Ogranicznik obrotów - Rev limiter

Ogranicznik obrotów to urządzenie wyposażone w nowoczesnych pojazdach, które mają silniki spalinowe. Mają one na celu ochronę silnika poprzez ograniczenie jego maksymalnej prędkości obrotowej, mierzonej w obrotach na minutę (RPM). Ograniczniki obrotów są wstępnie ustawione przez producenta silnika. Istnieją również jednostki na rynku wtórnym, w których zainstalowano oddzielny sterownik z niestandardowym ustawieniem obrotów. Ogranicznik chroni silnik pojazdu z pchany poza limitem producenta znanego jako redline (dosłownie czerwonej linii oznaczonej na obrotomierz ). W pewnym momencie poza czerwoną linią może nastąpić uszkodzenie silnika.

Operacja

Typowy układ ręcznej zmiany biegów

Ograniczniki zwykle działają poprzez odcięcie komponentu niezbędnego do zajścia procesów spalania. Silniki o zapłonie samoczynnym wykorzystują mechaniczne regulatory lub ograniczniki do wyłączania elektronicznych wtryskiwaczy paliwa. Silnik o zapłonie iskrowym może również odciąć paliwo lub zatrzymać zapłon iskrowy, a niektóre po prostu zmniejszają moc silnika, zmieniając ustawienie zapłonu.

W przypadku automatycznej skrzyni biegów w trybie „drive” obroty silnika pozostają bezpiecznie w zakresie wybranym przez skrzynię biegów. Tylko przy nadmiernych obrotach silnika w trybie „postojowym”, „neutralnym” lub „ręcznym” potrzebny jest ogranicznik obrotów. Pojazdy te często nie posiadają obrotomierza . Bez tego wskaźnika nie widać czerwonej linii, ale ryzyko nadmiernej prędkości obrotowej silnika przy w pełni automatycznych skrzyniach biegów jest tak małe, że obroty silnika nie stanowią problemu.

Jednak w przypadku ręcznej skrzyni biegów obroty silnika mogą się zmniejszyć w położeniu „neutralnym” lub poprzez zbyt późną zmianę na wyższy bieg lub zbyt wczesną zmianę na niższy bieg. W przypadku „neutralnego” lub zbyt późnego przełożenia w górę, ogranicznik obrotów może z łatwością utrzymać obroty silnika poniżej czerwonej linii.

Jeśli ręczna skrzynia biegów zostanie obniżona zbyt wcześnie, prędkość pojazdu przekroczy granicę graniczną. W takim przypadku ogranicznik obrotów zmniejszy moc silnika, ale nie może zapobiec przekroczeniu granicy prędkości obrotowej silnika.

Być może najgorsza sytuacja ma miejsce, gdy zmiana jest „pominięta”. Na pokazanym schemacie możliwe jest bycie przy wysokich obrotach i „chybione” przełączanie z 2 na 3 i zamiast tego uzyskać 1 bieg. Spowoduje to przekroczenie granicy i nic nie stoi na przeszkodzie, aby w ten sposób silnik został poważnie uszkodzony. Użycie sprzęgła tak szybko, jak to możliwe, może zapobiec uszkodzeniu silnika.

Rodzaje kontroli

Kontrola paliwa

Ograniczniki obrotów zmniejszające zużycie paliwa są najczęstsze, ponieważ zużywają mniej elementów układu wydechowego. Systemy te zwykle zmniejszają nadmierną prędkość silnika, wyłączając wtryskiwacze paliwa. Jest to mniej popularne w silnikach o wysokich osiągach ze względu na wysokie temperatury podczas pracy ubogiej.

Kontrola iskry

Systemy ograniczania obrotów kontroli zapłonu działają poprzez wyłączenie świec zapłonowych po przekroczeniu prędkości obrotowej silnika. Jest to mniej powszechne w pojazdach produkcyjnych, ponieważ system nadal wtryskuje paliwo do cylindra, a w konsekwencji uwalnia niespalone paliwo, które może zapalić się w turbosprężarce lub w rurze wydechowej. Może to wpływać na temperaturę spalin, powodując przedwczesne zużycie katalizatora.

Ograniczniki o twardym i miękkim cięciu

Ograniczniki twardości

Ograniczniki Hard-cut całkowicie odcinają paliwo lub iskrę do silnika. Tego typu ograniczniki aktywują się przy ustawionych obrotach i „odbijają się” od nich, jeśli zostanie zastosowana przepustnica. „Odbijanie” występuje, ponieważ ogranicznik odetnie paliwo lub iskrę przy ustawionych obrotach, co powoduje spadek obrotów. Jeśli silnik znajduje się w stanie otwartej przepustnicy, gdy obroty spadają, obroty ponownie wzrosną do limitu. Powoduje to, że silnik włącza się i wyłącza.

Ograniczniki miękkiego cięcia

Ograniczniki soft-cut to rodzaj ogranicznika obrotów, który częściowo odcina paliwo do silnika. Te ograniczniki mogą również opóźniać czas zapłonu. W przypadku używania ogranicznika obrotów z miękkim cięciem, silnik zacznie zmniejszać paliwo lub opóźniać zapłon przed ustawionymi obrotami, aż powoli osiągnie tę wartość i pozostanie tam.

Ograniczniki fizyczne

Maksymalne obroty silnika ograniczają się do przepływu powietrza przez silnik, przemieszczenia silnika, masy i wyważenia części wirujących, a także średnicy i skoku tłoków. Silniki Formuły 1 mogą osiągać obroty do 15 000 obr./min zgodnie z zasadami Formuły 1 ze względu na ich mniejszą pojemność skokową, niską masę i krótki skok.

Silniki z popychaczami hydraulicznymi (takie jak Buick/Rover V8 ) często mają w efekcie ogranicznik obrotów ze względu na swoją konstrukcję. Luzy popychacza są utrzymywane przez przepływ oleju smarującego silnika. Przy wysokich prędkościach obrotowych ciśnienie oleju wzrasta do takiego stopnia, że ​​popychacze „podnoszą się”, powodując pływanie zaworów. To znacznie zmniejsza moc silnika, powodując spadek prędkości.

Zastosowania wyścigowe

Poziom obrotów wynikający z zatrzymania zapłonu może być poziomem stałym lub, przy odpowiednich modułach sterowania zapłonem, zmiennym. Moduły zapłonu o zmiennej prędkości można szybko i łatwo regulować w celu osiągnięcia odpowiedniego limitu obrotów w różnych sytuacjach, takich jak wyścigi uliczne, wyścigi drag, wyścigi szosowe i jazda autostradą.

Wielostopniowe moduły zapłonowe oferują większą kontrolę limitu obrotów. Pierwszy stopień można wykorzystać do ograniczenia obrotów podczas ruszania pojazdu z pozycji stacjonarnej, zapewniając maksymalną moc i przyczepność. Drugi stopień jest aktywowany po starcie, aby ustawić wyższy limit obrotów dla przyspieszenia przy całkowicie otwartej przepustnicy .

Uszkodzenie silnika poza czerwoną linią

Awaria korbowodu i późniejsze uszkodzenie przez wał korbowy

Istnieje znaczna różnica między producentami, gdzie należy ustawić limit dla swoich silników: od 100 do 12 000 obr./min. Jeśli silnik przekroczy prędkość, powszechnie nazywaną „ przekręceniem ”, uszkodzenie tłoka i rozrządu może wystąpić, gdy zawór pozostaje otwarty dłużej niż zwykle. Pływak zaworu może spowodować utratę kompresji, wypadanie zapłonu lub kolizję zaworu i tłoka. Możliwe też, że silnik wyrzuci korbowód między wałem korbowym a tłokiem. Silnik będzie wtedy musiał zostać naprawiony lub całkowicie wymieniony.

Zobacz też

Bibliografia