полегшений маховик
Багато всяких думок існує з приводу полегшених маховиків. Хтось каже, що полегшений маховик - це порожня дрібничка і зайва трата грошей. Хтось доводить собі й оточуючим, що полегшений маховик додав його автомобілю небувалу спритність. Давайте спробуємо внести хоч якусь ясність в це питання. Чому ж так по-різному все відносяться до полегшеного маховика, вже давно став невід'ємною частиною спортивного (тюнінгового) двигуна?
Багато, намагаючись теоретично порахувати «прихід» від полегшеного маховика. кидають це «невдячна» заняття, завантажившись основами теоретичної механіки. Ми спробуємо вирахувати приблизну різницю, спростивши завдання і з огляду на тільки інерційні складові полегшеного маховика. Можна прикинути різницю робіт, що здійснюються, скажемо, при розгоні автомобіля з масою 900 кг і робочим діапазоном двигуна 3000. 6000 об / хв ( «околостандартний» двигун) до швидкості 150 км / ч.
Приймемо різницю у вазі маховиків до і після полегшення 1,5 кг. Це той вага, втрата якого не позначається на міцності полегшеного маховика, і, що важливо, який можна видалити з максимального радіусу полегшеного маховика. Видалення металу з місць, розташованих на невеликій радіусі, дає зниження міцності і незначне зниження моменту інерції. Це одна з причин, по якій різні полегшені маховики дають різний ефект або, вірніше, іноді його відсутність.
Далі приймемо, що ми стартуємо з 3000 об / хв і розгонимося аж до 150 км / год (41,7 м / с) на 1-й, 2-й, 3-й і 4-й передачах. Якщо у нас стандартна коробка передач, то діапазони виглядають так: 1-я передача 3000. 6500 об / хв, перемикання на 2-ю передачу на 3500. 6500 об / хв, перемикання на 3-ю передачу на 4500. 6500 об / хв (VА = 132 км / ч), перемикання на 4-ю передачу на 4500. 5100 об / хв (VА = 150 км / ч).
Роботу, зроблену по розгону автомобіля (інерційна складова), можна висловити через різницю кінетичних енергій:
А = Ek (v = 150) -Ek (v = 0) => (M * V2) / 2
отримуємо:
EK = (900 * 41,72) / 2 = 781,3 кДж
Тепер порахуємо, яку енергію витрачає двигун на те, щоб розкрутити «зайву» масу маховика, тобто наші 1,5 кг. Очевидно, що енергія ця дорівнюватиме сумі робіт на кожній передачі:
ΣА = А1 + А2 + А3 + А4
де А1 = Еk (при 6500) -Еk (при 3000)
А2 = Еk (при 6500) -Еk (при 3500)
А3 = Еk (при 6500) -Еk (при 4500)
А4 = Еk (при 6500) -Еk (при 5100)
Кінетична енергія тіла, що обертається (полегшеного маховика) обчислюється таким чином:
EKmax = (JM * w2) / 2
де JM - момент інерції полегшеного маховика,
w - кутова швидкість, p * n / 30
Під JM ми будемо мати на увазі не момент інерції полегшеного маховика, а тільки тих 1,5 кг, які ми позбавили нашу деталь - полегшений маховик.
Якщо врахувати, що знімання металу для двигунів 08-10 сімейства, при виготовленні полегшеного маховика, відбувається на радіусі близько 140 мм, то:
JM = 1,5 х 0,142 = 0,294 кг
SА = 16377 (Дж) або 16,38 (кДж)
А це, як не крути, 2,1% від роботи витрачається на розгін маси автомобіля.
Причому це суттєва економія роботи (2,1%) тільки за рахунок полегшеного маховика, але ж є ще інший прийом в спортивному і тюнинговом двигунобудування - полегшення коленвала.
Зрозуміло, що розрахунок не враховує сили опору дороги і повітря, які починають значно позначатися із зростанням швидкості. Однак, він дозволяє оцінити приблизний ефект не на словах. Далі кожен сам для себе вирішує необхідність установки полегшеного маховика на власний автомобіль.
Також, слід врахувати, якщо провести розрахунки полегшеного маховика для більш високо оборотного двигуна (
9000 об / хв), то можна побачити, що вплив зайвої ваги на маховику позначається значніше (квадратична залежність).
полегшений маховик передньопривідною Лади
полегшений маховик задньопривідної Лади
Важливо не забувати одне: всі доопрацювання, пов'язані з силовим агрегатом, починають «добре працювати» тільки при грамотній комбінації деталей і якісному їх монтажі. І ще необхідно пам'ятати - всі зміни повинні проводитися не в збиток безпеки автомобіля, як приклад можна привести бездумне полегшення маховика, що знижує його міцність і надійність. Такі полегшені маховики часто зустрічаються на нашому ринку.