Как определить обороты карданного вала по тахометру

Как определить обороты карданного вала по тахометру

Текущее время: Пн фев 05, 2024 02:09:44

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Соотношение оборотов двигателя к скорости + описание редукторов Ваз

Типы редукторов ВАЗ
Редуктор — устройство, передающее и преобразующее вращающий момент, с одной или несколькими механическими передачами. У редукторов есть много характеристик, такие как КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов, количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней.
Автомобильный редуктор ВАЗ имеет одну механическую передачу, один ведущий и два ведомых вала. В первую очередь в выборе редуктора нужно обращать на передаточное отношение. Заводом на ВАЗ за все время устанавливались редукторы с отношением 3.9 4.1 4.3 4.44. Эти цифры означают, что для того, что бы колесо сделало один оборот карданному валу нужно сделать 3.9, 4.1, 4.3 и 4.44 оборота соответственно.
На графике представлена зависимость скорости автомобиля от оборотов двигателя с разными главными парами в редукторе(при неизменных отношениях коробки передач)

Как видно из графика чем выше отношение главной пары в редукторе, тем быстрее машина набирает скорость, но в то же время теряется максимальная скорость. Поэтому выбирая главную пару нужно учитывать степень подготовки двигателя и тип поведения машины. На каждое переключение передачи тратится время, как на сам процесс перемены передач, так и на и время пробуксовки сцепления. В случае с короткой главной парой имеем очень хороший уровень ускорения, но очень недолго, и приходится чаще делать перерывы в разгоне для переключения передач, что сводит на нет все преимущества короткой главной пары. С другой стороны в ралли короткие ГП пользуются заслуженным успехом, как и максимально сближенные ряды коробки передач, для того, чтобы в любой точке любого поворота иметь максимально возможную для него скорость, поэтому раллисты жертвуют и максимальной скоростью и разгоном на прямой ради того, чтобы всегда иметь верную передачу в повороте. Но в случае с дрэгом всё иначе, и короткой трансмиссией спасаются те, у кого относительно слабый мотор, и финишируют на отсечке на 5-6 передаче.
Кроме редукторов со стандартным передаточным отношением существуют «спортивные» с передаточным числом 4.78 5.13 5.38.

Казалось бы, на классике и улучшить здесь ничего не получится. Однако есть 3 варианта коробок и 4 редукторов заднего моста. Коробки бывают 2101, 2105, 2106. Передачи (1я, 2я, 3я) в 2101 короче, чем в 2105, в 2106 — длиннее. Редукторы бывают с передаточным числом 3.9, 4.1, 4.3, 4.44.
Как узнать передаточное число редуктора?
Поднимаете заднее колесо, ставим на нейтраль, делаем 10 оборотов колеса и считаем обороты кардана.

Число оборотов кардана 19,5 20,5 21,5 22,5
Передаточное число 3,9 4,1 4,3 4,44

Что дает передаточное число? Чем оно больше, тем меньше скорость на всех передачах при одинаковых оборотах. На стандартных шестерках с двигателем 1500 ставят на заводе кпп 2105 и мост 4.1. Если двигатель 1600 то кпп родная (2106), мост — 3,9 или 4,1.
Допустим, что на всех машинах резина 175/65R13.
Посмотрим теперь на график (фото1) зависимости скорости авто от оборотов двигателя (все время на графиках зеленым цветом будет обозначена стандартная 1500 с коробкой 2105 и мостом 4,1. Почему — потому что таких больше чем всех остальных).

С кпп 2106 и стандартным мостом 4,1 (малиновый) при стандартном двигателе получаем выигрыш в динамике только за счет длинной 1 передачи, 2,3-стали длиннее, что не есть хорошо (со стандартным двигателем).
Если же двигатель форсирован — то длинные передачи это то что надо: максимальная мощность будет выдаваться в большем диапазоне скоростей без ущерба в динамике. Например, возьмем кпп 2106 и редуктор 3,9 (малиновый)

Здесь все передачи длиннее (особенно первая). Например, в нашем варианте на первой передаче диапазон оборотов 3500-6500 приходится на скорость 28-53 км/ч, а у стандарта на 25-45 км/ч. Почувствуйте разницу! Кстати, в этой конфигурации первая, вторая, третья передачи полностью совпадают с 11 рядом на зубилках (с мостом 3,7), четвертая — короче, а если пятая- то она ненамного длиннее зубиловой четвертой передачи… воистину, все новое- хорошо забытое старое :).
Другое дело — если ставим мост 4,44 (малиновый)

Сравните: 1-длиннее 🙂 2,3-короче, 4-короче!
То есть со светофора на первой передаче раскручиваем движок, когда «стандарт» уже переходит на 2, затем вторая, третья, четвертая- и уходим вперед.
Этот вариант оптимален для стандартного двигателя. Однако есть минус: на 4 передаче уже при 140 км/ч обороты будут 6000… тут лучше ставить стандартную 5 передачу, которая создаст законченную картину. Вот вам и трасса, и город — и волки сыты и никто не пострадал. А из-за того, что на режимах максимальной скорости обороты будут близки к максимальным, динамика на трассе будет потрясающей.
То есть при стандартном движке 1500 или 1600 тюнинг кпп и редуктора заключается в том, чтобы:
1 вариант
— поставить коробку 2106 с 5 передачей.
— Поставить редуктор 2102 (4,44).
А если движок форсирован, то можно 2 вариант:
— коробка 2106.
— Редуктор 3,9

Передаточное число редуктора

Одним из первостепенных параметров любого редуктора можно назвать передаточное число. В зависимости от конструкции механизма она представляет собой соотношение угловых скоростей или вращательного моментов валов. Использование передач крайне важно для правильной работы оборудования или автомобиля, ведь именно за счет них происходит передача вращательного момента от двигателя к исполнительному механизму. Скорость вращения вала электродвигателя обычно очень высокая, поэтому передать нужный момент напрямую невозможно. Именно поэтому существуют различные понижающие передачи, которые позволяют изменить показатели до нужных значений.

Навигация по статье
Суть передаточных чисел
Определение передаточного числа редуктора
Передаточное число различных видов редукторов

Суть передаточных чисел

Такой элемент как редуктор встречается практически в любых типах механизмов. Это специальный технический узел, позволяющий изменять скорость вращения валов при трансляции вращательного момента. Сегодня редуктор является неотъемлемым компонентом любого двигателя, так как требуется для превращения большой скорости во вращательное усилие и наоборот. Производится несколько разновидностей редукторов, основной характеристикой которых становится передаточное число. Этот показатель напрямую зависит от типа узла, количества шестерен и других конструкционных параметров. Для обозначения передаточного отношения в устройстве используется мультипликатор. Если значение мультипликатора составляет более 1, то это свидетельствует о том, что редуктор является понижающим. При значении менее 1 узел называют повышающим.

Определение передаточного числа редуктора

Показатель является нечем иным как отношением двух величин: количество зубьев на шестерне ведомого вала и количество зубьев на шестерне основного (ведущего). Полученная величина воздействует на работу двигателя, в том числе, на максимальную скорость вращения валов. В автомобилях передача напрямую влияет на разгонную динамику. При сокращении показателя удается увеличить максимальную скорость, но параметры разгонной динамики при этом понижаются. Выделяют несколько методов определения показателя:

• теоретический (справочный);
• практический;
• расчетный.

Первый способ можно назвать самым простым. Для получения передаточного значения достаточно найти инструкцию производителя, в которой будут указаны требуемые показатели. Также многие автомобили содержат нужную информацию в своем Vin-номере, правда, в зашифрованном виде. При необходимости данные можно расшифровать и узнать требуемые показатели.

Практический вариант расчета передаточного числа редуктора предполагает непосредственное вмешательство в агрегат. Потребуется узнать, какая модель агрегата установлена в оборудовании. Если вам будет известна скорость валов в узле, то определить показатели достаточно легко – для этого существует отдельная формула. Однако если значения не известны, то потребуется разобрать механизм. В этом случае редуктор отсоединяется от корпуса, чтобы можно было увидеть его конструктивные компоненты. После этого выполняется требуемый расчет, исходя из типа используемого узла. Например, при применении зубчатой передачи достаточно рассчитать соотношение величины зубьев шестерен на основном и ведомом валах.

При использовании простейшей формулы не учитывается сопротивление вала. Кроме этого, при расчете важно знать, меняется или нет направление вращения шестерни. Если оно изменяется, то передаточное значение принимается со знаком минус, а если не меняется – ставится плюс.

Третий способ определения коэффициента – это отслеживание скорости вращения двух валов. Обычно такой метод используется для получения передаточного числа заднего редуктора в машине. Потребуется специальное оборудование – тахометр, которое позволяет узнать фактическую скорость кручения валов. Соотношение полученных величин и будет обозначать передачу.

В автомобилях найти вращательный момент редуктора возможно при помощи оборота колеса. Потребуется приподнять ведущую ось и отметить первоначальное положение колеса и выходного вала. После этого нужно вращать колесо до тех пор, пока изначальные отметки не совпадут. Отдельно необходимо подсчитать число совершенных оборотов (и у колеса, и у вала). Далее нужно поделить показатель оборотов вала на вращения колеса. Такой способ не является 100% точным. Например, часто возникают ошибки в подсчете количества оборотов. В результате полученное число не соответствует действительности. Поэтому при использовании такого расчетного метода рекомендуется повторить процедуру несколько раз, чтобы удостовериться в точности показателей. Дополнительно можно проверить полученную цифру, подсчитав передаточное число редуктора по специальной формуле. Это позволит убедиться в точности полученных цифр.

Передаточное число различных видов редукторов

Узлы устроены по похожему принципу, однако используют разные типы зубчатой передачи. Выпускаются цилиндрические, конические, червячные и планетарные виды редукторов. Также все чаще применяются комбинированные модели, которые совмещают преимущества различных типов агрегатов.

• Цилиндрические узлы. Популярные механизмы, которые используются в машинах различного оборудования. В том числе, такие узлы эффективно работают в мощных системах и показывают высокий коэффициент полезного действия. Передаточное число в подобных устройствах может составлять от 2 до 400.
• Планетарные агрегаты. Такие устройства отличаются надежностью и производительностью, из-за чего часто применяются в промышленном машиностроении. Как правило, узнать передаточное число редуктора планетарного типа можно при помощи формулы. Показатели составляют от 6 до 450.
• Червячные устройства. В отличие от предыдущей разновидности они имеют более простую конструкцию и оптимальную стоимость, из-за чего пользуются повышенным спросом. Количество ступеней в узлах не превышает 1–2, а значения передаточного числа фиксируются в диапазоне до 10000.
• Многоступенчатые редукторы. Устройства комбинированного типа, которые производятся для различных промышленных установок. Такие узлы предполагают использование нескольких ступеней передачи вращательного момента. Передаточное число зависит от конструктивных особенностей элементов.

Подбор узла базируется на конструктивных особенностях механизма. Заранее стоит узнать, какой тип передачи необходим, есть ли определенные требования к размерам узла и какие осевые нагрузки воздействуют на валы в процессе работы оборудования.

При необходимости возможно самостоятельно рассчитать, какое передаточное число редуктора требуется. Но в зависимости от выбранного способа показатель может получиться неточным. Так что оптимальным станет перепроверка показателей или использование нескольких расчетных методов. Также можно руководствоваться техническими инструкциями производителя, так как в них содержится более точная информация о расчетах. Если у вас остались вопросы по теме, то специалисты «ФиФ» готовы ответить на них!

Частота оборотов кардана и углы работы

Частота вращения
Допустимая частота оборотов карданного вала зависит от следующих параметров:

• Размер карданного вала
• Деформация вилок вследствие центробежной силы
• Класс точности балансировки
• Вращение без биения соединительных фланцев
• Рабочий угол между валами
• Длина карданного вала

Частота оборотов x угол между валами

Теоретические обоснования и многочисленные исследования случаев обращения показали, что для того чтобы ход карданной передачи был плавным, не должны превышаться моменты инерции средней части карданного вала.
Возможный с точки зрения механики угол между валами для каждого шарнира зависит от размера карданного вала. На практике значение угла между валами, описанного выше с помощью кинематических уравнений, должно быть ограничено в соответствии с необходимой частотой вращения.

В следующей таблице содержится информация о максимальных частотах вращения и максимально допустимых значениях комплексного параметра

для изделий различных размеров для момента инерции средней части, соответствующей длине карданного вала 1500 мм.
При приближении частоты вращения к критическому значению для соблюдения качества балансировки (см. балансировку карданных валов) может возникнуть необходимость уменьшить значение частоты вращения.

2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2047
2050
2055
2060
2065

6 000
6 000
6 000
6 000
5 600
5 000
4 700
4 500
4 500
4 500
4 100
3 900

27 000
26 000
24 000
22 000
21 000
20 000
19 000
19 000
19 000
18 000
17 000
17 000

Поскольку на практике плавный ход карданной передачи в большой степени зависит от условий монтажа, то приведённые в таблице значения n x ß могут быть приняты только в качестве ориентировочных. При оптимальных системах упругих элементов значения могут быть превышены не более чем на 50%.

Критическая частота вращения

Карданные валы это изгибно-упругие конструкции, для которых должен быть произведен расчет критическую частоту вращения.
Исходя из соображений безопасности максимально допустимая рабочая частота вращения должна быть ниже критической.

На диаграмме ниже представлена зависимость критической частоты вращения (для различных размеров конструктивных элементов) от эксплуатационной длины и размеров труб, указанных в каталоге.

Приведённые на диаграмме значения действительны при нормальных условиях установки с расстоянием между центральной частью карданного шарнира и центром соседнего подшипника равным 3 x M.

Для обеспечения безопасного и плавного движения максимально допустимая рабочая частота вращения (80 % представленной на диаграмме критической частоты вращения) не должна быть превышена.

При превышении допустимой частоты вращения следует сократить длину карданного вала или же предусмотреть установку промежуточной опоры вала.

Следующие диаграммы применимы только для карданных валов стандартной модификации. При особых модификациях с подвижным шлицевым соединением, превышающем стандартные размеры, или других изменениях, сокращающих изгибную жёсткость, должен производиться специальный расчёт критической частоты вращения. В этом случае целесообразно получить нашу консультацию.

Критическая частота вращения карданных валов в зависимости от эксплуатационной длины