Jakie są zalety lekkiego koła zamachowego i dlaczego jeszcze nie są lekkie?

37

To poprzednie pytanie wyjaśnia, co robi koło zamachowe i dlaczego jest potrzebne. To wyjaśnienie oznacza, że koło zamachowe potrzebuje pewnej masy do wykonania swojej pracy. Jednak „ulepszenie” wielu samochodów (patrząc na ulepszenia wydajności) to „lekkie” koło zamachowe.

Usuwanie ciężaru z samochodu wyczynowego jest normalną rzeczą, więc lekkie koło zamachowe wydaje się dobrym wyborem, ale czy nie potrzebuje takiej masy? Jakie są inne zalety niż zwykła utrata wagi ulepszonego koła zamachowego? Gdyby to było tylko dobre, że koło zamachowe OEM byłoby już lekkie, więc jakie są wady?

Czy istnieje coś takiego jak koło zamachowe wagi ciężkiej?

Ultralekkie koło zamachowe do Hondy Civic

engine-theory performance flywheel

— JPhi1618
źródło

50

Główną zaletą niższej masy koła zamachowego w samochodach wyścigowych jest to, że zmniejszona masa pozwala na bardziej swobodny obrót silnika. Ogólna utrata masy samochodu nie jest tak naprawdę kluczowa, pozwala bardzo szybko zmieniać obroty silnika.

Możliwość szybkiej zmiany prędkości obrotowej może oznaczać szybsze zmiany biegów, szybsze dotarcie do przedziału mocy itp. Itd. Sprawia również, że samochód jest bardziej niespokojny, ponieważ nie lubi bardzo niskich obrotów. Przy niskich obrotach niższa masa koła zamachowego oznacza, że musisz użyć przepustnicy, aby utrzymać prędkość obrotową powyżej miejsca, w którym koło zamachowe również nie będzie przenosić. Dla samochodu wyścigowego to nic wielkiego. Dla kierowcy rodzinnego z ręczną skrzynią biegów jest to duży problem.

— cdunn
źródło

14

+1 za podkreślenie, że lekkie koło zamachowe nie jest naprawdę idealne dla codziennego kierowcy.

— Ellesedil 19.04.16

2

Nie ma czegoś takiego jak koło zamachowe w automatycznej skrzyni biegów, tylko FYI.

— Alexus

27

Odpowiedź cdunn jest natychmiastowa.

Aby dodać trochę (szczególnie w samochodach), w samochodzie wyścigowym często chcesz spadać z około 7000 obr / min do może 5500 obr / min (lub nawet wyższego pasma, w zależności od silnika) w ułamku sekundy, aby dokonać zmiany biegu na wyższy. Zwłaszcza przy wyższej prędkości obrotowej silnika to dużo energii do odpowietrzenia (i idzie w zależności od ciężaru koła zamachowego).

Im lżejsze koło zamachowe, jak tylko uderzysz w sprzęgło, tym szybciej spadnie prędkość obrotowa silnika. To jest obosieczny miecz. Nie tylko niech pan przesuwają się szybciej, to należy przesunąć szybciej - i bardziej precyzyjnie. Czas między sprzęgłem a zmianą biegów (przy idealnym dopasowaniu obrotów) jest skrócony, a okno możliwości idealnej zmiany biegów jest również zmniejszone. Twoje obroty nie będą po prostu krążyć wokół, powoli podskakują (dając ci dużo czasu na kłopoty z dźwignią zmiany biegów) - opadają jak kamień i musisz wykonać zmianę, zanim spadną zbyt nisko (w przeciwnym razie dostaniesz brutalnego szoku kiedy ponownie wypuścisz sprzęgło).

To samo dotyczy redukcji biegów - pięta-palec u nogi daje ci bardzo szybki wzrost obrotów na minutę, ale znowu musisz dokonać zmiany w krótkim oknie, które się przedstawia.

Sprężyny sprzęgła są zwykle również sztywniejsze na sprzęgłach wyścigowych, więc źle dobrane zmiany biegów są jeszcze trudniejsze w pojeździe - nie tylko niechlujna zmiana zabije czas wyścigu, ale także zrani samochód.

Niska waga wyścigowego koła zamachowego utrudnia także ruszanie (z przystanku). Kiedy ścigasz się, robisz to tylko raz na wyścig - czasem wcale, jeśli jest to początek. Kiedy dojeżdżasz do pracy, rób to przez cały dzień. Cięższe koło zamachowe ma o wiele większy pęd - gdy wyciągniesz sprzęgło z zatrzymania, ten pęd pomaga utrzymać silnik na stałym poziomie obrotów podczas dodawania obciążenia i daje większą swobodę w sterowaniu przepustnicą, aby utrzymać samochód w ruchu i ustawienie płynnie.

Z wyścigowym kołem zamachowym nie uzyskasz tutaj żadnej pomocy - gdy wyciągniesz sprzęgło z zatrzymania, silnik szybko się zapadnie (i utknie), jeśli nie dodasz paliwa, aby utrzymać wysokie obroty. Ale ponieważ koło zamachowe jest tak lekkie, dodanie odrobiny paliwa powoduje, że silnik przyspiesza do wysokich obrotów, jeśli przeskoczysz z pistoletu, zanim sprzęgło zacznie się włączać. Cała ta procedura jest znacznie bardziej czuła przy użyciu lekkiego koła zamachowego (i sztywnego sprzęgła). Codzienna jazda tego rodzaju byłaby koszmarem - ruch uliczny byłby treningiem całego ciała i koncentracją.

— JOT...
źródło

6

@nocomprende Nie, myślę, że powiedziałem, że codzienna jazda zestrojonym w wyścigach pojazdem w ruchu „stop-and-go” byłaby bardziej pracochłonnym i stresującym ćwiczeniem niż typowy pasażer dojeżdżający do pracy. Prawdopodobnie nie byłoby też przyjemności dla kierowcy samochodu wyścigowego.

— J ...

6

@nocomprende Tak. Ponieważ w poście wyraźnie stwierdza się, że kluczem do sukcesu są diety organiczne kierowców samochodów wyścigowych i codzienny pułk pracy. Zwłaszcza z Jogą i Spinningiem wyszczególnionymi w odpowiedzi.

— DucatiKiller,

+1 za główne oświecenie na temat tego, co tak naprawdę oznaczają części „wydajnościowe”. Zasadniczo, gdybym codziennie jeździł prawdziwym samochodem wyścigowym do pracy, byłoby to w najlepszym razie bardzo irytujące, prawdopodobnie utknęłbym i miałem różnego rodzaju bardzo nieprzyjemne doświadczenia, i prawdopodobnie zabiłbym samochód, żeby się uruchomić.

— Nelson,

4

+1 za wszystkie kompromisy. Prowadziłem też pojazd dostrojony do wyścigu w ruchu stop-and-go, z powodu pewnych niefortunnych problemów konserwacyjnych w moim pojeździe dojeżdżającym do pracy. Jest to niedźwiedź zacząć od przestoju wielokrotnie bez pomocy cięższego koła zamachowego do sprawnego rzeczy. Może kwalifikować się jako dobra praktyka do nauki dokładnie, jak zachowuje się twój pojazd, ale jest to wyczerpujące psychicznie.

— Cort Ammon

1

@dotancohen Myślę, że jeśli spychasz opony do granic możliwości na ulicy, prawdopodobnie próbujesz iść do więzienia lub coś w tym stylu. Podejrzewam, że jeździ w tym celu, aby przyzwyczaić się do wyczucia sprzęgła i reakcji silnika - a nie prowadzenia z dużą prędkością.

— J ...

13

Fizyka dyktuje, że bezwładność obrotowa utrudnia przyspieszenie ...

dlatego lżejsze koło zamachowe jest uważane za mod wydajności

Mniejsza masa obrotowa = większe przyspieszenie, jeśli wszystko inne jest równe

Ale bezwładność obrotowa pomaga stabilnie pracować na biegu jałowym

co wyjaśnia, dlaczego producenci nie wybierają lżejszych kół zamachowych od samego początku

Jeśli wybiorą lżejsze koło zamachowe, obroty na biegu jałowym będą musiały być wyższe w celu utrzymania stabilności silnika, co przekłada się na większe zużycie paliwa i niższe zużycie paliwa. W przypadku przeciętnego pojazdu, w którym osiągi nie są priorytetem, zejście tą drogą nie ma większego sensu.

Najczęściej ludzie, którzy instalują lżejsze koło zamachowe w imię osiągów, muszą zwiększyć prędkość na biegu jałowym, aby silnik mógł pracować. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku silników o mniejszej liczbie cylindrów i mniejszej pojemności skokowej.

— Zaid
źródło

1

Więc poprawa zużycia paliwa obniża zużycie paliwa?

1

@nocomprende gdzie to powiedziałem?

— Zaid,

@nocomprende - Nie widzę, żeby Zaid powiedział, że ... czy brakuje nam czegoś oczywistego?

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

@ Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Tak, powiedział, że poluzowanie koła zamachowego (co poprawia masę pojazdu i reakcję silnika) wymaga podniesienia obrotów jałowych. Wiele systemów fizycznych można modelować w kategoriach lokalnych szczytów lub dolin, w zależności od tego, w jaki sposób układasz rzeczy, i jest to sympatyczny punkt dwóch sprzecznych wymagań, Podejście dalej w jedną lub drugą stronę pogarsza sytuację. Tak więc całkowita waga samochodu zależy od posiadania wszystkich potrzebnych rzeczy i żadnych rzeczy, których nie potrzebuje. Gdybyśmy mogli sprawić, by samochody ważyły 10 funtów, czy nie zrobilibyśmy tego do tej pory? „Lekkie koło zamachowe” jest po prostu głupie.

2

@nocomprende - Nie, stwierdził: „... przekłada się na większe zużycie paliwa i niższe zużycie paliwa ...”, co jest dokładnie słuszne, jeśli nie zbędne. Nigdy nie mówił nic o poprawie zużycia paliwa.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

11

Koło zamachowe utrzymuje silnik w ruchu

Bezwładność koła zamachowego jest wprost proporcjonalna do masy koła zamachowego.

Pierwsza zasada ruchu Newtona głosi: „Obiekt w spoczynku pozostaje w spoczynku, a obiekt w ruchu pozostaje w ruchu z tą samą prędkością i w tym samym kierunku, chyba że działa na nie niezrównoważona siła”

Mając to na uwadze, silniki motocyklowe mają zwykle mniejszy opór do pokonania niż większość silników samochodowych, ponieważ mają mniej cylindrów sprężających powietrze z powodu mniejszej liczby cylindrów i (w wielu przypadkach) niższego sprężania. Ponadto istnieje mniej sił opornych związanych z klimatyzatorami i różnymi akcesoriami związanymi z silnikiem samochodowym.

Oto świetny post dotyczący kół zamachowych.

Co robi koło zamachowe i z czym jest połączone?

Koła zamachowe w motocyklach będą często używane w roli podwójnej osi, przyjmując również rolę alternatora.

Zdjęcie z KTM i MotoUSA

Atrybuty

Koło zamachowe o niższej masie umożliwia szybszą reakcję na wkład paliwa od kierowcy ze względu na jego mniejszą masę i pierwszą zasadę ruchu Newtona.

Atrybuty obejmują

Szybsza zmiana biegów
Długowieczność transmisji
Wyższe obroty wymagały pierwszego biegu, aby uzyskać więcej HP ze względu na niższą masę bezwładności

Ostrzeżenia

Motocykle jedno- i dwucylindrowe często będą miały przeciwwagę w celu zmniejszenia wibracji i nierówności związanych z mniejszą liczbą cylindrów w ICE. Te dodatkowe elementy pomagają zwiększyć masę bezwładności, a tym samym zmniejszają zapotrzebowanie na cięższe koło zamachowe, ponieważ suma dodatkowych składników będzie sumą całkowitej masy bezwładności ICE.

— DucatiKiller
źródło

+1 za świetne informacje i oczywiście za ilustrację. Nigdy nie wiedziałem, że koła zamachowe motocykla są również alternatorem. Bardzo sprytna konstrukcja.

— cdunn 19.04.16

Czy motocykle zazwyczaj nie mają wyższego współczynnika kompresji niż przeciętny samochód?

— Scott Hillson,

Tak, ale samochody zazwyczaj mają więcej cylindrów i mnóstwo akcesoriów do zakręcenia. AC, wspomaganie kierownicy itp.

— DucatiKiller 19.04.16

„Bezwładność koła zamachowego jest wprost proporcjonalna do masy koła zamachowego”. - nie dokładnie. Dotyczy to dwóch kół zamachowych o tym samym ogólnym kształcie i rozmiarze, ale koło zamachowe o większym promieniu (lub większej części masy w pobliżu krawędzi względem środka) ma większą bezwładność, ponieważ mówimy o ruchu obrotowym, a nie liniowym.

— Random832

9

Jedną z rzeczy, o których nie wspomniano tutaj o tym, dlaczego lekkie koło zamachowe niekoniecznie jest dobre na ulicę, podobnie jak hamulce, masa obrotowa koła zamachowego o zwykłej masie pozwoli na lepszą kontrolę ciepła, spowodowaną przez włączenie / odłączanie sprzęgła podczas normalnej pracy. Masa zwykłego koła zamachowego będzie bardziej stabilna termicznie niż lekka. Zapewnia to dłuższą żywotność koła zamachowego. Lekki będzie miał więcej problemów z przegrzaniem i utratą przyczepności po takich zdarzeniach. W zespołach wyścigowych zwykle nie stanowi to problemu, ponieważ byłby to planowany element zastępczy i zostanie wymieniony znacznie wcześniej niż koło zamachowe z ulicy.

— Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
źródło

2

Parafrazując Einsteina: wszystko powinno być jak najlżejsze, ale nie lżejsze.