Alkūninio veleno apsisukimo dažnis yra fundamentalus parametras, ypač svarbus tiriant vibracijas ir diagnozuojant gedimus sukamuosiuose mechanizmuose. Vibracijos analizėje harmonika - tai dažnis, kuris yra tikslus sveikasis pagrindinio dažnio kartotinis. Sukamuosiuose mechanizmuose pagrindinis dažnis paprastai yra veleno sukimosi greitis, vadinamas 1-ąja harmonine arba 1×.
Harmonikos, subharmonikos ir nesinchroninės viršūnės
Vėlesnės harmonikos yra sveikųjų skaičių kartotiniai: 2× (dvigubas veleno greitis), 3× (tris kartus) ir t. t. Pavyzdžiui, jei variklis dirba 1800 aps./min. (30 Hz), jo harmonikos atsiranda 60 Hz (2×), 90 Hz (3×), 120 Hz (4×), 150 Hz (5×) ir t. t., kur n = 1, 2, 3, 4... Harmonikos yra sveikieji veleno greičio kartotiniai (2×, 3×, 4×...).
Subharmonijos yra daliniai kartotiniai (½×, ⅓×, ¼×) ir visada rodo rimtas mechanines problemas.
Nesinchroninės viršūnės - tai dažniai, nesusiję su veleno sūkių dažniu, pvz., guolių gedimų dažniai, krumpliaračių akių dažniai, linijos dažnis (50/60 Hz) arba natūralieji dažniai - ir reikalauja skirtingų diagnostikos metodų.
Furjė teorema ir bangų formos
Tobulai tiesinėje sistemoje, kurią žadina grynai sinusinė jėga (pvz., tobulai subalansuotame, tobulai suderintame rotoriuje su tobulais guoliais), pasireikštų tik 1× fundamentalioji jėga. Tačiau tikrieji mechanizmai niekada nebūna tobulai tiesiniai.
Furjė teorema teigia, kad bet kokią periodinę bangos formą, kad ir kokia sudėtinga ji būtų, galima išskaidyti į sinusinių bangų, kurių pagrindinis dažnis ir jo sveikieji kartotiniai yra tam tikros amplitudės ir fazės, sumą. Gryna sinusinė banga turi tik vieną dažnio komponentę. Kvadratinė banga turi visas nelygines harmonikas (1×, 3×, 5×, 7×...), kurių amplitudės mažėja kaip 1/n. Pjūklo formos bangą sudaro visos harmonikos, kurių amplitudės mažėja kaip 1/n.
Bangos formos apkarpymas/sutrumpinimas: kai veleno judėjimas yra fiziškai apribotas (guolio korpusas, trinamasis kontaktas), gaunama bangos forma yra apkarpyta, todėl atsiranda harmonikos. Pagal tai, kokios harmonikos yra, kokios jų santykinės amplitudės ir kokių nėra, analitikas gali nustatyti, koks fizikinis mechanizmas lemia netiesiškumą.
Dažni gedimai ir jų diagnostika pagal harmonikas
Masės disbalansas
Dominuojanti viršūnė ties 1× su minimaliu aukštesnių harmonikų kiekiu yra klasikinis masės disbalanso požymis. Etapas: stabilus, pasikartojantis, vienareikšmis. Prognozuojami pokyčiai pridedant bandomąjį svorį - tai yra visų bandomųjų svorių pagrindas. Patvirtinimas: reakcija į bandomuosius svorius patvirtina disbalansą.
Keletas sąlygų lemia didelį 1×, kurio NEGALIMA ištaisyti balansuojant: išlenktas velenas, veleno ekscentriškumas, elektrinis artumo zondų bėgimas, rotoriaus išlinkimas dėl šiluminio poveikio, movos ekscentriškumas ir rezonanso stiprinimas.
Veleno nesutapimas (išcentravimas)
Stipri antroji harmoninė, kurios amplitudė dažnai prilygsta arba viršija 1× viršūnę, yra pagrindinis rodiklis, rodantis veleno nesutapimą.
- Kampinis nuokrypis: Veleno ašinės linijos susikerta kampu ties sukabinimo įtaisu. Susidaro didelė 1× ašinė vibracija.
- Lygiagretus (poslinkio) nuokrypis: Velenų ašys yra lygiagrečios, bet pasislinkusios. Susidaro didelė 2× radialinė vibracija, dažnai 2× ≥ 1×. Sunkiais atvejais atsiranda 3× ir 4×.
Mechaninis laisvumas
Gausios bėgimo greičio harmonikų serijos (1×, 2×, 3×, 4×, 5×... iki 10× ar daugiau) rodo mechaninį laisvumą.
- A tipas - struktūrinis: Nesandari mašinos ir pagrindo jungtis (minkštas pagrindas, įtrūkęs pagrindas, atsilaisvinę inkariniai varžtai). Sukuriamas kryptinis 1× (didesnis laisvosios krypties).
- B tipas - sudedamoji dalis: Atsilaisvinęs guolio įdėklas dangtelyje, atsilaisvinęs dangtelis ant korpuso, per didelis guolio tarpas. Susidaro harmonikų šeima, dažnai su subharmonikomis (½×).
- C tipas - guolio lizdas: Atsilaisvinęs sparnuotės velenas, atsilaisvinusi movos stebulė, per didelis guolių tarpas, dėl kurio rotorius šokinėja.
Patikimiausiai laisvumą ir nesuderinamumą atskiria subharmonikų (½×, ⅓×) buvimas. Dėl nesuderinimo susidaro 2× ir 3×, tačiau retai susidaro subharmonikos.
Sulenktas velenas
Sukelia 1× ir 2× vibraciją su didele ašine komponente. Skirtingai nuo nesutapimo, sulenktam velenui būdingas 1×, kurio negalima ištaisyti balansuojant (geometrinis ekscentriškumas, o ne masės pasiskirstymas), ir ~180° ašinis fazių skirtumas tarp veleno galų.
Variklių ir kompresorių specifika
Varikliai, kompresoriai ir stūmoklinės mašinos iš prigimties generuoja gausius harmoninių spektrus, nes stūmoklio (alkūninio veleno) judėjimas iš esmės nėra sinusinis.
Dalinis trynimas
Dalinis trynimas (kontaktas per dalį kiekvieno apsisukimo) sukuria daug aukštų harmonikų - kartais 10×, 20× ar daugiau.
Kintamosios srovės variklių vibracijos
Kintamosios srovės varikliai generuoja vibraciją, kurios dažnis yra daugkartinis tinklo dažniui (50 arba 60 Hz), nepriklausomai nuo veleno sukimosi dažnio. Labiausiai paplitęs yra 2× linijinis dažnis (100 Hz 50 Hz sistemose, 120 Hz 60 Hz sistemose). Tai NĖRA veleno greičio harmonika - tai linijos dažnio harmonika, kuri yra raktas, padedantis atskirti elektrinę vibraciją nuo mechaninės.
Rotoriaus strypų defektai
Rotoriaus strypų defektai sukuria šalutines juostas, kurių atstumas tarp polių praleidimo dažnio (slydimo dažnis × polių skaičius) yra maždaug 1×.
Kaip nustatyti gedimus analizuojant harmonikas?
- Suraskite 1× viršūnę, atitinkančią veleno sukimosi greitį. Patikrinkite naudodami tachometrą arba variklio vardinę lentelę.
- Nustatykite, ar kiekviena reikšminga viršūnė yra tikslus sveikasis 1× kartotinis (tikroji harmonika)? Ar tai yra dalinis kartotinis (subharmoninis)? Nesusijęs su veleno sūkių dažniu (nesinchroninis)?
- Kuri harmoninė yra dominuojanti? Kiek yra harmonikų? Ar 2× viršija 1×? Ar yra subharmoninių garsų? Ar amplitudė mažėja su tvarka (1/n skilimas)? Ar didėja harmoninių amplitudės? Ar atsiranda naujų harmonikų? Ar didėja triukšmo lygis?
Vibracijos ir rezonanso supratimas
Alkūninio veleno padėties jutiklis (CKP)
Alkūninio veleno padėties jutiklis (CKP) yra gyvybiškai svarbus komponentas šiuolaikinėse variklio valdymo sistemose, atliekantis nepakeičiamą vaidmenį variklio veikimui ir efektyvumui. Jis stebi alkūninio veleno padėtį ir sukimosi greitį, perduodamas šią informaciją variklio valdymo blokui (ECU).
CKP jutiklio funkcijos ir svarba
- Laiko tikslumas: CKP jutiklis yra būtinas norint užtikrinti tikslų uždegimo ir degalų įpurškimo laiką. Jis pateikia ECU realaus laiko duomenis apie alkūninio veleno padėtį ir sukimosi greitį. Ši informacija yra labai svarbi nustatant optimalų kuro tiekimo ir kibirkščių susidarymo laiką, kuris yra esminis veiksnys siekiant efektyvaus degimo.
- Variklio našumas: Tinkamai veikiantis CKP jutiklis labai prisideda prie sklandaus variklio veikimo ir įsibėgėjimo. Jis padeda išlaikyti optimalų variklio sūkių skaičių ir galią, tiksliai perduodamas alkūninio veleno padėtį ECU.
- Emisijų kontrolė: Padėties daviklis taip pat svarbus dėl emisijų. Netinkamai veikiantis CKP jutiklis gali sukelti nepilną degimą ir padidinti kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį.
Alkūninio veleno ir skirstomojo veleno santykis
Nors alkūninio veleno ir skirstomojo veleno sukimosi greitis ir būdas skiriasi, vidaus degimo variklių darbo procese jų sukimasis yra glaudžiai susijęs. Paprastai kiekvienas vidaus degimo variklio alkūninio veleno apsisukimas sukelia paskirstymo veleną pusę apsisukimo, o tai reiškia, kad skirstomojo veleno sukimosi greitis yra pusė alkūninio veleno sukimosi greičio.
Taip yra todėl, kad vidaus degimo variklio keturių taktų cikle alkūninis velenas turi suktis du ciklus, kad būtų atlikta viena operacija, o paskirstymo velenui tereikia vieno ciklo, todėl jo sukimosi greitis yra perpus mažesnis nei alkūninio veleno.
Skirstomojo veleno sukimasis yra susijęs su alkūninio veleno sukimu, o apsisukimų skaičius priklauso nuo skirstomojo veleno kumštelių skaičiaus ir formos, taip pat nuo alkūninio veleno tipo ir sukimosi greičio. Paprastai pasukus vieną alkūninį veleną, skirstomasis velenas pasisuks tam tikrą skaičių kartų, ir šis santykis vadinamas skirstomojo veleno lėtėjimo koeficientu.
Alkūninis velenas yra pagrindinis judantis variklio komponentas, atsakingas už linijinio stūmoklio judėjimo pavertimą sukamuoju judesiu ir galios perdavimą ratams per švaistiklį. Skirstomasis velenas yra svarbus komponentas, valdantis variklio įsiurbimą ir išmetimą.
CKP jutiklio gedimo požymiai ir diagnostika
Kiekvienam automobilio savininkui ar mechanikui labai svarbu suprasti, kokie yra sugedusio arba prastai veikiančio alkūninio veleno daviklio požymiai. Štai pagrindiniai gedimo simptomai:
- Variklis purtosi, netolygiai dirba važiuojant arba laisva eiga: Dėl to, kad daviklis nesugeba tiksliai sekti alkūninio veleno padėties, netinkamai parenkamas degalų įpurškimo laikas.
- Sunkiai užsivedantis variklis: Jei transporto priemonė sunkiai užsiveda, tai gali būti dėl to, kad alkūninio veleno daviklis gauna arba perduoda neteisingus duomenis.
- Užsidegusi „Check Engine“ lemputė: „Check Engine“ lemputė gali pranešti apie daugybę problemų, įskaitant alkūninio veleno daviklio gedimą.
- Netikėtai užgęstantis variklis: Dėl sutrikusio alkūninio veleno daviklio veikimo, visas variklis gali netikėtai užgesti ir kels didelį pavojų saugumui važiuojant. Motoras užgesti gali ir stovint prie šviesoforo, ir judant sraute, ir darant staigesnį manevrą.
- Išaugusios kuro sąnaudos.
- Vibracija arba trūkčiojimas: Šie simptomai gali pasireikšti, kai jutiklis pateikia nereguliarius arba neteisingus duomenis į centrinį kompiuterį, o tai turi įtakos cilindrų darbui bei galios realizavimui.
Diagnostikos metodai:
- Atsparumo bandymas: Vidinė varža turi svyruoti nuo 200 iki 1 000 omų.
- Įtampos testas: Veikimo metu jie turėtų išvesti apie 5 voltus.
- Naudokite OBD-II skaitytuvą: Nuskaitykite visus išsaugotus DTC (diagnostikos gedimų kodus).
- Užveskite variklį: Įtampa turi svyruoti, sukuriant kvadratinės bangos signalą.
- Signalų tipai: Holo efekto jutikliai turi sukurti švarią kvadratinę bangą, o indukciniai jutikliai generuoti sinusoidinę bangą.
- Judėjimo testas: Kai variklis veikia, švelniai judinkite jutiklį.
Profilaktinė priežiūra: Patartina reguliariai tikrinti CKP jutiklį atliekant įprastinę transporto priemonės techninę priežiūrą - paprastai kas 30 000 mylių (arba kilometrų). Ankstyvas problemų nustatymas gali užkirsti kelią brangiam remontui ir gedimams. CKP jutiklio gedimai sudaro maždaug 15 % visų variklio valdymo problemų, o tai pabrėžia jų svarbą bendrai transporto priemonės būklei.
Vibracijos ir rezonanso supratimas
Alkūninio veleno nusidėvėjimas
Susidėvėjusios alkūninio veleno dalys daugiausia yra pagrindinio kakliuko ir švaistiklio veleno ūsai. Keičiantis keturtakčio variklio stūmoklio judesiams ir alkūninio veleno sukimuisi, alkūninis velenas trinsis skirtingais kampais. Varikliui dirbant dideliu greičiu ir esant didelei apkrovai, pakyla guolio įvorės temperatūra ir atsiranda šiluminis plėtimasis. Todėl tarp guolio ir įvorės reikia palikti tam tikrą tarpą, kad būtų apsaugotas alkūninis velenas.
Automobilio alkūninį veleną galima apžiūrėti naudojant kalibravimo platformą, daugiausia norint pamatyti jo išlinkimo laipsnį, kurį galima išmatuoti posūkio pavarų lentele. Taip pat susidėvėjęs pagrindinis kakliukas ir švaistiklio kakliukas, kurį galima išmatuoti mikrometru. Naudojimo metu alkūninis velenas nusidėvės kakliuką, susidarys neapvalumas ir kūgis.
Apvalumo nuokrypio matavimas
Naudokite išorinį mikrometrą, kad atliktumėte kelių taškų matavimą tame pačiame skerspjūvyje, kuriame kakliukas yra labai susidėvėjęs (pirmiausia išmatuokite abiejose kakliuko alyvos angos pusėse, o tada pasukite 90°), tarp didelių.
tags: #alkuninio #veleno #apsisukimo #daznis