Регистрация Войти
Вопрос

Программные решения для облегчения работы маховика

Этот важный вопрос затрагивает недостатки облегчённого маховика:




  • Более дерганый в управлении

  • Сокращение времени на переключение передач

  • Возможен заглох на низких оборотах



Мне кажется, что все недостатки можно устранить в современных системах управления двигателем, регулируя подачу топлива и положение дроссельной заслонки FBW. Почему этого не делают? Более лёгкий маховик приведёт к повышению производительности двигателя и экономии топлива.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/28664/software-solutions-to-lighter-flywheel-issues
1
+ Читать

20 Комментариев

  1. Я думаю, что правильный подход к решению этой проблемы заключается не в регулировке дроссельной заслонки, а в изменении фаз газораспределения для искусственного снижения степени сжатия. Это уменьшит сопротивление вращению коленчатого вала, сохранив его инерцию, как это делает маховик. Для этого нужно оставить впускной клапан открытым в первой части такта сжатия.

  1. Самое сложное в использовании облегчённого маховика — привыкнуть к троганию с места. Это как заново учиться водить машину с механической коробкой передач. Вам нужно немного увеличить обороты, иначе вы заглохнете. Возможно, вам поможет технология «антизависания», особенно при электронном управлении. Более короткое окно переключения хорошо сочетается с короткоходным рычагом переключения. Опять же, нужно немного привыкнуть.



    Блок управления должен быть в состоянии компенсировать некоторую "резкость". При включении / выключении газа импульс меньше, поэтому обороты меняются быстрее и вызывают рывок. Блок управления может немного приоткрыть дроссельную заслонку при сбросе газа или медленнее при нажатии на газ.


  1. Во-первых, масса маховика такая, какая она есть, потому что производители должны соблюдать баланс между производительностью, управляемостью и показателями выбросов. Более лёгкий маховик потребует, чтобы автомобиль работал на более высоких оборотах холостого хода, чтобы избежать остановки двигателя, поскольку инерция маховика поддерживает работу двигателя, когда вы не нажимаете на педаль газа.



    Так что да, это вполне возможно, но причина, по которой этого не делают, заключается в том, что большинство потребителей не будут в восторге от автомобиля, который работает на холостом ходу при 1000 оборотах в минуту, а министерству транспорта/Агентству по охране окружающей среды/кому-то ещё в соответствующей стране не понравится, что вы убиваете белых медведей.



    Что касается двухмассовых маховиков. Они, конечно, хороши, но их чертовски дорого менять, КОГДА (а не если) они выходят из строя. Например, мой Subaru довольно старый, с одномассовым маховиком, но его замена обойдётся в три раза дороже, чем замена двухмассового маховика в аналогичной Mazda.
  1. Я думал, мы просто решаем проблему высоких оборотов на холостом ходу. Думаю, OP всё ещё хочет воспользоваться преимуществами малогабаритного маховика, но не готов платить за это при работе на низких оборотах.
  1. Настройка ЭБУ — это само собой разумеющееся и не представляет проблемы, если не требовать от него большего, чем он может. Но пока я не вижу никаких жёстких ограничений, которые было бы трудно преодолеть. Мы упускаем из виду более масштабную картину: если можно использовать программное обеспечение, чтобы заставить лёгкий маховик работать как тяжёлый, то зачем вообще это делать? Если вы заставляете его работать как обычный маховик, то почему бы просто не использовать обычный маховик и не усложнять себе жизнь? Какая польза от лёгкого маховика, который вращается как обычный?
  1. Вы можете установить отдельный клапан для выпуска воздуха на «ранней стадии сжатия» (что-то вроде старых жиклёров Mitsubishi, но наоборот). Необходимо будет скорректировать подачу топлива, чтобы компенсировать тот факт, что вы выпускаете уже отмеренный воздух, но я не думаю, что вы сможете обойтись без настройки ЭБУ, какой бы подход вы ни использовали.
  1. Это могло бы сойти с рук, если бы поршни и кривошипно-шатунный механизм были сделаны из более лёгких материалов. Но это было бы дорого, и поэтому производители не стали бы так делать, за исключением очень дорогих моделей. Всё устроено именно так не просто так. Обычно это связано с экономикой.
  1. @dotancohen в результате того, что вы описываете, то есть когда компьютер открывает дроссельную заслонку, частота вращения на холостом ходу увеличивается.
  1. Кроме того, вы не сможете изменить время открытия клапанов в отдельных цилиндрах без очень сложного механизма и очень точной синхронизации и датчиков. Если время открытия клапанов будет изменено только для всех цилиндров, вы не получите преимуществ от открытия только одного клапана. Система будет невероятно сложной в проектировании и эксплуатации. И всё это ради того, чтобы облегчить маховик. Если время открытия клапанов будет изменено, не потеряете ли вы все преимущества от облегчения маховика?
  1. Проблема в том, что при открытом впуске во время части такта сжатия возникает противодавление на пути впуска. Это приводит к колебаниям, частота которых меняется в зависимости от числа оборотов в минуту. Мне нужно ещё подумать над этим, но, похоже, это уменьшит количество воздуха, поступающего в цилиндр. Думаю, датчик абсолютного давления во впускном коллекторе это заметит, но это значит, что для поддержания оптимального соотношения воздух-топливо придётся регулировать подачу топлива. Похоже, это создаст больше проблем, чем решит, с помощью лёгкого маховика.
  1. Я не говорю о большом количестве дроссельной заслонки, скорее о том количестве, которое может обеспечить быстродействующий клапан холостого хода. Я почти уверен, что в большинстве автомобилей с механической коробкой передач это уже реализовано, чтобы поддерживать обороты на секунду выше для более плавного переключения и чтобы люди не сжигали сцепление при переключении на пониженную передачу. Я помню, что это было в ЭБУ Dodge 80-х годов. Он также мог проверять переключатель педали тормоза.
  1. Но если ЭБУ отдаёт команду на более длительное открытие дроссельной заслонки, когда водитель отдаёт команду на её закрытие, это представляет угрозу безопасности. Если водитель экстренно останавливается, а ЭБУ отдаёт команду на более длительное открытие дроссельной заслонки, чтобы двигатель продолжал работать на холостом ходу, ему придётся выжать сцепление, иначе тормозной путь увеличится. А это очень плохо с точки зрения безопасности.
  1. Маховик поддерживает вращение двигателя с определённой скоростью между циклами работы цилиндров. Если у маховика слишком маленькая масса, то при низких оборотах двигатель будет работать рывками, так как вы будете чувствовать, как он набирает обороты при каждом цикле работы цилиндров (будет казаться, что машина вот-вот заглохнет, работа будет неровной). В худшем случае двигателю не хватит инерции, чтобы перейти к следующему циклу работы цилиндров. Единственный способ решить эту проблему — увеличить скорость двигателя (или добавить массу).
  1. Я не уверен, что двигателю нужно работать на более высоких оборотах холостого хода. Компьютер может поддерживать более низкие обороты холостого хода, а при обнаружении признаков остановки двигателя (например, при оборотах ниже 600) компьютер может слегка открыть дроссельную заслонку. В этом и заключается суть вопроса.
  1. @jedd.ahyoung: лучшая двусмысленность, которую я когда-либо видел на M.SE!
  1. Недостатки можно устранить с помощью хорошего водителя.
  1. Я бы предположил, что это нетривиальная задача для программного обеспечения и, вероятно, она того не стоит, учитывая, что основным преимуществом для дорожных автомобилей будет незначительное снижение веса.
  1. То есть ваша идея заключается в том, чтобы с помощью программного обеспечения сделать облегчённый маховик ощутимым для водителя как обычный? Звучит как интересная идея. С нетерпением жду отзывов.
  1. Большинство комментариев здесь меня смущают. Я ездил на двух разных Datsun 280Zs как со штатными, так и с облегчёнными маховиками (9 фунтов против 23 фунтов у штатных). Я помню, что после установки маховика машина работала на высоких оборотах на холостом ходу, что, учитывая меньшее сопротивление вращению у облегчённого маховика (он быстрее вращается вверх и вниз), казалось мне логичным. У меня никогда не возникало проблем с «более короткими интервалами переключения передач». Я несколько раз останавливался, но что с того? Остальные двигатели были практически стандартными, за исключением тюнингованных головок и выпускных коллекторов. Я ездил по улицам, трекам и автокроссу.
  1. В моей машине установлен двухмассовый маховик, который сочетает в себе лучшее из двух миров и защищает трансмиссию от ударных повреждений. Установка маховика с фиксированной массой на такую машину, как моя, быстро вывела бы из строя коробку передач. Облегчённый маховик может хорошо работать на гоночном автомобиле, который проезжает несколько тысяч миль до капитального ремонта двигателя и коробки передач, но дорожный автомобиль должен проехать много десятков тысяч миль до капитального ремонта.
Вы уже ответили на этот вопрос