Sistemet e kontrollit për parametrat përfundimtarë të trajektores së avionit (shtytja dhe raporti i komponentëve)

Detyrat kryesore të automatizimit LRE dhe përbërja e tij

Rregullimi i proceseve dhe mënyrave të funksionimit të LRE

Në një LRE, pavarësisht nga sistemi i furnizimit me karburant, të gjitha operacionet për mirëmbajtjen dhe përgatitjen për nisje, vetë nisjen, daljen dhe funksionimin në modalitet, mbylljen dhe operacionet e tjera kryhen automatikisht, d.m.th. pa ndërhyrje njerëzore (të siguruar nga një sistem automatizimi).

Ekzistojnë tre funksione kryesore në automatizimin LRE: kontrollin, rregullimin dhe mirëmbajtjen e motorit. Në rastin e parë, sistemi i kontrollit automatik (ACS) siguron ekzekutimin e çdo operacioni, për shembull, fillimin e motorit. Këtu, me përfshirje rreptësisht sekuenciale të njësive dhe sistemeve të ndryshme, motori "sillet" në mënyrën e specifikuar të funksionimit. Në rastin e dytë, sistemi i kontrollit automatik (ACS) ruan dhe ndryshon çdo parametër sipas një programi të caktuar, për shembull, vlerat e shtytjes. Së fundi, në rastin e tretë, sistemi i automatizimit duhet të sigurojë mirëmbajtjen e motorit, për shembull, para fillimit, të kontrollojë mbushjen e përbërësve të lëngshëm dhe të gaztë, presionin në to , pozicioni dhe gjendja e njësive, elementeve dhe sistemeve të ndryshme të motorit dhe gatishmëria e tyre për nisje, etj.

Nga të gjitha këto funksione të automatizimit, detyrat e tij të menjëhershme janë:

1) rregullimi dhe ndryshimi i vlerave të shtytjes dhe raportit të përbërësve;

2) kontrolli i operacioneve të fillimit dhe ndalimit;

3) kontrollin dhe rregullimin e funksionimit të sistemeve të presionit të rezervuarëve;

4) kontrolli i funksionimit të sistemit të kontrollit të vektorit të shtytjes;

5) sigurimin e kontrollit dhe menaxhimit të funksionimit të të gjithë motorit në tërësi.

Dalja e avionit deri në pikën përfundimtare të seksionit aktiv të trajektores së fluturimit balistik me saktësinë e kërkuar nuk sigurohet nga metodat konvencionale të kontrollit të lëvizjes së qendrës së masës së avionit. Sipas metodës së zakonshme, nënkuptojmë formimin e impulsit të kërkuar të shtytjes së motorit të raketës me shtytës të lëngshëm për shkak të dozimit të saktë të kohës së funksionimit të motorit. Supozohet se shtytja në kohë mbetet konstante. Supozimi i fundit nuk përmbushet për LRE, pasi kur avioni lëviz nga niveli i sipërfaqes së tokës në lartësinë e kërkuar të fluturimit, presioni dhe temperatura e mjedisit ndryshojnë ndjeshëm. Sythet e kontrollit të motorit nuk janë në gjendje të kompensojnë këto ndryshime, pasi ato nuk marrin parasysh ndryshimet në kushtet e mjedisit. Për të siguruar saktësinë e nevojshme të parametrave të lëvizjes së avionit në fund të pjesës aktive të trajektores, përdoren sisteme speciale të kontrollit për parametrat përfundimtarë të trajektores së lëvizjes së avionit. Parametrat përfundimtarë të trajektores së fazës aktive të fluturimit të avionëve balistikë dhe transportuesve të anijeve kozmike janë: shpejtësia e avionit në fund të pjesës aktive të fluturimit V te masa përfundimtare e avionëvet te Dhe këndi i prirjes së boshtit gjatësor të avionit në raport me vijën e horizontit në një pikë të caktuar të sipërfaqes së Tokës θ te , shih fig. 6.1.

Këndi i kërkuar i prirjes së boshtit gjatësor të avionit sigurohet nga një sistem autonom i kontrollit të lëvizjes në lidhje me qendrën e masës së avionit, duke përdorur sistemin e kontrollit të vektorit të shtytjes.

Sistemi RKS (kontrolli i shpejtësisë së dukshme). Shpejtësia e dukshme e avionit dhe sistemet përfundimtare të kontrollit të masës kontrollojnë parametrat e motorit bazuar në parametrat e lëvizjes së avionit.

Nuk është e mundur të matet drejtpërdrejt shpejtësia e fluturimit të një avioni në kushte të një densiteti të ndryshueshëm të mjedisit. Sidoqoftë, matja e nxitimit gjatësor të dukshëm të gjeneruar nga shtytja LRE është e mundur, për shembull, duke përdorur një përshpejtues. Shpejtësia e avionit, i sigurt si një integral i nxitimit gjatësor me kalimin e kohës, quhet shpejtësia e dukshme. Shpejtësia e dukshme përdoret për të siguruar shpejtësinë përfundimtare të kërkuar në fund të fazës aktive të fluturimit të avionit në sistemin RCS. Diagrami skematik i këtij sistemi është paraqitur në fig. 6.2.

Pas integrimit të sinjalit të njehsorit të përshpejtimit të dukshëm, shpejtësia aktuale e lëvizjes gjatësore të avionit bëhet e njohur në çdo moment. V fakt. Informacioni për shpejtësinë aktuale të avionit i jepet elementit të krahasimit, i cili përmban programin e llogaritjes për ndryshimin e shpejtësisë Programi V në zonën e fluturimit aktiv të avionit. Krahasimi i shpejtësive të llogaritura dhe aktuale të aplikuara në hyrjen e elementit të krahasimit gjeneron një sinjal gabimi në daljen e tij

Oriz. 7.2. Diagrami funksional i sistemit të kontrollit të shpejtësisë (RCS)

Pas amplifikimit, sinjali i gabimit konvertohet nga një motor elektrik i kthyeshëm në një rrotullim këndor të rotorit të tij. Rotori i motorit elektrik është i lidhur me një mbytje, e cila dozon konsumin e lëngut të punës në turbinën HP në telekomandë. Në varësi të shenjës së mospërputhjes së shpejtësisë, mbytja hapet ose mbyllet me një sasi që korrespondon me modulin e sinjalit të gabimit. Në këtë rast, konsumi i karburantit në dhomë ndryshon, dhe rrjedhimisht shtytja e motorit për shkak të një ndryshimi në shpejtësinë e rotorit HP. Një ndryshim në shtytjen e motorit çon në një ndryshim në përshpejtimin e avionit, dhe rrjedhimisht shpejtësinë e dukshme. Krahasimi i tij i mëvonshëm me vlerën e shpejtësisë së programit ju lejon të vlerësoni veprimet e sistemit dhe të zhvilloni një sinjal të ri korrigjimi. Më tej, i gjithë cikli i shkëmbimit të informacionit midis elementeve të sistemit përsëritet. Logjika e funksionimit të DCS, si çdo sistem kontrolli reagimi, reduktohet në përmbushjen e kushtit ∆V→0. Sidoqoftë, kalimi i cikleve të sinjaleve të sistemit nëpër elementët e tij realë shoqërohet gjithmonë me gabime dinamike dhe statistikore. Si rezultat, kopjimi i saktë i programit të llogaritjes së tij nga një sistem real është i pamundur. Nëse gabimi total i ndjekjes së shpejtësisë aktuale të programit të tij të llogaritjes është brenda kufijve të lejuar (3÷5%), atëherë sistemi konsiderohet i përshtatshëm për kryerjen e funksioneve që i janë caktuar. Sistemi RCS përfundon punën e tij sapo shpejtësia aktuale, brenda kufijve të tolerancës, të jetë e barabartë me shpejtësinë përfundimtare të programit. V te. Në këtë moment, sistemi RKS gjeneron një komandë për ndalimin e motorëve, i cili, duke anashkaluar lakin e kontrollit, dërgohet drejtpërdrejt në valvulat kryesore të karburantit, të cilat ndalojnë furnizimin me karburant në dhomën e motorit. Duke marrë parasysh impulsin e efektit të mëvonshëm dhe natyrën me dy faza të ndalimit, komanda për të ndaluar motorin mund të gjenerohet pak më herët se shpejtësia aktuale është e barabartë me shpejtësinë përfundimtare të projektimit.

Gjatë funksionimit të sistemit RCS, për shkak të shtimit të shqetësimeve të jashtme me gabime të brendshme me të njëjtat shenja, mund të lindë një situatë në të cilën RCS ose tenton të reduktojë ndjeshëm shtytjen ose ta detyrojë atë tepër. Për të shmangur situata të tilla, sistemi RCS siguron reagime të brendshme me dhomën përmes sensorit të presionit (DP) në dhomën e motorit, me ndihmën e të cilit funksionimi i sistemit kufizohet vetëm nga zona e devijimeve të lejueshme të motorit. shtytje.

Sistemi SOB (sistemi i zbrazjes së rezervuarëve) Sistemi i kontrollit për parametrat përfundimtarë të trajektores së avionit duhet të sigurojë gjithashtu masën përfundimtare të avionit afër asaj të llogaritur. Gabimet janë gjithmonë të pashmangshme gjatë mbushjes së rezervuarëve me karburant: 1) Mbushja e pamjaftueshme e karburantit është thelbësisht e papranueshme, pasi kjo çon në dështimin e plotësimit të programit të fluturimit dhe 2) kur karburanti është i tejmbushur, garantohen mbetjet e karburantit në rezervuarë, të shkaktuara nga mekanike dhe termike. furnizimi i pamjaftueshëm me karburant, duhet të sigurohet deri në fund të funksionimit të sistemit të shtytjes. Sidoqoftë, ndikimi i ndryshimeve në temperaturën e karburantit gjatë fluturimit (për shembull, nga ngrohja aerodinamike), përshpejtimi i avionit, i cili shkakton një ndryshim në raportin e përbërësve të karburantit, ndryshimet në karakteristikat hidraulike të shtigjeve të karburantit gjatë fluturimit (për shembull, ndryshimet në rezistenca e shtigjeve të ftohjes), gabimet në njësitë automatike të dozimit të karburantit dhe faktorë të tjerë kërkojnë karburant shtesë. Zgjidhja e thjeshtë në dukje e dukshme - të derdhni karburant me një rezervë në fillim dhe në momentin e fikjes së motorit, ta zbrazni atë jashtë avionit, aktualisht është e papranueshme, pasi karburanti në bordin e avionit në kohën kur PS ndalet fiton çmimi i ngarkesës së avionit. Një zgjidhje tjetër e dukshme është vlerësimi i karburantit të tepërt në fillim dhe kullimi i tij në momentin që avioni ngrihet nga platforma e nisjes, gjë që është gjithashtu e papranueshme, pasi kjo nuk garanton situata të paparashikuara të konsumit të mundshëm të tepërt të karburantit nga motori gjatë fluturimit të avioni, dhe për këtë arsye rrezikon kryerjen e detyrës së fluturimit të avionit. Një zgjidhje funksionale për problemin qëndron midis dy zgjidhjeve të mësipërme ekstreme të dukshme (në shikim të parë) për të siguruar masën përfundimtare të avionit, afër asaj të llogaritur për çdo PS nga e gjithë seria.

Fig.6.3. Diagrami funksional i sistemit të zbrazjes së rezervuarit

Si një burim informacioni në lidhje me tejmbushjen e rezervuarëve të karburantit dhe vlerësimin aktual të konsumit të tij nga motori, matës diskrete të nivelit të karburantit të instaluar në rezervuarët e kontrollit përdoren në FSS. Sinjalet e pozicionit të niveleve të karburantit në rezervuarë h o Dhe orë ushqehen me sensorin e mospërputhjes së nivelit (DRU), me ndihmën e të cilit vlerësohet diferenca e tyre Δh=h o -h r. Diferenca e nivelit të zbuluar, pas amplifikimit dhe shndërrimit të sinjaleve në kodin e makinës, hyn në kompjuterin në bord (OCCM), i cili zgjidh problemin se cili program i zbrazjes së rezervuarit duhet të zbatohet në këtë moment bazuar në mospërputhjen aktuale të nivelit në rezervuarët e karburantit, bazuar në kushtin që kjo mospërputhje të eliminohet deri në fund të fazës aktive të fluturimit të avionit. Në këtë kusht, karburanti i mbetur i llogaritur i garantuar mbetet në rezervuarë deri në fund të funksionimit të PS. Si rezultat i analizës së mospërputhjes së nivelit aktual, kompjuteri në bord gjeneron një sinjal komandimi.

Pas amplifikimit, ky sinjal shndërrohet nga një motor elektrik i kthyeshëm në një rrotullim këndor të mbytjes të instaluar në një nga linjat e furnizimit me karburant në dhomë (në linjën e furnizimit me oksidues). Le të supozojmë se në momentin fillestar τ rreth në fillim, sensorët e nivelit regjistruan një tepricë të oksiduesit Δh o.fillojnë(Fig. 6.4). Kompjuteri në bord në përgjigje të këtij informacioni planifikon një program për zbrazjen e rezervuarit të oksiduesit përgjatë rreshtit 1. Nëse në intervalin kohor tjetër për marrjen e informacionit τ 1 Nëse ndiqet programi i planifikuar, ky i fundit ruhet.

Fig.7.4. Parimi i funksionimit të sistemit të zbrazjes së rezervuarit

Nëse në intervalin kohor pasues për marrjen e informacionit τ2 zbulohet një devijim nga programi i specifikuar, pastaj sipas gjendjes aktuale të mospërputhjes së nivelit për një kohë τ2është zhvilluar një program i ri 2, në përputhje me të cilin mbytja në linjën e oksiduesit zhvendoset në një pozicion të ri. Nëse procesi i zbrazjes së tankeve nga momenti τ2 lihet i pamenaxhuar, atëherë deri në fund të funksionimit të telekomandës mund të përfundojë me një tepricë të konsiderueshme të mbetjeve në rezervuarin e karburantit (vija e ndërprerë 2 ").

Nëse në intervalin kohor τ 3 duke marrë informacion nga kompjuteri në bord, ruhet programi i ri për zbrazjen e rezervuarëve 2, më pas nuk bëhen ndryshime në funksionimin e telekomandës.

Nëse gjendja aktuale e zbrazjes së rezervuarëve nuk ndjek programin e synuar, atëherë programi për zbrazjen e rezervuarëve të karburantit është i lëvizshëm dhe paraqet një shumë të kufizuar programesh (shih trajektoren e thyer në Fig. 6.4).

Si rezultat i punës së SSS, zbatohen parimet për zgjidhjen e problemit të sigurimit të masës përfundimtare të avionit, të formuluara më sipër.

Karakteristika kryesore e sistemit të konsideruar për kontrollin e masës përfundimtare të avionit është se "kullimi" i karburantit të tepërt nga rezervuarët kryhet përmes dhomës së motorit, si rezultat i së cilës raporti i përbërësve të karburantit ndryshon në të. Natyrisht, kjo rrethanë nuk kontribuon në ruajtjen e rreptë të vlerës optimale të raportit të përbërësve të karburantit që korrespondon me impulsin maksimal specifik të shtytjes së motorit. Nga teoria e përgjithshme e motorëve, dihet gjithashtu se në rajonin e ekstremit të impulsit specifik të shtytjes së LRE, marrëdhënia e tij me raportin e përbërësve të karburantit ka një karakter të butë. Prandaj, pa shumë dëmtim të impulsit specifik të shtytjes, është e mundur të lejohet ndryshimi i raportit të përbërësve të karburantit brenda 3 ÷ 5% të vlerës së tij optimale.

Stabilizimi i pozicionit të akseve të avionit në hapësirë ​​dhe këndit θ te seksioni i fundit i fluturimit aktiv të avionit sigurohet nga sistemi i kontrollit të vektorit të shtytjes.

timonat e gazit(Fig. 6.5, A), i bërë nga grafit rezistent ndaj nxehtësisë, ndryshoni drejtimin e avionit të gazit në daljen e hundës së motorit duke përdorur një pajisje rrotulluese. Disavantazhi i kësaj metode është se timonët e instaluar në rrjedhën e gazit në daljen e hundës krijojnë, së pari, një rezistencë të vazhdueshme ndaj rrjedhës së gazit. . Për më tepër, gjatë funksionimit të motorit, së dyti, sipërfaqja e timonëve të gazit digjet me rreth gjysmën e origjinalit.

Ky disavantazh mund të shmanget duke instaluar timonë periferikë në daljen e hundës (Fig. 6.5, b), të cilat kontrollojnë vektorin e shtytjes duke zhytur sipërfaqen e mburojës së timonit në rrjedhën e gazit në dalje të grykës së motorit. Në pozicionin neutral, timonët periferikë nuk krijojnë rezistencë ndaj rrjedhës së gazit.

Rrotulloni dhomën ose grykën. Në vend të rrotullimit të kamerës, mund të rrotullohet vetëm gryka e motorit (Fig. 6.5, V) ose një deflektor toroidal i montuar në daljen e hundës (Fig. 6.5, G), ose rrotullimi i hundës me një prerje të zhdrejtë (Fig. 6.5, d).

Oriz. 6.5. Mënyrat e mundshme për të kontrolluar vektorin e shtytjes së LRE

Injektimi i gazit në pjesën superkritike të grykës. Vlen të përmendet veçanërisht metoda e ndryshimit të vektorit të shtytjes duke fryrë lëng ose gaz në pjesën superkritike të grykës (Fig. 6.5, e). Lëngu (ose gazi) vendoset në cilindrin 1 dhe, me komandën e sistemit të kontrollit, përmes valvulave 2 hyn me një mbipresion të lehtë në pjesën e zgjeruar të grykës 3 në një kënd. α. Pranë murit të grykës, në kufirin e rrjedhës supersonike dhe fazës së avullit të lëngut 4 (ose gazit), realizohet një valë goditëse 5. Pas valës goditëse formohet një zonë presioni në rritje (në Fig. 6.5. e orarin P c \u003d f (l c)), ku rryma e gazit devijon drejt boshtit të grykës, gjë që shkakton devijimin e të gjithë rrjedhës së gazit dhe në këtë mënyrë krijon një ekscentricitet të shtytjes së grykës me drejtim të kundërt me devijimin e rrjedhës së gazit. Kur fryn 1% të rrjedhës së lëngut në lidhje me të gjithë rrjedhën e gazit përmes grykës, lind një komponent shtytës tërthor i barabartë me 0.5% të shtytjes totale gjatësore të motorit. Kështu, injektimi i gazit ose lëngut në pjesën superkritike të grykës përdoret për kontroll të saktë (preciz) të vektorit të shtytjes.

Një metodë tjetër premtuese është kontrollimi i vektorit të shtytjes duke rishpërndarë konsumin e karburantit midis kamerave të fiksuara fort në avion në një sistem shtytjeje me shumë dhoma. Sidoqoftë, aplikimi i gjerë i kësaj metode pengohet nga vështirësitë teknike në zbatimin e rregullatorëve të rishpërndarjes së konsumit të karburantit duke ruajtur raportin e përbërësve të karburantit, duke organizuar ndërveprimin e tyre me sistemet RCS dhe FSS dhe njëkohësisht duke kufizuar thellësinë e ndryshimit në mënyrat e funksionimit të dhomës së motorit.

Për të kontrolluar vektorin e shtytjes në një motor rakete me shtytje të ngurtë, nuk këshillohet të montoni i gjithë motori në pezullim (me përjashtim të mundshëm të motorëve vernier), prandaj, në dispozicion të projektuesve

Oriz. 117. Prerëse me hundë

mbeten zgjidhjet e mëposhtme: instalimi i sipërfaqeve të kontrollit mekanik në grykë që devijojnë rrymën e gazit, rrotullimi i grykës ose pjesës së tij, injektimi dytësor dhe përdorimi i grykave shtesë të kontrollit (ngjashëm me mënyrën se si bëhet në një motor rakete me lëndë të lëngshme).

Sipërfaqet e kontrollit mekanik përfshijnë, përveç timonave dhe deflektorëve të gazit të diskutuar më sipër, skedat e zbukurimit rrëshqitës dhe rrotullues të treguar në fig. 117. Efekti i sipërfaqeve devijuese në rrymën e gazit mund të llogaritet përafërsisht sipas teorisë së rrjedhës supersonike rreth profilit, por për të marrë vlera të sakta të forcës së kontrollit (përbërësi i forcës së shtytjes pingul me boshtin e motor), në varësi të madhësisë së devijimit, matjet janë të nevojshme. Në letër raportohet se grykat me një kontroll të tillë të rrymës së gazit bëjnë të mundur marrjen, me riprodhueshmëri të mirë, të forcave anësore maksimale që arrijnë komponentin e shtytjes aksiale. Përkundër faktit se kontrolli i vektorit të shtytjes me ndihmën e sipërfaqeve mekanike të lëvizshme çon në humbjen e shtytjes për shkak të rezistencës shtesë dhe kërkon kërkime dhe zhvillim të mundimshëm dhe punë teknologjike që synon të sigurojë forcën dhe integritetin e tyre në kushte të presioneve të larta dinamike, temperaturave. dhe rrjedhat e nxehtësisë, ato u përdorën me sukses në raketa të tilla si Polaris dhe Bomark.

Grykat rrotulluese sigurojnë kontrollin mekanik më efikas të avionit të gazit, pasi ato nuk shkaktojnë një ulje të ndjeshme të shtytjes dhe janë konkurruese për sa i përket karakteristikave të masës. Një shembull i përdorimit të një zgjidhjeje të tillë teknike është montimi i katër grykave rrotulluese me një pezullim gimbal dhe një bashkim topash të përdorur në fazën e parë të raketës Minuteman.

Sistemi bëri të mundur kontrollin e vektorit të shtytjes në aeroplanët e kthesës, hapjes dhe rrotullimit pa humbje të dukshme të shtytjes, dhe këndi i devijimit të avionit të gazit varej në mënyrë lineare nga rrotullimi i bllokut të hundës.

Përmirësimi i mëtejshëm i metodave të kontrollit të vektorit të shtytjes shoqërohet me skema më moderne që bëjnë të mundur përjashtimin e përdorimit të pezullimit të gjilpërave dhe pjesëve metalike lëvizëse të nxehta të vendosura në grykën e raketës së karburantit të ngurtë. Këto skema përfshijnë: a) sistemin e pezullimit të hundës së tipit Tehrol, i zhvilluar për motorët e raketave me shtytës të ngurtë të tërheqjeve ndërorbitale (shih Fig. 148 në Kapitullin 11); b) sistemi i kontrollit të vektorit të shtytjes i përdorur në motorin e modulit përforcues me një grykë në një pezullim të varur (shih Fig. 150 në kapitullin 11); c) përdoret në skemën e montimit të grykës së përforcuesit të karburantit të ngurtë VKS "Space Shuttle" në një mbështetëse fleksibël. Le të shqyrtojmë më në detaje skemën e fundit.

Në fig. 118 tregon montimin e pasmë të TTU dhe tregon vendndodhjen e njësive të sistemit të kontrollit të vektorit të shtytjes, dhe në fig. 119 tregon pajisjen e lidhësit fleksibël të hundës. Nyja lidhëse është një guaskë e bërë nga një material elastik fleksibël me 10 guarnicione unazore çeliku të një seksioni hark. Unazat e para dhe të fundit përforcuese janë ngjitur në pjesën e fiksuar të hundës, e cila është e lidhur me strehën e motorit. Aktivizuesit e hundës rrotulluese mundësohen nga një njësi ndihmëse e fuqisë. Ai përbëhet nga dy njësi të veçanta pompash hidraulike që transferojnë energjinë hidraulike në servo cilindrat e punës, njëra prej të cilave siguron rrotullimin e grykës në rrafshin e rrëshqitjes dhe tjetra në rrafshin e kthesës anësore (Fig. 120). Nëse njëra nga njësitë dështon, fuqia hidraulike e tjetrës rritet dhe rregullon devijimin e hundës në të dy drejtimet. Duke filluar me funksionimin e ndarjes së përshpejtuesit derisa të hyjë në ujë, disqet e mbajnë grykën në një pozicion neutral. Servo cilindrat janë të orientuar nga jashtë në një kënd prej 45° në akset e hapit dhe kthesës së avionit. Duhet të theksohet se njësia ndihmëse e fuqisë që ushqen disqet e sistemit të kontrollit të vektorit të shtytjes në motorin e raketave me shtytës të ngurtë në shqyrtim funksionon me karburant të lëngshëm me një përbërës - hidrazinë, e cila i nënshtrohet dekompozimit katalitik në gjeneratorin e gazit në një katalizator në formën e peletave të aluminit të veshura me iridium.

10.3.1. INJEKSIONI DYTËSOR

Në fund të viteve 1940, u propozua një metodë për injektimin e një lënde ndihmëse të punës në grykën e motorit të raketës me lëndë djegëse të ngurtë për të kontrolluar vektorin e shtytjes. dhe filloi të përdoret në avionë serialë

makina në fillim të viteve 1960. Substancat e përdorura për këto qëllime përfshijnë lëngje inerte si uji dhe freon-113, si dhe lëngje që ndërveprojnë me hidrogjenin në produktet e djegies dhe lëndët djegëse me dy përbërës (për shembull, hidrazina

Oriz. 121 ilustron mekanizmin e ndikimit të injektimit në fushën e rrjedhës në grykë. Përveç faktit që lëngu i injektuar zëvendëson një pjesë të gazrave të shkarkimit, injektimi çon në formimin e një sistemi të valëve goditëse (goditja e ndarjes dhe goditja e harkut të induktuar). Komponenti anësor i forcës reaktive lind si pasojë e dy efekteve: së pari, fluksi i momentit të substancës së injektuar përmes

Oriz. 118. (shih skanimin) Asambleja e poshtme e përforcuesit të lëndës djegëse të ngurtë VKS "Space Shuttle" - kabllo energjie (12 copë); 2 - kornizë mbështetëse; 3 - sistemi i kontrollit të vektorit të shtytjes (2 copë); 4 - Fairing; 5 - blloku i hundës së përparme; 6 - ngarkesa e ngurtë shtytëse; 7 - kornizë docking; 8 - blloku i pajisjeve telemetrike; 9 - unaza fashë; 10 - motorët e sistemit të ndarjes TTU (4 blloqe); mburojë e nxehtësisë.

(kliko për të parë skanimin)

Oriz. 121. Mekanizmi i injektimit sekondar. 1 - shtresa kufitare; 2 - kërcim i ndarjes; 3 - kufiri i rrjedhës së ndarjes; 4 - vrima e injektimit; 5 - goditje e kokës; 6 - kufiri i zonës së injektimit.

vrima, çon në shfaqjen e një force reaktive anësore; së dyti, krijohet një forcë anësore shtesë për shkak të një ndryshimi në shpërndarjen e presionit në murin e hundës. Efekti i dytë rrit komponentin anësor në krahasim me rastin kur lëngu injektohet jo në por direkt në atmosferën përreth. Për shembull, kur fryhet në hundë, u vërejt një rritje e forcës anësore me 2-3 herë. Efektiviteti i një sistemi të tillë kontrolli të vektorit të shtytjes në rrafshet e drejtimit dhe të hapit për motorët e raketave shtytëse të ngurta me një grykë të vetme qendrore varet nga vendndodhja e hyrjes dhe shpejtësia e rrjedhës së substancës së injektuar. Madhësia e komponentit anësor kur fryn gaz në grykë ose kur injektohet një lëng jo avullues mund të llogaritet në një mënyrë të ndryshme (ndryshe nga ajo e përshkruar në seksionin 10.2), duke përafruar formën e sipërfaqes kufitare midis substancës së injektuar dhe rrjedhës kryesore. një gjysmë cilindër me një bazë gjysmësferike.

Nga ana e rrjedhës kryesore, në këtë sipërfaqe vepron një forcë presioni, paralel me murin dhe në përpjesëtim me ku është rrezja e cilindrit, presioni mesatar statik në bërthamën e rrjedhës. Duke neglizhuar avullimin, përzierjen dhe forcat viskoze në sipërfaqen kufitare, ne shkruajmë gjendjen e ekuilibrit midis rrjedhës së momentit të lëngut të injektuar paralel me murin dhe forcës së presionit:

ku shkalla e rrjedhës (supozohet të jetë e barabartë me shpejtësinë e rrjedhjes asimptotike të lëngut paralel me murin), asimptotike

shkalla e substancës së injektuar. Nëse supozojmë se arrihet si rezultat i zgjerimit isentropik të lëngut nga presioni i stagnimit në presion, atëherë ky është një parametër i njohur që varet vetëm nga vetitë termodinamike të substancës së injektuar. Prandaj,

Forca normale në mur ka tre komponentë: 1) shpejtësinë normale në daljen e hyrjes, 2) ndryshimin midis forcave të presionit në dalje të vrimës me dhe pa injektim, dhe 3) ndryshimin midis integralit mbi pjesën e brendshme. sipërfaqja e hundës nga presioni në mur me dhe pa injeksion. Në kënde mjaft të vogla të hapjes së grykës, shprehja për forcën anësore ka formën

ku awx është gjysmë këndi i hapjes së prizës së grykës, një koeficient pa dimension në varësi të karakteristikave gjeometrike të hundës, vendndodhjes së hyrjes dhe raportit të kapaciteteve specifike të nxehtësisë së substancës në shkarkim jet. Llogaritja sipas kësaj formule është në përputhje të mirë me të dhënat eksperimentale.

Nëse kërkohet kontrolli i vektorit të shtytjes në rrafshin e rrotullimit, atëherë mund të përdoren dy hundë ose mund të instalohen një palë brinjë të hollë ndarëse gjatësore në zilen e daljes dhe lëngu injektohet përmes vrimave përkatëse. Nga fig. 122 mund të shihet se vrimat sigurojnë kontroll të hapit, vrima për gërvishtje dhe injeksion ose rrotullim të përbashkët. Në një tunel me erë me ujë si një lëng i injektuar, u krye një studim parametrik i shpërndarjes së presionit në një hundë të tillë dhe ndryshimi i tij në varësi të raportit të shkallës së rrjedhës dytësore dhe kryesore dhe pozicionit optimal të hyrjeve për injektim dytësor. u përcaktua. Këto rezultate u përdorën më pas në zhvillimin e një pajisjeje të veçantë në të cilën u dogj një ngarkesë e vogël monopropelanti bazuar në PCA dhe freon-113 u injektua në grykë (Fig. 123). Motori u instalua në dy kushineta precize, duke e lejuar atë të bënte lëvizje të lirë (pa fërkim) në rrafshin e rrotullimit. Momenti i rrotullimit u mat duke përdorur dy trarë të salduar pingul me mëngën e tranzicionit të fiksuar në pjesën e përparme të motorit të raketës me lëndë djegëse të ngurtë. Trarët u ngulitën në mënyrë të ngurtë në mbajtëse dhe iu nënshtruan përkuljes kur u aplikua një çift rrotullues. Ura matëse me matës deformimi,

Oriz. 122. Diagrami skematik i grykës qendrore të motorit të raketës me lëndë djegëse të ngurtë, i cili siguron kontroll përgjatë tre akseve.

vendosur mbi trarët, jepte një sinjal që ndryshon në raport me momentin.

Rezultatet e paraqitura në fig. 124 tregojnë se vendndodhja e vrimave të hyrjes së substancës së injektuar ka pak efekt në çift rrotullues, duke dhënë devijime prej vetëm 10-15% (kjo nuk është për t'u habitur, pasi pozicioni i vrimave u zgjodh në bazë të provave me një lëng pune të ftohtë ), dhe zvogëlimi i impulsit specifik për shkak të

Oriz. 123. Skema e vendosjes së stolit.

Oriz. 124. (shih skanimin) Të dhëna eksperimentale mbi varësinë e shpejtësisë së rrjedhës së injektuar nga raporti i çift rrotullues ndaj shtytjes (a) dhe impulsit specifik dhe komponentit aksial shtesë të shtytjes (b).

duke instaluar brinjë gjatësore në grykë, kompensohet me injektim të lëngut, dhe me një rritje të rrjedhës së lëngut, rritet impulsi specifik.

Një diferencial aktiv tingëllon tërheqës, i teknologjisë së lartë dhe nëse jeni duke blerë një crossover ose SUV, do të dëshironi të merrni një të tillë, por çfarë është, çfarë bën dhe a është vërtet e nevojshme? Këto janë pyetjet më të rëndësishme që do të shqyrtohen në procesin e krahasimit të SUV-ve Mitsubishi Outlander me dy transmetime të ndryshme: me një diferencial konvencional dhe me diferencialin e ri aktiv S-AWC.

Për një analizë krahasuese të punës në kushte të ndryshme, janë marrë dy Mitsubishi Outlander plotësisht identikë, me ndryshimin e vetëm që njëri Outlander ka një diferencial tradicional të hapur përpara, dhe tjetri ka një sistem diferencial aktiv S-AWC, i cili është instaluar. mbi këto që nga vjeshta 2014. crossover të pajisur me një motor 3-litërsh me gjashtë cilindra benzinë.

S-AWC është një sistem i zgjuar me lëvizje me të gjitha rrotat i zhvilluar nga Mitsubishi. Është një shkurtim i frazës " Super të gjitha rrotat e kontrollit”, e cila mund të përkthehet si “Super Level Control All Wheel”.

Sistemi S-AWC është instaluar në makina në konfigurimin "Sport", i cili është 20,000 rubla më i shtrenjtë se konfigurimi "Altimeta". Pothuajse e gjithë kjo shumë është kostoja e diferencialit aktiv.

Në kushte normale, është shumë e vështirë të identifikohet ndryshimi në sjelljen e këtyre makinave me diferenciale të ndryshme, pasi ai shfaqet vetëm në momentet kur kryqëzimi humbet trajektoren dhe stabilitetin e drejtimit, kur largohet nga harku kur kthehet ose manovron përgjatë një rrugë me një koeficient shumë të pabarabartë ngjitjeje (për shembull, akull - asfalt ).

Outlander pushton qoshet

E para në radhë ishte një provë e kthesës në një sipërfaqe normale asfalti. Në fillim të këtij testimi, duket se karakteristikat e drejtimit të veturave janë të njëjta, por për momentin - ato janë testuar me shpejtësi të ndryshme! Pra, Mitsubishi Outlander me një diferencial konvencional, duke filluar nga një shpejtësi e caktuar, dhe sa më e lartë të ishte, aq më e theksuar ishte mënyra e tij e drejtimit të trajektores së kthesës. Kjo do të thotë, sa më e lartë të jetë shpejtësia e hyrjes në kthesë, aq më shumë devijon nga jashtë nën veprimin e forcës centrifugale.

Forca centrifugale është një forcë fiktive që lind për shkak të inercisë së një trupi në një kornizë referimi rrotulluese. Trupi ka tendencë të lëvizë drejt, prandaj, kur "mbështillet" në qendër, priret të "largohet" nga kjo qendër.

Për më tepër, kjo simptomë nuk varet nga fakti nëse kryqëzimi lëviz pa tërheqje ose me pedalin e gazit të shtypur. Një Outlander me një diferencial aktiv S-AWC është shumë më i gatshëm të ndjekë një trajektore të caktuar. Nëndrejtimi, i shprehur qartë në Outlander-in e zakonshëm, ka ndryshuar në neutral: tani kryqëzimi fillon të rrëshqasë pa probleme anash, por me të katër rrotat e tij. Në të njëjtën kohë, ai ruan si trajektoren ashtu edhe stabilitetin e kursit. Në praktikë, kjo do të shfaqet në një ruajtje më të mirë të trajektores së lëvizjes me një rritje të shpejtësisë së kthesës, që do të thotë se shoferi do të ketë më shumë shanse të qëndrojë në korsinë e tij dhe të mos fluturojë në korsinë e ardhshme ose në një kanal.

Duhet të theksohet se të dy kryqëzimet ndryshojnë gjithashtu nga njëri-tjetri në cilësimet e elektronikës stabilizuese. Modeli jo-S-AWC thjesht ndërpret furnizimin me karburant nëse ka një humbje të papritur të tërheqjes, duke parandaluar kështu tërheqjen nga korrigjimi i trajektores së automjetit. Në të njëjtën kohë, Outlander, i pajisur me sistemin diferencial aktiv S-AWC, nuk e heq plotësisht çift rrotulluesin e motorit, por vetëm e kufizon atë. E megjithatë, u vu re se sjellja e makinave është e ndryshme gjatë bregut. Në këtë rast, diferenciali aktiv nuk përfshihet në punë (d.m.th., tërheqja nuk transmetohet në rrotat e përparme). Kështu, është e qartë se versioni i ri ka marrë përmirësime komplekse, dhe jo vetëm një pjesë të re.

Lëvizja rrethore

Një nga fazat e identifikimit të dallimeve midis "Outlanders" ishte lëvizja në një rreth me diametër 30 metra, të shënuar me pika referimi. Në një Mitsubishi Outlander konvencional të pajisur me lëvizje me të gjitha rrotat e kontrolluar elektronikisht, ekziston një çelës për tre mënyra funksionimi: me katër rrota me shpërndarje inteligjente të tërheqjes midis boshteve (4WD Auto), me makinë të plotë me një tufë të kyçur (4WD Lock ) dhe me rrota të përparme me lidhje me boshtin e pasmë (4WD eco). Çelësi mban përcaktimin standard 4WD. Automjetet S-AWC kanë shtuar një modalitet të katërt të quajtur Snow, i cili siguron në mënyrë elektronike tërheqje optimale me të gjitha rrotat në sipërfaqet e rrëshqitshme.

Kur vozitni në një rreth, shpejtësia mesatare në të dyja rastet u mbajt në një nivel prej rreth 50 km / orë. Ne kontrolluam lëvizjen në drejtime të ndryshme, me presion të ndryshëm në pedalin e gazit, me një gjendje të ndryshme të sistemit të stabilizimit. Si rezultat, Outlander "aktiv" ishte vazhdimisht pak më i shpejtë - me një pjesë të sekondës, por nëse fikni sistemin e stabilizimit, atëherë hendeku kohor rritet. Po, hendeku është i vogël, por shoferi pas timonit të modeleve të testimit përjeton një ndjenjë krejtësisht të ndryshme. Gjatë drejtimit të një Outlander konvencional, duhet ta vendosni timonin në këndin e dëshiruar të rrotullimit, të shtypni përshpejtuesin dhe të mos përdorni timonin. Ata do të kthehen në trajektoren e mëparshme të lëvizjes, kur ndodhi një rrëshqitje në një kthesë, vetëm ngadalësimi i ndihmuan, dhe veprimet e timonit nuk çuan në asgjë. Dhe sistemi i stabilizimit nuk lejoi rritjen e shpejtësisë. Një ndjenjë krejtësisht e ndryshme lindi kur drejtoni një kryqëzim me një diferencial aktiv, i cili ktheu ndjenjën e drejtimit të vërtetë të një makine, dhe jo një robot loje - një imitues. Këtu, kur ndodh një rrëshqitje ose një parandjenjë e shfaqjes së saj, thjesht duhet të ktheni timonin në shkallën e kërkuar, të shtyni pak pedalin e gazit dhe kjo është ajo - makina është tashmë në trajektoren e saj! Kështu, Outlander me transmisionin aktiv S-AWC bëhet më i sigurt dhe më i parashikueshëm për ngasje.

Rrëshqitje mbi bazalt

Koeficienti i fërkimit të rrotave me bazalt të lagësht është afërsisht i njëjtë me akullin, dhe në kushte të tilla modelet e testuara Mitsubishi Outlander treguan ndryshime të rëndësishme në sjelljen e tyre. Mitsubishi "aktiv", kur drejton një gjarpër, lejon një grumbullim të lehtë dhe është më i prirur ndaj rrëshqitjes.

Rrëshqitje - shkelje e drejtimit të lëvizjes së automjetit përgjatë planit gjatësor.

Por kjo nuk është e frikshme, sepse në këtë rast elektronika do të ndërhyjë: kur i afrohet qosheve afër kritikës, ajo fiket tërheqjen dhe pjesërisht merr kontrollin, gjë që e bën drejtimin e një kryqëzimi të tillë më interesant dhe në të njëjtën kohë të sigurt.

Me përshpejtimin nga ndalesa në të njëjtën sipërfaqe, Outlander me një diferencial aktiv ishte përsëri përpara - filloi me më shumë besim me më pak rrëshqitje të rrotave, ndërsa kryqëzimi me një diferencial konvencional synonte të shkonte anash, por sistemi i stabilizimit e korrigjoi menjëherë këtë . Nuk vërehej ndryshimi në lëvizje kur e gjithë makina ose ndonjë pjesë e saj ishte në një sipërfaqe të rrëshqitshme.

Për çfarë është S-AWC?

Testi i Mitsubishi Outlanders është i pajisur me një motor mjaft të fuqishëm, që zhvillon 230 kf, por nuk mund të konsiderohet një kryqëzim sportiv, dhe madje edhe diferenca e shpejtësisë aktive e instaluar në njërën prej tyre nuk shton në të vërtetë. Transmetimi S-AWC ju jep një pjesë të sekondës në pistë, kështu që qëllimi i tij kryesor është të rrisë sigurinë aktive, e cila manifestohet jo vetëm kur vozitni nën tërheqje, por edhe kur lëshoni gazin papritur. Gjithashtu, një diferencial aktiv mund të ndihmojë kur vozitni jashtë rrugës - në këtë rast, shoferi ka një bllokim të pjesës së përparme të kontrolluar elektronikisht. Por ky ende nuk është një SUV, dhe një diferencial aktiv nuk do të ndihmojë në kushte serioze jashtë rrugës - tufa ndër-boshtore ka shumë të ngjarë të mbinxehet dhe mund të mos vijë në ndihmë të një dizajni të zgjuar.

Në sport dhe gjatë drejtimit të përditshëm, një diferencial aktiv kryen detyra të ndryshme: një vrapues me të zhvillon më shumë shpejtësi dhe një shofer i thjeshtë merr më shumë siguri të makinës, pasi prirja e makinës për të rrëshqitur zvogëlohet. Dhe në të njëjtën kohë, në një situatë të vështirë, një diferencial aktiv lejon një person që nuk ka aftësi të thella drejtimi të shmangë shumë gabime. Për profesionistët, ndoshta një makinë me diferencial konvencional do të jetë edhe më interesante nga pozicioni i drejtimit, pasi bën të mundur qëndrimin një mbi një me makinën pa ndërhyrjen e elektronikës.

Pra, pagimi i tepërt i 20,000 rubla për një diferencial kaq të zgjuar aktiv me një çmim makine prej një milion e gjysmë padyshim ia vlen!

Skema e diferencialit aktiv në "Outlander"

Parimi i funksionimit të diferencialit aktiv S-AWC bazohet në zbatimin e kontrollit të vektorit të shtytjes, por skema e funksionimit të tij në Lancer Evolution dhe Mitsubishi Outlander është dukshëm e ndryshme. Pra, në Evolution, diferenciali aktiv është në boshtin e pasmë dhe shton tërheqjen në pjesën e jashtme, në lidhje me kthesën, timonin, duke hequr nëndrejtimin. Kjo bëhet nga dy tufa, secila prej të cilave drejton çift rrotullues në rrotën e vet.

Por skema e funksionimit të S-AWC në Outlander është krejtësisht e ndryshme, qoftë edhe vetëm sepse është instaluar në boshtin e përparmë. Roli kryesor këtu luhet nga një tufë me shumë pllaka, e cila vepron si një bllokues i butë. Për të kompresuar kthetrat, elektronika dërgon një sinjal drejtues në kohën e duhur dhe vetë-blloku mekanik do të vepronte me një vonesë të vogël. Timoni aktiv elektrik në Mitsubishi të testuar çon në kompensimin e diferencialit, duke hequr timonin e mprehtë për shkak të ndryshimit në çift rrotullues në rrotat e përparme të djathtë dhe të majtë, gjë që nuk lejon që timoni të shpëtojë nga duart. Natyrisht, çdo situatë emergjente nuk ndodh pa ndërhyrjen e sistemit elektronik të stabilizimit të crossover-it, i cili kufizon fuqinë e motorit dhe mekanizmat e frenimit që kapin rrotat.

S-AWC: historia e krijimit

Japonezët ishin të parët që e krijuan atë dhe e futën këtë koncept në jetën e përditshme. Pra, në vitin 1996, Mitsubishi instaloi diferencialin e parë aktiv në boshtin e pasëm të Lancer Evo IV me lëvizje me të gjitha rrotat, dhe në 1997, Honda instaloi një sistem shpërndarjeje çift rrotullues në kupe Prelude me lëvizje me rrota të përparme. Mjaft e çuditshme, por gjermanët, të cilët janë gjithmonë ndër të parët, nëse jo duke krijuar, atëherë instaluar gjëra të teknologjisë së lartë, këtë herë ata filluan të prezantojnë një risi vetëm në vitin 2007 (edhe pse çfarë risi është tashmë!). Nyje të tilla si opsion u bënë të disponueshme në BMW-X6 dhe Audi S4, por diferenciali aktiv tashmë është bërë me të vërtetë masiv vetëm për Lancer Evolution. Sot, mund të themi me besim se rreth gjysma e prodhuesve të automjeteve ofrojnë funksionin e shpërndarjes së çift rrotullues midis rrotave. Sidoqoftë, mos harroni se kjo nuk është një mekanikë e veçantë, por vetëm imitim elektronik i saj.

Video Mitsubishi Outlander kapërcen jashtë rrugës dhe borën

Vektori i shtytjes së kontrolluar

Kontrolli i vektorit të shtytjes (PVC) motor reaktiv - devijimi i rrymës së motorit nga drejtimi që korrespondon me mënyrën e lundrimit.

Aktualisht, kontrolli i vektorit të shtytjes sigurohet kryesisht duke rrotulluar të gjithë grykën ose një pjesë të saj.

Fig. 1: Skemat e grykave me UVT mekanike: a) - me devijimin e rrjedhës në pjesën nënsonike; b) - me devijimin e rrjedhës në pjesën supersonike; c) - të kombinuara.

Skema me devijimin e rrjedhës në pjesën nënsonike karakterizohet nga koincidenca e këndit të devijimit mekanik me këndin dinamik të gazit. Për një skemë me devijim vetëm në pjesën supersonike, këndi dinamik i gazit ndryshon nga ai mekanik.

Fig. 2: Skema e një grykë me një CGWT duke përdorur ajrin atmosferik në modalitetin e rrjedhës aksiale: 1-rrjedhja e fuqisë; 2-rrjedha e kontrollit të nxjerrjes së atmosferës; Predha me 3 unaza e fiksuar në brinjë ndarëse; 4-brinjë ndarëse.

Fig. 3: Skema e një grykë me një GUVT në modalitetin maksimal të devijimit të vektorit të shtytjes: 1-sektori i mbyllur; 2-sektori i hapur; 3-rajon i presionit të ulët.

Gryka dinamike e gazit përdor një teknikë "jet" për të ndryshuar zonën efektive të hundës dhe për të devijuar vektorin e shtytjes, ndërsa hunda nuk është e rregullueshme mekanikisht. Kjo grykë nuk ka pjesë lëvizëse të nxehta dhe shumë të ngarkuara, përshtatet mirë me modelin e avionit, gjë që redukton masën e këtij të fundit.

Konturet e jashtme të grykës fikse mund të përshtaten pa probleme në konturet e avionit, duke përmirësuar performancën me dukshmëri të ulët. Në këtë grykë, ajri nga kompresori mund të drejtohet tek injektorët në pjesën kritike dhe në pjesën zgjeruese për të ndryshuar seksionin kritik dhe për të kontrolluar vektorin e shtytjes, përkatësisht.

Lidhjet

• RD-133 - në airwar.ru

Letërsia

1. Bezverby V.K., Zernov V.N., Perelygin B.P. Zgjedhja e parametrave të projektimit të avionit .. - M .: MAI., 1984.
2. Nr 36 // Informacioni i shprehur. Seria: ndërtimi i motorëve të aviacionit .. - M .: CIAM., 2000
3. Krasnov N.F. Aerodinamika. 2 // Aerodinamika. Metodat e llogaritjes aerodinamike - M.: VSh, 1980.
4. Shvets A.I. Aerodinamika e formave mbajtëse - Kiev: VSH, 1985.
5. Zalmanzon L.A. Teoria e elementeve të pneumonisë. - M.: Nauka, 1969. - S. 508.
6. 2 // Përvojë në krijimin e një pajisjeje kontrolli të vektorit të shtytjes me gaz-dinamikë. Abstrakte. Kuznetsova", 2001. - S. 205-206.

Ekuacioni diferencial

Si funksionon sistemi i kontrollit të vektorit të shtytjes

Ekuacioni diferencial

Si funksionon sistemi i kontrollit të vektorit të shtytjes

Foto: Prodhuesit

Ka një diferencial në çdo makinë, por pse është i nevojshëm? Dhe çfarë është një "diferencial aktiv" me vektorimin e çift rrotullues - dhe pse ndihmon në kthim? Le ta zbulojmë!

Në lëvizje, të gjitha rrotat e makinës rrotullohen me shpejtësi të ndryshme. Nëse rruga është e përafërt, dhe nëse njëra nga rrotat godet një gungë, atëherë ajo udhëton një distancë më të madhe se të gjitha të tjerat që lëvizin në një rrugë të sheshtë. Dhe nga ana tjetër, gjithçka është vërtet e keqe: secila nga katër rrotat udhëton përgjatë rrezes së vet (kushtojini vëmendje gjurmëve që lënë makinat në dëborë).

Dhe nëse ky nuk është një problem për rrotat pa lëvizje, atëherë gjithçka nuk është aq e thjeshtë me rrotat lëvizëse. Kur dy rrota lëvizëse lidhen me një bosht të ngurtë, gomat do të rrëshqasin ose rrëshqasin vazhdimisht, që do të thotë se ato do të konsumohen shpejt. Kjo do të rrisë konsumin e karburantit, dhe makina do të drejtohet më keq. Për të shmangur këto probleme, makinat janë të pajisura me diferencialë.

Matematikani francez Onesifor Pekker konsiderohet shpikësi i diferencialit dhe vetë ngjarja daton në 1825. Edhe pse, sipas disa raporteve, një pajisje e tillë ekzistonte në Romën e lashtë, por le t'ua lëmë çështjen e historisë specialistëve. Në këtë artikull, ne do t'i kushtojmë më shumë vëmendje një sistemi relativisht të ri të njohur si vektorimi i rrotullimit, që do të thotë "kontroll i vektorit të shtytjes" në anglisht.

Gjëja e parë që duhet të bëni është të kuptoni se si funksionon një diferencial. Ai përbëhet nga katër elementë kryesorë: strehimi, satelitët, boshtet e shtyllave dhe ingranazhet e boshtit. Parimi i funksionimit të tij është i thjeshtë: strehimi diferencial është i lidhur fort me ingranazhin e drejtuar të makinës përfundimtare, boshti i satelitëve është i lidhur fort me strehimin. Çift rrotullues transmetohet në trup, prej tij në boshtin e satelitëve dhe, në përputhje me rrethanat, në vetë satelitët - dhe ata, nga ana tjetër, transmetojnë forcë në ingranazhet e boshteve të boshtit.

Mos harroni se si, në fëmijëri, një mik me të njëjtën strukturë ishte i balancuar në një lëkundje - mund të vareshit në ajër pa prekur tokën. Në diferencial, ingranazhet e boshteve të boshtit janë të njëjta, kështu që krahu i forcës për boshtin e majtë dhe të djathtë është gjithashtu i njëjtë, që do të thotë se çift rrotullimi në rrotat e majta dhe të djathta është i njëjtë.

Diferenciali lejon që rrotat të rrotullohen në drejtime të ndryshme në lidhje me njëra-tjetrën. Mundohuni të rrotulloni një rrotë lëvizëse në ashensor - e dyta do të rrotullohet në drejtim të kundërt. Sidoqoftë, në lidhje me makinën, këto rrota rrotullohen në të njëjtin drejtim - në fund të fundit, streha diferenciale gjithashtu rrotullohet! Është sikur të ecësh në autobus kundër kursit dhe në të njëjtën kohë të largohesh nga personi që ka mbetur në stacionin e autobusit. Pra, rezulton se dy rrota rrotullohen me të njëjtën përpjekje dhe kanë mundësinë ta bëjnë këtë me shpejtësi të ndryshme. Kjo tregohet më qartë në video:

Ky dizajn ka disavantazhin që të dy rrotat kanë të njëjtin çift rrotullues, dhe për ta bërë makinën të rrotullohet më mirë, do të ishte mirë të aplikoni më shumë çift rrotullues në rrotën e jashtme. Atëherë makina, kur shtypni gazin, fjalë për fjalë do të vidhos në kthesë - dhe efekti do të jetë shumë më i theksuar sesa në një makinë me një makinë me një bosht dhe një diferencial të lirë. Por si të zbatohet një sistem i tillë në një dizajn real?

Sot, sisteme të tilla po bëhen gjithnjë e më të njohura. Vetë fraza "vektorimi i rrotullimit" u dëgjua për herë të parë në vitin 2006, por një sistem i ngjashëm, i quajtur kontrolli Active yaw, u shfaq në pistat e mitingut të viteve nëntëdhjetë: ai ishte i pajisur me Mitsubishi Lancer Evolution IV, i cili debutoi në 1996. Por, përpara se të futemi në detajet e një diferenciali të plotë të vektorit të çift rrotullues, le të hedhim një vështrim në homologun e tij të thjeshtuar të përdorur në Ford Focus RS. Një sistem i ngjashëm përdoret në transmisionet Land Rover Discovery Sport dhe Cadillac XT5.

Sistemi është mjaft i thjeshtë - madje është disi më i thjeshtë se një makinë tradicionale me të gjitha rrotat me prizë, sepse nuk ka një diferencial të pasmë. Ka vetëm dy bashkime, secila prej të cilave lidh boshtin e saj të boshtit. Kur vozitni në një vijë të drejtë pa rrëshqitje, makina mbetet me rrota të përparme, rrotat e pasme lidhen vetëm kur rrëshqasin dhe me kthesa (në kthesën e majtë - rrota e pasme e djathtë dhe anasjelltas). Rrota mund të përbëjë deri në 100% të çift rrotullues që shkon në boshtin e pasmë, në këtë mënyrë sistemi kompenson nëndrejtimin që rezulton, sikur të kthejë makinën.

Por çfarë nëse ka vetëm një bosht lëvizës, dhe në mënyra të qeta kërkohet një diferencial, për më tepër, një i hapur, dhe nga ana tjetër dëshironi të aplikoni më shumë çift rrotullues në timonin e jashtëm në mënyrë që të kontrolloni në mënyrë më efektive makinën me gaz, si dhe të reduktojë nëndrejtimin?

Zgjidhje të tilla ekzistojnë edhe në industrinë moderne të automobilave. Për shembull, makinat e gjeneratës së fundit Lexus RC F dhe GS F janë të pajisura me një diferencial të pasmë që mund të shpërndajë çift rrotullues midis rrotave të majta dhe të djathta. Në një nyje të tillë në kutinë e marsheve të pasme, ingranazhi kryesor rrotullon strehimin e diferencialit më të zakonshëm, ka edhe dy ingranazhe planetare që, me ndihmën e një pakete tufë, mund të lidhin strehimin diferencial me boshtin e boshtit. Kështu, çift rrotullues shtesë furnizohet në rrotën e jashtme përmes ingranazhit planetar, për shkak të të cilit ndodh efekti i vidhosjes në kthesë.

Një zgjidhje e ngjashme u aplikua në boshtin e pasmë të BMW X6 M dhe X5 M me të gjitha rrotat - si për BMW dhe Lexus, ashtu edhe për Cadillac me Land Rover, sistemi u zhvillua dhe u prodhua nga GKN. Dallimi, në përgjithësi, është vetëm në kutinë përfundimtare të makinës: për shembull, BMW e ka atë në alumin, ndërsa Lexus e ka atë në gize. Drejtimi i tufave të fërkimit të të dy prodhuesve është mekanik, kryhet nga të njëjtat tufa GKN.

Makinat Audi me një diferencial sportiv opsional gjithashtu kanë një sistem të ngjashëm, por ato nuk janë marshe planetare, por të thjeshta me ingranazhe të brendshme. Por parimi i funksionimit është saktësisht i njëjtë: dy ingranazhe janë të lidhura duke përdorur një paketë tufë, dhe boshti i boshtit është i lidhur me strehën diferenciale përmes një mbingarkese. Për një kuptim më të mirë, mund të shikoni këtë video:

Sa i madh është efekti i përdorimit të diferencialeve të avancuara? Revista amerikane Car and Driver kreu një test krahasues të dy Lexus RC F, njëra prej të cilave ishte e pajisur me një sistem diferencial të vektorit të çift rrotullues, dhe i dyti me një "samoblok" konvencional. Si rezultat i përshpejtimeve më të larta, këndeve më të ngushta të drejtimit dhe kohëve më të mira të xhirove për një makinë me diferencial aktiv, karakteri i makinës ka ndryshuar drejt mbidrejtimit. Dhe më vjen mirë që është i disponueshëm jo vetëm për makinat sportive, por edhe për kryqëzimin kompakt Nissan Juke - megjithëse në një version disi të thjeshtuar.

Mos prisni që këto sisteme të zëvendësojnë ende diferencialet tradicionale - ato janë më komplekse, më të shtrenjta dhe më të nevojshme nga drejtuesit aktivë. Sidoqoftë, me ardhjen e epokës së automjeteve elektrike, do të ketë mundësitë më të gjera për kontrollin e vektorit të shtytjes: në fund të fundit, nëse çdo rrotë lëvizëse ka motorin e vet elektrik, atëherë zbatimi i efektit të vektorit të çift rrotullues do të bëhet vetëm një çështje. të softuerit.