов двигателя является частотный преобразователь ABB.

Изменение параметров тока на входе

Принцип действия частотника — управление параметрами на входе, при котором изменяется напряжение и сила тока отдельно или вместе. Плюсы решения очевидны:

• Плавный старт без пускового скачка тока (приводит к пробою изоляции) и без рывков (изнашивают механизмы)
• Большой диапазон регулировок скорости и крутящего момента;
• Экономия электроэнергии и ресурса, что немаловажно при частых пусках (остановках) и работе в различных режимах (например, насосы, лебедки, рулевые электроприводы и т.д.);
• Для большинства электродвигателей есть возможность изменения направления вращения.

Чем ограничиваются обороты двигателя

Профессиональная форсировка скутеров 50сс

Все поставляемые в Европу скутера класса 50сс ограничены по скорости на уровне 50 км/ч. Это достигается следующими путями:

1. Электронным — ограничиваются максимальные обороты двигателя
2. Механическим — ограничивается увеличение передаточного отношения в вариаторе
3. Использованием ограничителей на выпуске и впуске — ограничивается наполнение цилиндра смесью

Разумеется, многие производители комбинируют эти методы для получения лучшего результата. Прежде чем приступать к тюнингу скутера с целью увеличения его скорости и приемистости, следует полностью устранить все установленные производителем ограничители.

Наибольшие хлопоты в этом смысле доставляют электронные ограничители — они обычно жестко встроены в коммутатор системы зажигания. Кроме всего прочего, практически все современные коммутаторы имеют встроенный ограничитель оборотов мотора — для предупреждения чрезмерной раскрутки мотора при, например, обрыве ремня вариатора, разница только в том, что у обычного коммутатора этот ограничитель настроен на уровень 7000-7500 об/мин, а для ограничения скорости производитель изменяет настройку на уровень

6000 об/мин. В любом случае, для форсировки скутера неприемлемы оба типа настройки ограничителя, поэтому следует приобрести и установить специальный спортивный коммутатор. Они бывают двух видов — вообще без ограничителя оборотов и с регулируемым ограничителем (обычно ступенчато переключаемым на уровни 7000-9500-11500-13000). Второй тип предпочтительнее — так как предохраняет мотор от повреждений при выбеге оборотов за допустимую зону.

Фактически, существуют всего четыре основных области форсировки скутера (я перечислю их в логической последовательности производимых модификаций):

1. Выпускная система
2. Объем цилиндра
3. Изменение передаточного числа трансмиссии
4. Улучшение карбюратора и впуска

Итак, займемся тюнингом по-порядку:

1. Выпускная система

На рынке доступны несколько основных видов выпускных систем (то, что обычно называют глушителем):

1. Стандартные (фабричные) глушители от «полуспортивных» моделей скутеров (таких, как Suzuki Sepia ZZ или Honda Dio ZX). Эти глушители обеспечивают некоторый прирост мощности двигателя практически без увеличения оптимальных оборотов мотора, в основном за счет улучшения наполнения цилиндра смесью и заострения моментной характеристики мотора.
2. Тюнинговые глушители, обеспечивающие прирост около 20% мощности за счет некоторого увеличения оптимальных оборотов мотора, что вызывает необходимость перестройки вариатора для обеспечения высокой приемистости (применением более легких грузиков и, иногда, более жесткой возвратной пружины). Ярким примером такого глушителя является LeoVinci SP3.
3. Тюнинговые глушители спортивного класса, обеспечивающие прирост около 50% мощности за счет существенного увеличения оборотов двигателя, и требующие для обеспечения высокой приемистости не только перестройки вариатора (применением более легких грузиков и, часто, более жесткой возвратной пружины), но и перестройки центробежного сцепления (применением более жестких возвратных пружин либо полной заменой сцепления на тюнинговое). Ярким примером такого глушителя является LeoVinci ZX (да и вообще вся серия спортивных глушителей LeoVinci).

Разумеется, увеличение оборотов мотора вызывает прирост максимальной скорости скутера (без изменения передаточного отношения заднего редуктора) пропорционально приросту оборотов. В общем случае, стандартные моторы скутеров имеют максимальные обороты около 7000 об/мин. Глушитель SP3 увеличивает их на 750-1000 об/мин, а глушитель ZX — на 1750-2000 об/мин, в результате если изначально Yamaha Jog бегала 70 км/ч, то с глушителем SP3 она станет бегать минимум 80 км/ч, а с ZX — 90 км/ч. Одновременно значительно улучшится разгонная динамика скутера.

2. Объем цилиндра

Множество производителей тюнинговых наборов — Malossi, Polini, DR, Eurocilindro — производят для скутеров класса 50сс комплекты поршневой группы увеличенного объема (цилиндр, поршень с кольцами и пальцем, часто — новая головка цилиндра). Наиболее популярны объемы 70сс и 85сс (это около 68 и 84 куб.см), наиболее популярная конструкция — стальной цилиндр с алюминиевой головкой, хотя иногда встречаются более прогрессивные алюминиевые цилиндры с покрытием Никосил. Подобные наборы ставятся на стандартный коленвал с шатуном и обеспечивают огромный прирост мощности на номинальных (или немного выше номинала) оборотах. Цилиндры с покрытием Никосил выдерживают более высокие обороты и обеспечивают большую мощность и крутящий момент, чем стальные, но их долговечность очень сильно зависит от качества изготовления, и они гораздо более стальных чувствительны к перегреву.

Также на рынке доступны тюнинговые наборы поршневой группы гоночного типа (например, Polini Kit Corsa), обеспечивающие очень высокую мощность двигателя, но практически непригодные для использования в обычных дорожных условиях из-за капризности и требования очень частого обслуживания для поддержания работоспособности. В частности, стандартные поршневые кольца, заменяемые на обычных цилиндрах через 10000 км, на цилиндре Polini Kit Corsa 70cc приходят в негодность через 2000-3000 км.

3. Задний редуктор

Особенностью скутеров 50сс с автоматической трансмиссией является то, что даже при значительном увеличении мощности их двигателя (особенно за счет увеличения его объема) их максимальная скорость возрастает незначительно, так как аппарат оказывается чрезмерно задушен задним редуктором (его передаточное число слишком велико для возросшей мощности мотора).

Поэтому следующим после увеличения объема цилиндра шагом должно явиться приобретение тюнингового набора для заднего редуктора (так называемого Gear Kit). Типичные Gear Kit-ы уменьшают передаточное число заднего редуктора на 50-70%, примерно на столько же увеличивая максимальную скорость Вашего скутера (ценой некоторого уменьшения приемистости) — разумеется, если Вы располагаете достаточной мощностью двигателя. С цилиндром 85сс шоссейного класса и Gear-Kit-ом обычная Yamaha Jog достигает скорости 110-120 км/ч, с гоночным цилиндром — еще более высокой.

4. Улучшение карбюратора

Английские и французские тюнинговые фирмы считают, что даже карбюратор размера 12-мм не является ограничивающим элементом для двигателя 50сс, тем более не является таковым типичный 14-мм карбюратор Teikei, Mikuni или Dell’Orto, устанавливаемый практически на все современные модели скутеров 50сс. Однако после установки цилиндра объема 70сс (и особенно 80-85сс) увеличение размера диффузора карбюратора начинает существенно добавлять двигателю мощности. Большинству цилиндров 70сс и 85сс шоссейного класса вполне достаточно карбюратора Dell’Orto 17-мм или 18-мм, однако для гоночного цилиндра 70-85сс может понадобиться и карбюратор размера 22-мм.

Обычно замена карбюратора сопровождается заменой окружающих его установочных элементов — всяких держателей, патрубков и прочего, а также часто сопровождается установкой нового воздушного фильтра увеличенной производительности. Собственно, наборы тюнинговых карбюраторов Malossi и Polini как раз и состоят из карбюратора с комплектом подобных установочных деталей.

Трансмиссия: недостижимый компромисс

Я не буду излагать сейчас подробности конструкции вариатора и сцепления, ограничившись констатацией главного принципа работы автоматической трансмиссии скутера: вариатор стремится удержать обороты двигателя постоянными — на уровне оптимальных для максимальной мощности мотора, изменяя передаточное отношение пропорционально нагрузке. Спепление, в свою очередь, обеспечивает возможность мотору достигнуть номинальных оборотов перед троганием с места, и расцепляет мотор с колесом при резком сбросе газа — для обеспечения движения накатом (на умеренной скорости).

Схема трансмиссии скутера в разобранном состоянии.

Поскольку тюнинг двигателя изменяет его характеристики в части оптимальных оборотов, это требует перенастройки вариатора и сцепления.

Хуже того — вариатор, рассчитанный на передачу мощности стандартного двигателя 50сс, при работе с увеличившимися крутящими моментами мощных тюнинговых моторов (70cc и особенно 85сс) начинает работать с проскальзыванием ремня, что снижает скорость и приводит к очень быстрому износу ремня и дисков вариатора. Особенно склонен к проскальзыванию вариатор при трогании с места и на малой скорости — в этих режимах ремень бегает по малому радиусу ведущего диска (то есть минимально его пятно контакта с дисками) и при этом наиболее слабо натянут (из-за максимально сведенных ведущих дисков). Единственная возможность парировать это — увеличить натяг возвратной пружины вариатора (либо, что лучше, установить специальный более жеский тюнинговый вариатор).

Сцепление тоже нуждается в перенастройке — особенно если Вы использовали тюнинг, заостряющий характеристику мотора, ведь для динамичного старта с места надо, чтобы к моменту зацепления колодок сцепления двигатель успел набрать обороты, близкие к оптимальным по мощности. Кроме того, сцепление также не всегда в состоянии выдержать увеличившийся крутящий момент мотора без проскальзывания — поэтому на машинах с двигателями 70сс и выше стоит подумать о его замене на тюнинговое трехколодочное Polini или Malossi.

Готовые рецепты

Профессиональный тюнинг — штука тонкая, он не сводится к тупой установке тюнинговых китов, это лишь первая фаза работы, а вторая, на которую падает 80-90% трудоемкости — это отстройка всего этого хозяйства на оптимальные параметры и просто нормальную совместную работу, причем чем радикальнее тюнинг — тем сложнее вторая часть работы, тем более высокой квалификации она требует.

Однако я все же решусь дать некоторые простые рецепты:

Для начинающих я бы рекомендовал купить набор тюнингового глушителя LeoVinci (SP3 дешевле и меньше шумит, RS и ZX дороже и намного громче), в его комплект входят грузики для перестройки вариатора и пружинки для перестройки сцепления — поставьте все это, заново отстройте штатный карбюратор и этим ограничьтесь. Разумеется, берите набор точно для своей модели скутера — иначе настройка будет неоптимальной. В будущем можете докупить гоночный коммутатор (желательно модель с настраиваемым уровнем ограничения оборотов). Если Вы делали этот тюнинг на дешевых моделях скутеров (типа Yamaha Jog, Honda Dio, Suzuki Sepia) — дальше стоит заняться тюнингом подвесок и рамы, поскольку они имеют неподходящие для повысившихся скоростей характеристики.

Для квалифицированных любителей отжигать по шоссе следует приобрести глушитель LeoVinci (TOURING, если Вы не собираетесь пугать всех вокруг ревом, и RS или ZX, если собираетесь), стандартный цилиндр 70сс (от Polini или Malossi) и Gear Kit. Максималка станет большой, приемистость — приемлимой, срок службы двигателя и колец существенно не уменьшится. В будущем можно докупить карбюратор 17-18mm. Тюнинг подвесок и рамы становится насущным, если, конечно, Вы не обладатель Yamaha Aerox или BW’s Bump.

Для дорожных маньяков следует приобрести глушитель LeoVinci ZX, стандартный цилиндр 70-85сс (от Polini или Malossi), карбюратор 22mm, тюнинговый вариатор и Gear Kit от Polini. Если не менять коленвал на тюнинговый — стандартный рассыплется очень быстро. Тюнинг рамы и подвесок обязателен.

Для спортсменов следует приобрести глушитель LeoVinci ZX, спортивный цилиндр 70-85сс (KitCorsa Polini или MHR Malossi), карбюратор 22mm, тюнинговый вариатор, сцепление и Gear Kit от Polini, тюнинговый коленвал от Polini или Malossi, а также специальный гоночный коммутатор. Глубокий тюнинг рамы и подвесок обязателен.

Разумеется, это лишь основные идеи. Все это требует точной настройки друг под друга, для получения действительно высокой отдачи и приемлимого срока службы всего агрегата и отдельных частей.

Какие обороты должны быть на дизельном двигателе

Есть три группы водителей. Одни стараются ездить на максимально низких оборотах и «внатяг». Другие периодически крутят мотор до повышенных оборотов, считая это полезным. Третьи ездят в режиме «стрелка тахометра на пределе». Кто же прав?

Низкие обороты

Начнем с тех, кто предпочитает рано переключать передачи и держит обороты коленвала в пределах 2500 тыс. об/мин. на бензиновых двигателях и порядка 1100-1200 тыс. об/мин. на дизеле. Причем многие привыкают ездить так с самого начала, когда инструктор автошколы или родственник учит, что это помогает экономить топливо и не перегружать мотор.

Но все не так просто. Представим: автомобиль едет примерно 55 км/ч, на четвертой передаче по асфальту, обороты – в пределах 2000. Затем рельеф дороги меняется, допустим, предстоит спуск или подъем, и водитель не переключает передачу, а просто добавляет или убирает газ. Это ведет к детонации мотора, он просто разрушается изнутри. Расход топлива тоже не снижается, даже наоборот, нажатие газа на повышенной передаче под нагрузкой – чрезмерно обогащенная топливная смесь.

Кроме того, езда «внатяг» повышает износ двигателя из-за недостаточной смазки трущихся деталей мотора. Дело в том, что подшипники скольжения эффективно работают только в условиях, когда масло подается под высоким давлением в зазоры между валом и вкладышами. Чем больше оборотов коленвала, тем больше давление масла и, соответственно, меньше износ сопряженных элементов.
И самое вредное последствие езды на низких оборотах – коксование двигателя, когда температура в цилиндрах просто не успевает повыситься на низких оборотах до той степени, чтобы убрать образующийся нагар на стенках.

Высокие обороты

Любителей раскручивать моторы легко понять: авто уверенно откликается на газование, совершать маневры даже в условиях резко ограниченного времени легко и приятно. Да и расход топлива возрастает не критически. Но есть свои нюансы.

Во-первых, что именно считать высокими оборотами. Точных цифр тут нет, ориентироваться нужно на рекомендации производителя. Например, для бензиновых моторов высокими считаются обороты превышающие 70% общедоступных. Для дизельного, из-за особенностей конструкции, высокие обороты те, что превышают крутящий момент.

Постоянная езда на высоких оборотах увеличивает нагрузку на детали двигателя и на систему охлаждения, из-за роста температуры. Как результат – повышенный износ мотора и риск его перегрева.

Идеально для дизельного ДВС

Как всегда, золотая середина – сохранить ресурс двигателя по максимуму поможет езда на средних оборотах и чуть выше среднего. Среднее определяется как 30-70% от максимума, который развивает двигатель. При этом важно учитывать тип и особенности ДВС.

Так, для малолитражного дизельного двигателя легковушки уверенную тягу создают обороты в пределах 2200 – 2500 тыс. Из-за того, что у дизельных двигателей крутящий момент выше на низких оборотах, чем у бензиновых, даже современный дизель системы Common Rail можно раскрутить максимум до 4500 – 4800 тыс. об./мин. При этом мощность дизельного двс резко падает уже при выходе на 3800 – 4000 тыс. об./мин. И получается, что для бензинового мотора – езда «внатяг», до для дизельного – обороты максимального крутящего момента.

Поэтому нет необходимости «раскручивать» дизельный мотор, это не даст прирост тяги, а вызовет только перерасход топлива и масла и износ элементов ЦПГ. Рабочие обороты дизельного двигателя в среднем составляют 1800 – 2800 об./мин. Этих показателей и стоит придерживаться и с их учетом корректировать свой стиль вождения.

• О том, как определить проблему с двигателем по цвету выхлопа, читайте здесь.
• Узнайте о том, как продлить ресурс жизни вашего дизельного двигателя, здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

Viking Motors

Что выбрать: бензиновый или дизельный двигатель?

Хотя гибридные транспортные средства становятся все более популярными, большинство покупателей по-прежнему делают выбор в пользу дизельного или бензинового автомобиля. Сколько вы ломали голову, пытаясь решить, каким будет ваш следующий железный конь – с бензиновым или дизельным двигателем? Особенно в последнее время, когда развитие технологий все больше стирает разницу и старые убеждения уже не действуют. Мы решили слегка упростить вам жизнь и провести небольшой сравнительный анализ.

Перед тем как приступать к поискам автомобиля, важно знать, с какой целью этот автомобиль приобретается, а еще автомобиль с каким двигателем – бензиновым или дизельным – лучше справится с вашими потребностями и будет доставлять вам радость от езды. Кроме того, следует понять, означает ли низкая покупная цена экономию в более долгосрочной перспективе.

Резвое перемещение по городу или спокойная езда по трассе?

Если ваши поездки обычно ограничиваются пределами города, то бензиновый двигатель – это то, что вам нужно. Для того чтобы получать от бензинового автомобиля по максимуму, нужно уверенно выжимать обороты и быстро переключать скорости. Дизельные автомобили, напротив, сильны и способны даже с весьма тяжелым грузом вскарабкиваться на довольно крутые склоны. Дизельные машины подходят для езды по шоссе и преодоления больших расстояний. Даже при быстрой езде обороты у них ниже и скорости переключаются реже. Бензиновый автомобиль быстрее разгоняется с места до сотни, однако дизельный лучше ведет себя при обгонах и буксировочная способность у него выше. Против дизеля говорит разве что повышенная вибрация и уровень шума, однако чем новее автомобиль, тем эта разница менее ощутима. Говоря об эстонских зимах, следует учитывать и то обстоятельство, что дизельный двигатель не любит коротких расстояний – поездка должна быть как минимум настолько длинной, чтобы двигатель успел хорошо прогреться.

Покупная цена vs расход топлива

Дизельные автомобили дороже бензиновых, но они позволяют экономить за счет топлива. Это один из факторов, которые следует помнить при покупке автомобиля. Стоит немного посчитать и изучить показатели расхода топлива – они зависят от того, двигается ли автомобиль в городском цикле или на нем чаще ездят по шоссе. Чем длиннее путь, пройденный дизельным автомобилем, тем быстрее окупятся дополнительные расходы, сделанные при его покупке, ведь дизельное топливо обычно дешевле (за исключением зимнего периода), чем бензин. Кроме того, дизельный двигатель работает на более низких оборотах и расходует меньше топлива – на 15-20% по сравнению с бензиновым мотором. Это экономит не только деньги, но и время, ведь на одном баке вы сможете проехать больше, и вам нужно будет реже останавливаться для заправки. При этом стоит помнить общераспространенное мнение, что лучше всего экономия в случае с дизельным автомобилем проявляется при годовом пробеге 20-25 тысяч километров.

Ремонт, техобслуживание и последующая продажа

Амортизация грозит владельцу автомобиля самыми большими расходами, поэтому стоимость автомобиля в случае последующей продажи играет здесь немаловажную роль. При покупке дизельный автомобиль стоит дороже из-за сложности двигателя и наличия дополнительных систем – давление здесь выше, и детали должны выдерживать большие нагрузки. Как следствие – обслуживание такого автомобиля требует более толстого кошелька. Моторное масло и запчасти будут обходиться дороже. Однако дизельный автомобиль дешевеет медленнее, чем бензиновый, и при последующей продаже за него можно будет выручить более солидную сумму.

Окружающая среда

Если вы заботитесь об окружающей среде, то следует знать, что помимо того, что дизельный автомобиль значительно экономичнее, но при этом не уступает в мощности автомобилю бензиновому, он еще и выделяет меньше СО₂ (примерно на 20% меньше), являющегося причиной потепления климата. И все же на этом наш рассказ не заканчивается. Дизельные двигатели вырабатывают больше вредных выбросов NOx. Но поскольку расход топлива у них меньше, то и загрязняющих веществ вырабатывается меньше.

В любом случае окончательное решение зависит от индивидуальной ситуации. Что лучше – легковой автомобиль с дизельным или бензиновым двигателем – трудно сказать, ведь у каждого автомобилиста предпочтения складываются в зависимости от условий, ожиданий и материальных возможностей. Если нужно перевезти лодку или туристический трейлер, то, конечно, дизельный автомобиль справится с такой задачей лучше и израсходует при этом меньше топлива. Если же вы ищете проворный спорткар, на котором будете совершать непродолжительные поездки, то стоит отдавать предпочтение бензиновому двигателю.