Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель

Что такое двигатель?

Двигатель – это механизм, который преобразует какой-нибудь определенный вид энергии – электрическую, гидравлическую, химическую и т. п. – в механическую.

В зависимости от того, за счет чего двигатель работает, они делятся на несколько видов: ветряные, тепловые, гидравлические, двигатели внешнего сгорания, такие как паровая машина, и двигатели внутреннего сгорания, такие как автомобильный или реактивный двигатель, а также электрические двигатели.

Какой двигатель у велосипеда?

Для того чтобы велосипед двигался, ему необходимо приложение мускульных усилий, так же как и роликовым конькам или самокату. Другими словами, энергию для движения этим механизмам дает человек.

Таким образом, можно сказать, что человек, едущий на велосипеде, сам является его двигателем. Если же установить на велосипед настоящий двигатель, то это будет уже не велосипед, а мотороллер.

Существует много механизмов, которым для работы необходимы человеческие усилия; например, ручной ткацкий станок, гончарный круг, ручная или ножная швейная машинка, планер и многие другие.

Когда была изобретена паровая машина?

Первая паровая машина

Двое британских механиков, англичане Томас Ньюкамен и Томас Сэвери, вместе работали над тем, чтобы усовершенствовать машину для выкачивания подземных вод, которую изобрел и запатентовал Сэвери. В результате их совместной работы в 1705 году появилась первая машина, которая приводилась в движение при помощи пара. Это была так называемая атмосферная машина, и хотя она была практична и эффективна, ею нужно было пользоваться очень осторожно из-за постоянной опасности взрывов и аварий.

До изобретения паровой машины все механизмы приводились в движение либо при помощи животных, либо при помощи воды или ветра, и это был первый механизм, не зависевший от этих источников энергии.

Как работает паровая машина?

Паровая машина преобразует тепловую энергию в механическую, используя при этом силу водяного пара.

Тепло, получаемое при сгорании угля, нефти или другого топлива, нагревает воду, которая находится в котле, и превращает ее в пар. При помощи распределительного клапана пар попадает в цилиндр, в котором находится поршень. Давление пара заставляет поршень двигаться от одного конца цилиндра к другому. При помощи шатунного механизма движение поршня передается на ось, и она начинает вращаться. К оси присоединяется колесо или другие рабочие части механизма, которые от ее вращения тоже начинают двигаться.

Поделиться ссылкой:

Подписаться на «Друг для друга»:

Дизельные двигатели FPT Industrial. Для IVECO и не только

Сделано в Италии

Одни из самых известных и уважаемых моторов у FPT – ​дизели для «малотоннажников» FIAT, IVECO и Citroen. В этом семействе два двигателя: первый по классификации FIAT называется F1A и имеет объем 2,3 литра, второй – ​F1C объемом 3,0 литра. Моторы делают на заводе SOFIM, расположенном на юге Италии в городе Фоджия. В России дизель F1A ставили на некоторые модификации УАЗов, а трехлитровый F1C на Fuso Canter, вместо двигателя Mitsubishi 4D50 объемом 4,9 литра.
Для среднетоннажных IVECO Eurocargo выпускают рядные «четверки» и «шестерки» IVECO Tector объемом 3,9 и 5,9 литра (позже 4,2 и 6,7 л) с диапазоном мощности от 140 до 320 л. с. Эти моторы разрабатывали совместно с компанией Cummins. Конструктивно они схожи с Cummins серий B и ISB, а выпускают их на моторном заводе FPT Industrial в Турине.

Сделано во Франции

У двигателей тяжелых грузовиков IVECO, кроме общего для этого семейства названия Cursor, есть своя «фиатовская» маркировка: у Cursor8 – ​F2B, у Cursor10 – ​F3A и у Cursor13 – ​F3B. Цифры 8, 10 и 13 указывают на округленный объем в литрах. Если точнее, 7,8; 10,3 и 12,88 литра. Дизели Cursor делают во французском Бурбон-Ланси, практически в центре Франции, в Бургундии. Раньше это был автозавод Unic, предприятие с долгой и яркой историей. Основан в 1874 году, производить автомобили начали в 1905-м. Название Unic подразумевало выпуск уникальных машин, и со временем завод стал одним из ведущих французских автопроизводителей.
Первым дизелем, изготовленным в Бурбон-Ланси в 1931 году, был лицензионный мотор Mercedes-Benz. Сначала здесь выпускали легковые автомобили, позже грузовики. И до Второй мировой войны, и после нее, под маркой Unic производили тяжелые грузовые автомобили. В 60-х магистральные седельные тягачи и тяжелые строительные грузовики Unic поставляли в СССР. В 1966 году завод Unic приобрел FIAT.
Дизели Cursor поставили на конвейер в 1998 году, в 2001-м уже производили всю линейку: Cursor8, Cursor10 и Cursor13. Эти моторы еще застали тяжелые грузовики IVECO EuroStar и EuroTrakker, их выпуск начался в те времена, когда IVECO Stralis существовал только на чертежных досках. Казалось бы, немало воды утекло «из радиатора» за эти годы. Но благодаря тем конструкторским и технологическим решениям, которые были изначально заложены в семейство Cursor, они успешно прошли путь от Евро‑2 до Евро‑5 и EEV, а потом и до Евро‑6.

Читать еще:  Двигатель d15z6 технические характеристики

Дизель-лауреат

Есть смысл вспомнить о конкурсе Truck of the Year. Именно с мотором Cursor только появившийся седельный тягач IVECO Stralis стал победителем в 2003 году. Затем, в 2006-м, IVECO Trakker был на втором месте, в 2008-м опять второе место досталось «Стралису». В 2013 году IVECO Stralis Hi-Way стал грузовиком года, а в 17-м на второй ступени пьедестала оказался уже Stralis XP/NP. Truck of the Year 2020 хоть и достался Mercedes-Benz New Actros c результатом 121 балл, но у IVECO S-Way (новейшей версии Stralis) было всего на 8 баллов меньше, в то время как Volvo FH I-Save набрал лишь 47. И все эти достижения – ​с двигателями IVECO Cursor!
Между тем сегодня в семействе дизелей из Бурбон-Ланси не только Cursor8, Cursor10 и Cursor13. Есть, что довольно предсказуемо, и 9-й, и 11-й «Курсоры». Выпускают и Cursor16 объемом 15,9 литра с размерностью 141х170 мм, мощностным диапазоном от 653 до 775 л. с. и максимальным крутящим моментом до 3320 Н.м при 1500 об/мин. Раньше такого большого дизеля у FPT не было. В этом сегменте рынка конкурировали только Volvo, Scania, MAN и Mercedes-Benz. Однако пока Cursor16 существует только как промышленный двигатель, не автомобильный. Это в первую очередь связано с нормами токсичности, он близок к Евро‑5, не выше.
Конструкция всех «Курсоров» во многом схожа. Это рядные шестицилиндровые дизели с интеркулером и турбонаддувом. Конечно же, совершенно разные размерность и литраж (например, 8 и 13 литров, не говоря уже про Cursor16) не позволяют их максимально унифицировать. Блоки цилиндров отлиты из высокопрочного чугуна, у них повышенная жесткость за счет ажурного литья с обилием ребер, общего корпуса коренных крышек коленвала (его еще называют «рамой») и единой головки блока, закрывающей сразу все цилиндры. Это позволяет моторам IVECO оставаться в числе лидеров по соотношению литровой мощности и массы. Стальные коленвалы не лопаются, «мокрые» гильзы удобны в ремонте (у Cursor8 блок не гильзован), распредвал находится в блоке, а привод ГРМ со стороны маховика.
Благодаря заднему расположению шестерен возможен отбор мощности для привода вспомогательных агрегатов и гидронасосов. Мощность «добывается» обычным способом: четыре клапана на цилиндр, интеркулер и турбонаддув. Все двигатели снабжены декомпрессионным моторным тормозом IVECO Turbo Brake. Управляется он электроникой, срабатывает раньше, чем основная тормозная система, дополняет трансмиссионный тормоз-замедлитель ZF Intarder и, тем самым, бережет колодки. У 13-литрового мотора тормозная мощность составляет около 450 л. с. при 2800 об/мин.

Еще по теме:
Тяжелые грузовики IVECO Trakker для российского рынка

Новый ряд моментных двигателей для экстремальных условий применения

НОВЫЙ РЯД моментных двигателей
для экстремальных условий применения

«ЭЛМА-Ко», Санкт Петербург, a. *****@***оrg

Бесконтактные моментные двигатели с постоянными магнитами на роторе широко применяются в бесконтактных моментных приводах малой мощности (до 1 кВт) различных отраслей промышленности и обороны страны [1 – 5]. В режиме вентильного двигателя они обладают линейными механическими и регулировочными характеристиками и высоким быстродействием, присущим коллекторным двигателям постоянного тока, отличаясь от них гораздо большей надежностью и сроком службы, особенно в тяжелых и экстремальных условиях эксплуатации систем авиационной, космической, железнодорожной и морской, техники, объектов оборонного назначения.

Вентильные двигатели малой мощности встраиваемого исполнения для конкретных специальных задач начали проектироваться в 70-х годах во ВНИИЭМ, НИЭМ (г. Миасс), ЦНИИАГ, ЦНИИКП, ЦНИИэлектроприбор и на других предприятиях страны. В это же время на заводе «Машиноаппарат» по заказу ЦНИИАГ (, ) создаются моментные двигатели более широкого применения типа ДМВ. На базе этих машин по заданию ряда предприятий «Ленинец», «Фазотрон», «Геофизика», «Полет» и ЦНИИАГ разрабатывается большая серия пазовых и гладких двигателей ДБМ. Двигатели проектировались под руководством специалистами СКБ завода «Машиноаппарат» , , и др. Параллельно во ВНИИМЭМ шла разработка датчиков положения ротора (редуктосинов) серии ВТ (разработчики , и др.). Первые Госкомиссии по приемке двигателей ДБМ120 — ДБМ185 и датчика ВТ120 прошли в 1984 г., после чего сразу началось их серийное производство. Серия двигателей ДБМ производится до сих пор, пополнившись новыми рядами 2ДБМ и 3ДБМ.

Читать еще:  Электрическое торможение двигателя что это

С конца 80-х годов на мировом рынке появились аналогичные бесконтактные моментные двигатели встраиваемого исполнения известных компаний Alxion, Axsys, ETEL, Inland (Kollmorgen), Moog, Parker, Ruchservomotors, Transmotec, и др., которые к настоящему времени по ряду характеристик существенно превосходят двигатели серии ДБМ. Основным энергетическим показателем моментного двигателя является коэффициент статической добротности по моменту (или статическая добротность), выражающий удельный момент, развиваемый двигателем на единицу массы и единицу потребляемой мощности [6, 7]. По этому показателю, как показано в работе [7], моментные двигатели ДБМ уступают аналогичным двигателям диаметром 38 – 254 мм компаний Inland (Kollmorgen), Axsys, Moog, Parker и ETEL в 1,7 – 3 раза. В моментных двигателях нового ряда 3ДБМ, разработанных , коэффициент статической добротности по моменту увеличен в 1,3 – 1, 5 раза отчасти вследствие замены самарий кобальтовых магнитов более мощными магнитами типа «нежебор». Однако все отечественные марки магнитов «нежебор» пока не обеспечивают уровни долговечности, стойкости к спецфакторам и температурной стабильности, необходимые для многих объектов оборонной техники.

По динамическим показателям (постоянным времени) двигатели серии ДБМ имеют по сравнению с зарубежными аналогами соизмеримые, а, в ряде случаев, и меньшие электромагнитные постоянные времени, но существенно большие электромеханические постоянные времени [7]. Это объясняется тем, что двигатели серии ДБМ проектировались, преимущественно, для безредукторных систем, т. е. для так называемого «прямого» привода, где основное значение имеет электромагнитная постоянная времени, поскольку в таких приводах объект управления соединен напрямую с ротором двигателя, многократно увеличивающим его момент инерции. Однако практика показала, что двигатели ДБМ стали применяться большей частью в редукторных или, по крайней мере, «малоредукторных» приводах, например, с одной парой в зубчатой передаче. Здесь уже решающее значение имеет электромеханическая постоянная времени, определяющая время разгона двигателя и объекта управления. В тех же случаях, когда особенно важно малое значение электромагнитной постоянной времени, все равно предпочтительнее использовать моментные двигатели с гладким якорем.

Таким образом, при проектировании нового ряда бесконтактных моментных двигателей ставилась задача повышения их энергетических и динамических показателей за счет увеличения коэффициента статической добротности по моменту и снижения электромеханической постоянной времени при возможном упрощении технологического процесса и снижении себестоимости.

Конструкция, схема и обозначение двигателей ДБМВ

Поставленная при проектировании двигателей ДБМВ задача решалась, в основном, за счет следующих конструктивных мероприятий:

    переходом от распределенной обмотки двигателей ДБМ к сосредоточенной (катушечной или зубцовой) обмотке статора; заменой ротора коллекторного типа с тангенциально намагниченными магнитами двигателей ДБМ на ротор типа «звездочка» с магнитами, намагниченными радиально.

В распределенной обмотке синхронной машины витки каждой фазы располагаются в диаметральной плоскости машины, тогда как в сосредоточенной зубцовой обмотке они наматываются на один или несколько соседних зубцов статора. Тем самым в зубцовой обмотке существенно сокращается объем меди нерабочих лобовых частей. Применение такой обмотки в отечественных бесконтактных моментных двигателях впервые предложено [8]. Применение магнитов в роторе типа «звездочка» позволяет существенно увеличить внутренний диаметр ротора, уменьшить массу магнитов и снизить момент инерции ротора.

Опытные образцы двигателей ДБМВ50 (диаметром 50 мм) и ДБМВ185 (диаметром 185 мм) показаны на рис. 1. В двигателях применены самарий-кобальтовые магниты марки КС25ДЦ-240.

Рис. 1. Двигатели ДБМВ50 (слева) и ДБМВ185 (справа)

Все двигатели трехфазные. Каждая фаза разделена на две секции, что допускает 18 различных рекомендуемых техническими условиями вариантов последовательного, параллельного соединения секций, включения обмотки в звезду, треугольник и т. д. Массогабаритные характеристики всего ряда двигателей приведены в табл. 1.

Условное обозначение двигателя содержит наружный диаметр его статора в мм, номинальный момент в Нм, частоту вращения при холостом ходе (округленно в тысячах мин-1). Например, показанный на рис. 1 двигатель ДБМВ185-16-0,04 имеет наружный диаметр 185 мм, номинальный момент 16 Нм и частоту вращения холостого хода 40 мин-1.

Таблица 1. Конструктивные параметры двигателей

Система Г — Д в чистом виде.

Система Г-Д как минимум состоит из трех электрических машин:

1. исполнительного электродвигателя М2, приводящего в действие механизм;

2. генератора G1, питающего исполнительный ЭД;

3. приводного электродвигателя Ml, вращающего якоря генератора G1 и образую-

щего с ним так называемый преобразователь.

Машины М2 и G1 — постоянного тока с независимым возбуждением.

Несмотря на это, система Г-Д может применяться при любом роде тока питающей сети.

Если сеть постоянного тока, то в качестве приводного двигателя М1 применяют ЭД параллельного возбуждения, а обмотки возбуждения всех машин получают питание от сети.

Если сеть переменного тока, используют асинхронный приводной ЭД. Для питания обмоток возбуждения L1G1 и LM2 в этом случае применяют четвертую машину – возбудитель G2. Это небольшой генератор постоянного тока с самовозбуждением. Он приводится во вращение тем же приводным электродвигателем М1 , что и генератор G1 ( рис. 7.1. ).

Читать еще:  Шевроле авео громче работает двигатель

Рис. 7.1. Схема системы генератор – двигатель

Система действует следующим образом.

Сначала пускают приводной ЭД М1, якорь которого затем вращается постоянно в одну сторону с неизменной скоростью. Потом при помощи регулировочного резистора

( реостата возбуждения ) RP3 возбуждают возбудитель G2, создающий неизменное напряжение.

От него получают питание независимые обмотки возбуждения исполнительного электродвигателя LM2 и генератора L1G1.

В цепь первой включен регулировочный резистор RP2, в цепь второй – регулиро-

вочный резистор RP1 и переключатель SA, изменяющий направление тока в обмотке L1G1.

Перед пуском резистор RP1 должен быть полностью введен в цепь, а резистор RP2 — выведен.

Для пуска М2 переключатель SA устанавливают в одно из рабочих положений и

постепенно выводят резистор RP1, увеличивая этим ток возбуждения в обмотке L1G1.

Последний возбуждается и подает плавно возрастающее напряжение на якорную обмотку М2. По цепи якорей G1 и М2 протекает ток.

Так как М2 возбужден, его якорь начинает вращаться, и по мере возрастания напря-

жения, подве­денного к его якорю, увеличи­вается угловая скорость. При полностью выве-

денном резисторе RP1 напряжение G1 и угловая скорость М2 номинальные.

Для реверса переключателем SA изменяют направление тока в обмотке возбуждения L1G1. Генератор изменяет полярность напряжения, ток якорной цепи изменяет направление, и исполнительный двигатель М2 реверсируется.

Регулирование скорости вниз от номинальной выполняют, вводя в цепь обмотки возбуждения L1G1 регулировочный резистор RP1. Ток возбуждения, магнитный поток и напряжение генератора уменьшаются. Вследствие этого снижается напряжение, подведен­ное к обмотке якоря М2, и его угловая скорость уменьшается ( характеристики 3, 2 и 1 на

Регулирование скорости вверх от номи­нальной осуществляют, вводя в цепь обмот-

ки возбуждения М2 регулировочный резистор RP2, что уменьшает ток и поток воз­бужде-

ния, при этом скорость ЭД увеличивается ( характеристики 5, 6 и 7 на рис. 7.2. ).

Рис. 7.2. Механические характеристики исполнительного двигателя

в системе генератор – двигатель: 4 – естественная; 3, 2 и 1 – искусственные, полученные уменьшение напряжения на обмотке якоря М2; 5, 6 и 7 –искусствен-

ные, полученные ослаблением магнитного потока М2

Достоинства системы Г — Д :

1/. Широкий диапазон регулирования ( 1- 20, 1 – 30 ).

2/. Большая плавность регулирования.

3/. Экономичность регулирования.

4/. Простота регулирования.

Недостатки системы Г – Д :

1/. Большое количество Эл.машин.

2/. Дороговизна и громоздкость.

3/. Низкий КПД системы.

Рассмотренная система называется «система Г – Д в чистом виде» на практике не применяется. Это объясняется тем, что при работе с номинальным напряжением на якоре М2 внезапная остановка этого якоря ( например, под винт попала льдина ) приводит к резкому увеличению тока якорей двигателя М2 и генератора G1 до значения, равного пусковому.

Кроме того, такое увеличение тока приводит к увеличению нагрузки на приводной двигатель генератора. Это особенно опасно, если генератор G1 приводится во вращение дизелем. Как известно, дизели крайне чувствительны к перегрузкам ( не более 10% мощности в течение 1 часа ).

Развитие полупроводниковой техники позволило перейти от рассмотренной системы Г – Д к т.н. системам «управляемый вентильный преобразователь – двигатель», или, сокращенно, системам УВП – Д ( рис. 7.3. ).

Вентильный преобразователь выпрямляет напряжение и регулирует его в нужных пределах. Для питания цепей якоря двигателя применяют однополупериодные схемы с нулевым выводом ( рис. 7.3, а ) или двухполупериодные мостовые схемы ( рис.7.3., б ).

Рис. 7.3. Схемы включения якоря двигателей постоянного тока на вентильный преобразователь: с нулевым выводом ( а ); мостовая ( б )

В таких схемах обмотки возбуждения двигателей обычно получают питание от общей сети переменного тока через маломощные однофазные выпрямители.

Контрольные вопросы по теме :

1. Назовите основные элементы системы Г-Д в чистом виде.

2. Как регулируют частоту вращения в системах Г-Д ?

3. Как производится реверс ИД в системах Г-Д ?

4. Назовите достоинства и недостатки системы Г-Д .

Занятие № 8

Практическая работа № 1

Тема : « Система Г – Д с противокомпаундным генератором.

Практическое использование систем Г – Д »

Цель работы : Где практически используется система Г-Д и как обеспечивается

защита системы при перегрузках.

Дата добавления: 2017-03-29 ; просмотров: 2144 ;

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector