Вращающиеся "массы"
 

Доброго всем времени суток!
Еще месяц назад, на сессии, никак не мог сесть за подготовку к экзаменам - на тот момент я чувствовал острую необходимость почитать БЖ, да и просто полазить по форуму (думаю, многие меня поймут)… а еще шило в известном месте стало гораздо чаще о себе напоминать – лишь бы не учиться. :ag: Так вот тогда и задели меня рассказы о «вращающихся массах» и каких-то прибавках мощности от замены шкивов и маховиков.
Оговорюсь сразу, я не хочу выпендриться и заявить, что я тут самый умный. Просто зацепило. ;) Думаю, информация эта вряд ли будет лишней, а кому-то может даже будет интересна.

Итак, миф первый – вращающаяся «масса».
Очень хорошо, что народ не ленится взвесить купленные шкивы и маховик, при этом сравнив их со стоковыми, и узнать, сколько же кг он сбросил на вращающихся деталях. Но… :(
Вспомним школьный курс физики! …фпадлу как-то, но ничего не поделаешь.
При поступательном движении инерционным параметром будет являться масса, а при вращательном – момент инерции.
http://bse.sci-lib.com/a_pictures/im.../197466129.gif
где mi — массы точек тела, hi — их расстояния от оси вращения.
Т.о. имеет значение не только масса вращающейся детали, но и распределение этой массы. Грубо говоря, имея 2 маховика одинаковой массы, моменты инерций их будут сильно отличаться, если у 1-го основная масса будет сосредоточена по периметру, а у 2-го – ближе к оси вращения.
Это все к тому, что не очень правильно сравнивать вращающиеся детали по массе. Сравнить, конечно, можно, но с точки зрения облегчения автомобиля в целом. С точки зрения момента инерции масса лишь в первом приближении покажет разницу.

Миф второй – прибавка мощности.
Здесь самое интересное.
Выбирая новенькие алюминиевые шкивы или маховик, натыкаемся на обещание продавца, что к нашему стоковому табуну сразу после установки ништяков прибежит десяток-другой лошадкаф. «АФИГЕТЬ! Дайте две» - кричим мы и покупаем эти ништяки. И что еще интересней, после установки «чувствуем» прибавку. Плацебо называется. :)
Хотя, по правде сказать, поведение автомобиля заметно изменится после установки этих деталюшек. Но вот только про прибавку мощности… ЗАБУДЬТЕ!
Поговорим о возвышенном… :) о маховиках.
Опять физика… я даже график наваял… очень условный, ногами не пинайте. Горбы на графике – вспышки в цилиндрах (я для простоты рисования заменил их синусоидой, но для наглядности и так сойдет).
http://img187.imageshack.us/img187/8783/0102j.jpg
Предположим, на графике синим цветом показана скорость вращения стокового маховика, тогда красным цветом будет показана скорость тюнингового. Зеленый цвет, допустим 0.
Немного о вращении коленвала… это нам кажется, что он вращается равномерно, на самом деле вращается он пульсациями: вспышка-пауза-вспышка-пауза-и т. д. Во время вспышки скорость вращения увеличивается, в промежутках между вспышками – уменьшается. И тут мы думаем: «Дык маховик с меньшим моментом инерции (шарим ведь уже) должон до большей скорости раскручиваться от вспышки!!! Вот она МОЩЩА!!!» :rolleyes:
Ага... ЩА!!! Ну, в общем, в чем-то мы правы… насчет скорости. Только забываем, что маховик у нас запасает энергию во время вспышек и отдает ее в промежутках между ними. И в таком случае маховик с меньшим моментом инерции будет запасать меньше энергии: будет легче разгоняться, но и быстрее останавливаться. Средняя же скорость у обоих маховиков будет одинаковой.
Похожий график мы получим, если построим зависимость момента на коленвале от угла поворота. Так вот на этом графике работа двигателя графически изображается как площадь под кривыми графика. Думаю, очевидно, что площадь под синим и красным графиком одинакова. Ну а раз так, то одинакова и работа, и мощность (работа в единицу времени) двигателя.
Итак, УМЕНЬШЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ НЕ ДАЕТ ПРИБАВКИ МОЩНОСТИ. :(
Однако подобный тюнинг не пойдет во вред. Хоть мы и не получили обещанных лошадкаф, зато получили лучшую отзывчивость двигателя.

А вот со шкивами интересней… многие ништяковые шкивы имеют меньший диаметр, чем стоковый. Вот здесь кое-что получить можно. Передаточное число от коленвала к навесному оборудованию увеличится и крутить его станет легче… т.е. большую мощность мы сможем потратить на разгон нашего корыта. НО… блин, везде свои но… уменьшится скорость вращения навесного оборудования… не думаю, что это положительно скажется на его работе. Но люди такие шкивы ставят… и ездят… и довольны. Да и от первоначальной темы я отошел.

Извините за многабукоф… увлекся. :confused:
P.S. Пока писал, настрой как-то поднялся, так что, хотя бы для одного человека эта писанина была полезна. :ag:

легко избавляемся от вращающихся масс удалением балансировочных валов. Должен быть один минус - вибрация. Я не заметил разницы до удаления и после. поэтому советую всем удалять их

Автору респект за доходчивость объяснения... По крайней мене, я понял :)

на картинке графики, вроде как, для движения без ускорения
если я не ошибаюсь, бонусы легких шкивов могут быть при движении с ускорением
т.е. чтобы раскрутить двигло от 2000 до 6000 об/мин, при легких шкивах, надо затратить меньше энергии

JET

Хорошо всё расписал)


Наверное в Митсубиши сидят дураки,раз балансиры сделали,а получилось,что с ними,что без - разницы нет никакой.

Добавлено через 2 минуты
P.S. Но по идее есть и другая сторана(я с физикой пока не оч.,сильно не пинать) : легкие валы = легче крутить = меньше инерционный момент = увеличение расхода,т.к. надо будет постоянно давить тапочку чтобы ехать.

Я не прав?

В теории все так. Но в жизни мы имеем дело еще с силой трения. Так что если снизить инерцию движущихся тел то снизим силы трения. И еще снижая массы движущихся тел мы существенно снизим инерционные нагрузки от их разгона и торможения. А это очень важно. Так что установка более легкой начинки увеличит механический кпд двигателя. И кажется мол если мы запасаем энергию в маховик то потом он нам ее отдаст обратно, но в автомобиле это не так. Мы затрачиваем работу для его раскручивания - едим, а потом тормозим тормозами и энергия запасенная в маховик уходит в пустое вращение двигателя с разомкнутой сцепой. Так что легкий маховик однозначно лучше для автомобиля который в основном предназначен для интенсивного разгона.

само собой, что все эти облегчения и удаления для драга в основом, когда газ вообще не отпускается

Насколько мне известно, облегчение крутящихся масс, т.е. маховик например, даст потерю момента, ну по крайней мере на низах.

правда в том, что убрав лишние массы мы получим не больше лошадей, а быстрее раскручивающийся двигатель и смещение вниз максимального момента - это проверено.

автору зачет за проделанную работу :)

все верно, лошади здесь совершенно не причем
просто более быстро раскручивающийся мотор дает субъективное ощущение от добавившегося табуна под капотом))

Ну естественно сама по себе мощность двигателя не растет от того что мы ставим скажем легкосплавные диски на колеса вместо тяжелых железных - растет естественно КПД! а подъем кпд это альтернативный способ ускорения авто ну или увеличения его выходной мощность (это можно называть как угодно). Замечательный пример: От того что вы поставили легкие колесные диски 6кг вместо 15кг железных - мотор и все остальное осталось тоже, если мощность была скажем 150 сил, она точно такой же и осталась, но если вы замеряетесь на телеметрии - окажется что машина разгонятся до 100км или едет 402м быстрее, может быть на 0.5сек или тп.. это уже неважно, суть остается одной - вы уменьшили вращающие массы авто и оно поехало БЫСТРЕЕ! Вы улучшили КПД авто в целом - и это очень важно. Это тоже самое что и установка того же нулевого впуска и прямоточного выпуска на авто, грубо говоря мотор мощнее от этого не становится (его конструкция не изменилась) но кпд его растет, потому работать ему становится гораздо легче, та же ситуация и с вращающимися массами...

ух ты! сколько постов...
вот что-то а этого не понимаю... как у нас снижение инерционности деталей уменьшит силу трения?.. разве что из-за того, что масса деталей (того же маховика) станет меньшей и реакции в опорах коленвала станут меньше.

тут согласен (= но, думаю, NLTS позволит использовать эту энергию с максимальной выгодой (=

Stez, насчет КПД не совсем согласен... думаю, КПД останется таким же каким и был, просто при установке таких ништяков мы облегчаем авто и снижаем его инерцию. Т.о. совершая одну и ту же работу мы можем пулять автос до большей скорости (работа двигателя и потери в трансмиссии = const, а следовательно и кинетическая энергия авто=const... просто изменяется соотношение переменных входящих в эту энергию: грубо говоря K=(m*V^2)/2 - уменьшается m и увеличивается V при К=const)
думаю, вот так оно и происходит ((=

вопрос сложный... сколько эта тема обсуждалась... сколько было мнений... сам путаюсь уже (= но я б удалил (=

ну в общем да (= т.к. та же кинетическая энергия вращающегося облегченного маховика будет меньше стока.
а построить графики еще и с учетом ускорения мой мозг отказывается ((=

удаление балансиров помогает ощутимо

только надо удалить ТОЛЬКО балансиры и ничего больше не трогать. Понятно что если ставишь кучу ништяков и балансиры то можно и не понять от чего прирост.
Ну и плюс не дай бог провернет вкладыш на балансире...
но... если спорт не для вас - надо оставлять

JET, да именно трение и затраты на преодолении инерционных сил. Как то в институте делали курсавой по проектированию ЦПГ для дизеля. Так вот когда я посчитал диаграммы скоростей, ускорений и все это перевел в планы сил то был очень в шоке что поршня движущаяся в низ и вверх воздействовала на мотор с силой 2,5 тонны и только из за инерции. А если без учета масс и только теория то остаток был порядка 100...130 кг усилия. Тоже самое и про маховик, что на его раскрутку тратится табун. А про гашение энергии шатунов я и вовсе не буду говорить, там очень большие инерционные усилия. По твоему почему с ростом оборотов не происходит увеличения мощности (примерно после 7500...8000) или почти не происходит, а в некоторых случаях даже падает. Просто по причине падения мех КПД, вся мощность идет на работу мотора на инерцию на трение, (есть еще и ухудшение газообмена но это не столь значительно). Еще что важно когда делали мотор то его рассчитывали на простую езду, и делали мотор максимально эластичным в всех диапазонах. А уменьшая инерцию мотора он станет менее эластичен но для разгона авто это однозначно +.

ksv, так с ЦПГ понятно... там поршни меняют направление движения и на это из-за инерции затрачиваться будет очень много (потому мелкие движки и крутятся лучше больших)... но маховик-то вращается в одну сторону.
Просто фишка, видимо, действительно в том что запасенную энергию мы в конце концов "выбрасываем" в виде тепла (трение в подшипниках ДВС), когда сбрасываем обороты. А с тюненым маховиком меньше запасаем - меньше "выбрасываем" ((= в таком случае действительно на трение уйдет меньше энергии.


подписываюсь под каждым словом ((=