Volant amortizor LuK cu amortizor cu două greutăți

LuK, care face parte din Grupul Schaeffler, fabrică volante cu dublă masă de mai bine de 25 de ani. Prima serie de producție a fost lansată împreună cu BMW și E30, 325i, a fost echipat cu noul produs. La sfârșitul anilor '90, cererea de volante cu dublă masă a început rapid, în special pentru vehiculele cu motorină. Până la mijlocul anilor 2000, tehnologia a atins apogeul, dar la turații reduse a motorului nu era încă suficient de eficientă, iar cuplul motorului și așteptările acustice au crescut. De aceea, LuK și BMW au dezvoltat volanul amortizor cu două mase pentru amortizor. Numai aplicarea noii metode poate fi numită nouă, întrucât oscilația pendulului a fost folosită de mult timp în arborele cotit al motoarelor cu ardere internă ale avioanelor de luptă și în rotoarele elicopterelor, dar am întâlnit deja contragreutățile pendulului pe arborele cotit al motoarelor cu motor ot.

Counter Contragreutățile pendulului plasate pe arborele cotit al motorului nu sunt invenții noi.

Astăzi, se fabrică un număr mare de motoare supraalimentate mici și cu cilindree mică, cu cuplu și putere mai mare decât cele mai mari. Forțele mari și oscilațiile de torsiune asociate cu dimensiunile reduse pun o presiune puternică asupra componentelor și degradează caracteristicile acustice și de confort. Pentru a amortiza oscilațiile de torsiune, au fost dezvoltate volante cu dublă masă care sunt capabile să reducă oscilațiile la ralanti și la turații superioare, dar care nu sunt suficient de eficiente la turații reduse ale motorului la pornirea și oprirea motorului. Pe lângă „reducere”, totuși, reducerea vitezei, reducerea turației, adică utilizarea motorului la cea mai mică turație posibilă și sistemele start-stop sunt cel puțin la fel de obișnuite, ceea ce înseamnă că motorul rămâne în intervalul critic pentru oscilațiile de torsiune. Prin urmare, necesitatea este clară. Acum, să vedem răspunsul lui LuK, volanul cu suflet dublu în masă.

➋ Structura volanului cu dublă masă care amortizează șocul pendulului este similară cu cea a unui volant cu dublă masă convențional.

➌ Pe măsură ce începe oscilația, aceasta trebuie să poarte masa pendulului cu ea ca un balast, care va inhiba întotdeauna procesul care o excită, adică oscilația.

➍ Volantul LuK cu masă dublă cu amortizor pendul debutează pe BMW 330d și 320d Efficient Dynamics Edition.

În 2002, LuK a introdus primul prototip și, apoi, 6 ani mai târziu, primul volant cu amortizor cu pendul cu dublă masă produs în serie la modelele BMW 330d și 320d Efficient Dynamics Edition Edition. Pendulul este bifilar, adică are două centre de rotație, creând astfel mișcare în plan. Masele de amortizare sunt fixate cu șuruburi ghidate într-o canelură în formă de bob. Forma canelurii determină ordinea șocului oscilant. Libera circulație a pendulului trebuie asigurată în toate circumstanțele, deoarece dacă mișcarea sa este împiedicată, eficiența sa este, de asemenea, redusă. Astfel, frecarea este, de asemenea, un factor foarte important, prin reducerea căreia amortizarea vibrațiilor este mai eficientă. Dacă spațiul este disponibil, pendulul poate fi poziționat în siguranță sub arcul curbat, dar dacă spațiul este mai mare, este recomandabil să îl așezați lângă greutatea primară a volantului cu masă dublă sau pe carcasa ambreiajului pentru a obține o rază efectivă mai mare .

➎ Efectul amortizării pendulului asupra performanței volantei cu masă dublă.

Efectul volanelor cu dublă masă de sufocare a pendulului este prezentat în Figura ➎. Se poate vedea clar că poate reduce amplitudinile de oscilație cu o eficiență bună pe întreaga gamă de turații ale motorului și se poate citi, de asemenea, că amortizarea utilizată în volanele convenționale cu dublă masă nu trebuie omisă chiar dacă se adaugă un sufocator de pendul, sunt posibile oscilații de torsiune mai mici (mai ales la turații reduse ale motorului) .utilizarea celor două șocuri împreună. Din punct de vedere al confortului, amortizorul pendulului are și avantaje economice, deoarece putem acționa motorul la o turație mai mică, ceea ce economisește combustibil. Nu numai că oscilația pendulului este aplicată ambreiajelor uscate, cu un singur disc, există deja o versiune integrată cu un convertor de cuplu hidrodinamic ➏.

➏ Sufocator cu pendul integrat cu convertor de cuplu hidrodinamic

Link Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=UrXaXqO3dbI

ATZ 2009/07-08 pg. 42-47.

Automobil Industrie Special 2010/07-08 pg. 14-15

Colocviul Schaeffler 2010/2

Bazele teoretice ale oscilației pendulului au fost puse încă din prima jumătate a secolului al XX-lea: R. Sarazin și-a apărat invenția în 1937 ➊, iar apoi în 1938 R. Chilton a prezentat o versiune mai nouă a oscilatorilor pendulului ➋. Brevetul lui Sarazin a fost deja publicat în II. a fost folosit și în Primul Război Mondial la motorul de luptă Pratt & Whitney R-2800 pentru a crește durata de viață a arborelui cotit. Industria auto a „uitat” mult timp de invenție, deoarece nu era necesară. Elementele structurale ale motoarelor au fost permanent rezistente la oscilațiile de torsiune ale motoarelor cu ardere internă. A fost folosit doar la motoarele de curse din a doua jumătate a secolului XX, până când în motoarele moderne de astăzi (în special motoarele diesel) oscilațiile generate de presiunile de vârf ridicate de ardere au fost suficient de mari pentru a fi amortizate, iar așteptările pentru confortul acustic și al vibrațiilor au crescut iar dimensiunile elementelor structurale au fost în scădere. Aceste efecte i-au determinat pe ingineri să retragă mai mult de jumătate de secol de brevete și să le asocieze cu volantul cu masă duală.

➊ Brevet al amortizorului pendulului R. Sarazin
➋ R. Chilton a prezentat o versiune mai nouă a sufocatorilor pendulului

Acum, să săpăm puțin mai adânc în știința oscilației pendulului. Amortizorul adaptabil la viteză se bazează pe principiul pendulului matematic. Folosind o simplificare, se poate concluziona că frecvența proprie asociată cu o anumită accelerație gravitațională nu depinde de masă, ci doar de distanță. În cazul pendulului oscilant, forța gravitațională poate fi înlocuită cu o forță centripetă direct proporțională cu pătratul vitezei unghiulare (F = mΩ2R), ceea ce înseamnă că frecvența naturală a pendulului este direct proporțională cu viteza (bazată pe pe formula din Figura 3). Pentru a alege amortizorul ideal, raportul R/L trebuie ales bine. Frecvența de aprindere a unui motor cu 4 cilindri și 4 timpi necesită un raport R/L de 4 pentru a stinge oscilațiile. Cuplul amortizorului poate fi calculat după cum urmează (pe baza figurii ➌): M = -mdRΩ2sin (φ). Prin teorie, prin urmare, oscilațiile excitate secundar pot fi ușor eliminate prin plasarea unei mase suficient de mari la capătul pendulului. Cu toate acestea, practica nu este atât de simplă, deoarece dimensiunile de proiectare și caracteristicile structurale limitează mâinile proiectanților, iar toleranțele de fabricație trebuie luate în considerare și trebuie să se asigure că amortizorul nu intră în autoexcitație. în timpul funcționării.

➌ Principiul de funcționare al amortizorului pendul

➍ Proceduri de simulare pentru reglarea sufocării pendulului

Apoi, provocarea este de a fi cât mai aproape de proprietățile pendulului matematic ideal, întrunind în același timp caracteristicile structurale, geometrice și de viață. În cazul pendulului clasic, masa se deplasează pe o orbită circulară și amortizarea scade odată cu creșterea unghiului său de oscilație. Prin devierea de pe orbită, puterea sufocării pendulului poate fi crescută semnificativ. Crearea sistemului ideal necesită multă muncă de simulare, întrucât trebuie luate în considerare mai multe aspecte ale atenuatorului: fiabilitatea, proprietatea de atenuare și emisia de zgomot. LuK, de exemplu, dezvoltă proiecte pentru volanele cu masă dublă ale bobinei într-un mediu de simulare auto-dezvoltat. Calculele sunt efectuate pentru toate condițiile de funcționare: accelerație, pornire/oprire, ralanti etc. Ca exemplu, Figura 4 prezintă un model de simulare. Modelele sunt validate prin măsurători, așa cum se arată în diagrama din stânga din Figura 4. Din diagrama de mijloc din Figura ➍ se poate citi că analiza rezistenței este inclusă în simulare la începutul calculelor, deoarece durata de viață este un criteriu crucial.