Содержание
Тюнинг двигателя ВАЗ
Тюнинг двигателя – наиболее серьезный и ответственный этап в тюнинге автомобиля. Серийные автомобиля оснащаются серийными двигателями, имеющими усредненные характеристики, максимально подогнанные под некоего среднестатистического потребителя. Если вы хотите изменить характер своего автомобиля, увеличить его мощность и улучшить динамику – без серьезного тюнинга моторного агрегата вам не обойтись.
Существует несколько принципиальных методов доработки двигателя.
1. Увеличение рабочего объёма.
Это один из самых простых и удобных способов. Увеличение рабочего объема позволяет увеличить крутящий момент двигателя, при этом водителю не приходится изменять стиль вождения.
Увеличить объем двигателя можно двумя способами: непосредственной расточкой цилиндров и увеличением хода поршня.
Для увеличения хода поршня используется установка нового коленвала с большим эксцентриситетом, а также подбор подходящих поршней и шатунов.
Последние подбирают по массе и, как правило, устанавливают их облегченные варианты. Поршень – ключевая деталь в любом двигателе, поэтому заменой поршневой группы можно также успешно повысить мощность двигателя и его КПД.Также устанавливается новый более легкий маховик. Все это снижает нагрузку на коленчатый вал, сцепление и в итоге улучшает разгонную динамику автомобиля.
Расточка цилиндров – чуть более простой способ. Он основан на том, что двигатели (как правило) имеют достаточный запас толщины стенки цилиндров. Поэтому на практике цилиндры можно расточить, увеличив их объем за счет уменьшения толщины стенок. Увеличение объема цилиндров сразу же увеличивает мощность двигателя, ведь расточенные цилиндры начинают сжигать больше топлива за единицу времени.
2. Увеличение степени сжатия.
Степень сжатия – это соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия позволяет повысить КПД двигателя и его мощность, а также снизить расход топлива.
Достигается это путем установки новой более тонкой прокладки ГБЦ или путем шлифовки плоскости головки блока цилиндров. Увеличение степени сжатия целесообразно проводить вместе с другими доработками двигателя. Эксплуатация двигателя с повышенной степенью сжатия потребует использования качественных моторных масел и топлива.
Стоит отметить, что чрезмерное повышение степени сжатия двигателя может привести к его перегреву и даже к прогоранию поршней. Оптимальным считается увеличение степени сжатия до 9,8 – 10.
3. Чип-тюнинг.
Один из самых современных методов. Отличается относительной простотой и эффективностью. Суть чип-тюнинга заключается в перенастройке блока управления двигателем, за счет чего удается повысить его мощность.
При этом стандартная «прошивка» (программное обеспечение) блока управления двигателем заменяется на спортивную, разработанную под конкретный двигатель. Для начала, с блока управления двигателем вашего автомобиля считывается контролирующая программа.
Затем эта программа редактируется с учетом характеристик и скрытых резервов конкретной модели двигателя. Работу с контролирующими программами блока управления проводят специальные инженерные компании, обладающие необходимым программным обеспечением и специализирующиеся именно на доводке двигателей. Перенастроенная контролирующая программа записывается в блок управления двигателем вашего авто и на этом чип-тюнинг завершается.
Как правило, вам не приходится ждать обработки и перенастройки контролирующей программы, потому как обычно у компании, занимающейся тюнингом, уже есть в наличии готовое программное обеспечение специально для вашей модели двигателя.
Преимущества такого вида тюнинга – простота и доступность. Помимо увеличения мощности и улучшения динамики, происходит также некоторое снижение расхода топлива. Недостатки – отрицательное влияние на экологичность автомобиля (после чип-тюнинга могут существенно возрасти токсичные выбросы в атмосферу).
4. Использование турбонаддува.
Установка турбонагнетателя является одним из самых популярных видов тюнинга. Что такое турбонаддув и в чем смысл его использования?
Турбонаддув – один из методов агрегатного наддува, суть которого сводится к подаче в цилиндры большего количества сжатого воздуха. В своей работе использует энергию отработанных газов.
Мощность двигателя зависит от количества топлива и количества воздуха, смесь которых сжигается в цилиндре. Для увеличения мощности двигателя необходимо подавать в цилиндры большее количество топлива. Однако увеличение объема топлива потребует увеличение объема воздуха, чем и занимается турбина. Отработанные газы вращают крыльчатку турбины, которая приводит в движение лопасти компрессора. Последний в свою очередь закачивает воздух в цилиндры. Воздух в цилиндры поступает под давлением, а не только за счет разряжения воздушного пространства, поэтому по сравнению с безнаддувными (атмосферными) двигателями в цилиндры подается больший объем воздуха.
Фактически, именно увеличение объема воздуха, который нагнетается в цилиндры, ведет к увеличению количества сжигаемого топлива и, в результате, повышает мощность двигателя.
Как и в случае с увеличением рабочего объема, использование турбонаддува нацелено на увеличение объема горючей смеси в цилиндрах.
5. Установка воздушного фильтра пониженного сопротивления.
Воздушный фильтр пониженного сопротивления (в обиходе – «нулевик») предназначен для снижения сопротивления во впускной системе двигателя. Уменьшение сопротивления воздуха призвано увеличить объем воздуха, который способен пропустить фильтр за промежуток времени. Такие фильтры отличаются от обычных именно повышенной пропускной способностью, от величины которой и зависит итоговая прибавка мощности. Сам фильтр состоит из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани или поролона, заключенных в сетчатый каркас. Для автомобилей с расходомером воздуха используются тканевые фильтры пониженного сопротивления.
Тюнинг двигателя – процесс довольно сложный и требует профессионального подхода. Как автовладелец, вы можете не разбираться во всех тонкостях двигателестроения и тюнинга, поэтому лучше всего доверить свой автомобиль профессионалам. Это не только позволит сэкономить время на поиски информации и попытки самостоятельной доработки двигателя, но и убережет вас от неизбежных ошибок и малоэффективных решений.
Специалисты по автотюнингу предложат вам наиболее оптимальную схему тюнинга двигателя вашего автомобиля, найдя разумный компромисс между вашими пожеланиями и объективными возможностями двигателя вашего железного коня.
Тюнинг двигателя — какие способы бывают, плюсы и минусы.
У этого поста — 4 комментария.
Содержание:
- Тюнинг бензинового двигателя.
- Тюнинг дизельного мотора.
- Тюнинг двигателя скутера.
Абсолютно все мировые производители двигателей внутреннего сгорания, используемых для автомашин, вносят в его конструкцию больший запас резервных возможностей.
С изобретения Фордом конвейерной сборки автомашин, их конструкция утратила индивидуальные черты, стала усредненной в расчете на среднего автолюбителя. Поэтому любой серийный двигатель можно тюнинговать и добиться индивидуального прироста мощности.
Тюнинг бензинового двигателя.
Смысл тюнинга любого двигателя заключается в увеличении его мощности и КПД. Самый доступный и распространённый способ прибавить лошадей — расточка цилиндров. Данная процедура увеличивает камеру сгорания топлива и как следствие увеличивает силовые возможности движка. Плюсы — мероприятие доступное, недорогое, эффективное. Расточка значительно усиливает двигатель. Минусы — стенки цилиндров становятся тоньше, что негативно сказывается на общем моторесурсе. Снижается надёжность мотора, неоправданно увеличивается расход топлива.
Следующий по популярности вид тюнинга — установка турбины. Этот дополнение к двигателю значительно увеличивает не только мощность, но и КПД силового агрегата. Присутствуют недостатки – турбина эффективно работает на оборотах, превышающих 3000 об/мин.
Также существует способ прибавить мощность мотора, без изменений внутренних деталей. Речь идёт о чип-тюнинге. Данный способ, возможно, реализовать только на современных двигателях, имеющих электронные блоки управления. Например, к карбюраторным автомобилям это не относится. Чип-тюнинг выполняется квалифицированными мастерами, ведь изменению подлежит электроника, управляющая двигателем. Пожалуй, это самый безопасный вид тюнинга, ведь мощность движка увеличивается за счет скрытых возможностей мотора. Чип-тюнинг способен на десять процентов прибавить силовые возможности двигателя. Недостаток данной процедуры один — не качественная прошивка блока управления, которая может привести к различным проблемам, вплоть до выхода из строя электронного блока управления.
Фанаты тюнинга прибегают к ещё одному эффективному дополнению — установка закиси азота. Азот осуществляет прирост мощности на 500 лошадей. Пожалуй, это самый крутой вид тюнинга, придуманный и реализованный на сегодняшний день.
Недостаток один — мощность движка увеличивается только при впрыске азота в камеры сгорания.
Тюнинг дизельного мотора.
Дизеля не остались в стороне. Их также активно тюнингуют, просто изменения, вносимые в двигатель, имеют свои особенности. Одной из новинок тюнинга дизелей является система совокупного впрыска Common Rail. Данное устройство формирует давление топлива непосредственно для каждого цилиндра. Производительность мотора увеличивается до 30%. Недостаток один — система дорогая и требует качественной настройки.
Следующий вид тюнинга — турбонадув. Данная конструкция нагнетает дополнительный воздух в камеры сгорания, за счёт чего достигается увеличение мощности. Турбонадув требует своевременного техобслуживания и должного ухода, что трудно отнести к недостатку.
Дизельный двигатель, как и бензиновый можно чиповать. Чип-тюнинг дизеля заключается в установке дополнительного электронного контролера, который имеет способность изменять характеристики системы впрыска.
Подобный чип может не только раскрыть скрытые возможности движка, но и сделать его более экономичным. Недостаток один — чип требует тонкой настройки.
Тюнинг двигателя скутера.
Скутера, которые буквально заполонили улицы городов, также активно тюнингуются владельцами. Люди снимают ограничители скорости, ставят карбюраторы с повышенным размером диффузора, меняют обычный глушитель на резонансную трубу, заменяют вариатор спортивным, экспериментируют с системой зажигания, форсируют двигателя. В общем владельцы транспортных средств не жалеют ни энергии, ни денег для реализации своих идей.
Другие похожие статьи:
10 лучших двигателей для тюнинга
Существует множество фантастических двигателей, но когда дело доходит до тюнинга, немногие выделяются из толпы. Вот 10 лучших двигателей для настройки на основе всесторонних характеристик, в произвольном порядке.
EA888 — замененный фургон Caddy.
VAG EA888
Четырехцилиндровый двигатель EA888 концерна Volkswagen уже в четвертой версии — это мощная маленькая штука.
Почти 400 л.с. можно получить только за счет переназначения, но с внутренними изменениями двигателя вы можете увидеть эту цифру вдвое!
650 л.с. R32 Skyline GT-R
Nissan RB26DETT (Skyline GT-R)
Десятка лучших двигателей для тюнинга не может быть без легендарного двигателя Skyline GT-R. Двигатель Nissan RB26DETT был разработан для гонок и поэтому имеет множество стандартных компонентов, способных развивать огромную мощность, поэтому в современном мире нередки сборки мощностью более 1000 л.с.…
790 л.с. Обычно считается одним из самых настраиваемых четырехцилиндровых двигателей всех времен, Mitsubishi 4G63 с турбонаддувом способен развивать невероятную мощность. В результате, это движущая сила многих Evos, убивающих суперкары по всему миру. Вы убедитесь в этом сами, взгляните на этот двухзарядный Evo, который мы показали.
Семейный Civic EP3 с двигателем K20.
Honda K20A/K20Z/K20C
Двигатели Honda серии K получили всемогущую задачу заменить знаменитый двигатель B16B, но по мере того, как приближался новый век, люди начали понимать, что линия K20 была особенной в своем роде.
Права собственности.
Ранние модели K20A и K20Z предлагают безнаддувный, высокооборотистый VTEC, с которым теперь ассоциируется значок Type R, и они чертовски надежны.
Современные двигатели K20C с турбонаддувом, используемые в FK2 и FK8 Civic, поставляются с заводской мощностью более 300 л.с.
VW Golf MK1 с двигателем 1,8 т BAM мощностью 225 л.с.
VAG 1,8 т (различные модели VW, Audi, Seat, Skoda) опорой тюнинга VW по уважительной причине. Уникальная конфигурация с пятью клапанами на цилиндр дает большие возможности для настройки и, как и большинство продуктов VAG, очень надежна. Взгляните на этот Mk1 Golf с двигателем 1.8T BAM мощностью 225 л.с.
8-секундный дрэг-кар Impreza STI
Subaru EJ (Impreza STI)
Оснащенный восьмисекундным дрэг-каром и дрэг-монстром Time Attack, 2-литровый оппозитный четырехцилиндровый двигатель Subaru может все. Необычная конфигурация двигателя обеспечивает ему исключительно низкий центр тяжести, что также идеально подходит для использования на треке.
Прославившиеся благодаря Impreza STI раннего поколения, мы составили руководство по настройке GC8, которое поможет вам получить максимальную отдачу от вашего EJ20 и превосходного шасси классической Impreza.
603 л.с. BMW E92 335i
BMW N54 (E82 1M, 135i, E90/92 335i)
Известный как современный двигатель 2JZ, N54 был первым набегом BMW на турбированную мощность для автомобилей M БМВ 1М. Производя 340 л.с. в стандартной комплектации, он был известен тем, что на заводе имел прочные внутренние компоненты, что позволяло тюнерам получать более 700 л.с. без необходимости выбирать кованые внутренние компоненты (у этого E92 335i 603 л.с.…). Мы составили руководство по настройке N54 вместе с его близкородственным братом N55, чтобы помочь вам получить максимальную отдачу от вашего двигателя.
400 л.с. Mazda RX-7 FC
Mazda 13B (RX-7)
Обладая объемом всего 1308 куб.см, этот крошечный двигатель, но в полностью настроенном виде может производить около 1000 л.
с. Хотя это немного темпераментно, это уникальный монстр настройки, который звучит невероятно. К счастью, оптимистично настроенные тюнеры повысили планку и увеличили мощность двигателя с 3-х роторных до 4-х роторных для более уникального, более высокого тона и более резкого отклика дроссельной заслонки. При правильной сборке мощность может легко подняться до более чем 1500 л.с., что доказывает этот четырехроторный автомобиль RX-7…
1000 л.с. Toyota Supra Mk4
Toyota 2JZ (Supra)
Как и RB26, двигатель Toyota 2JZ-GTE попал в этот список 10 лучших двигателей для настройки с самого начала. Двигатель, который сделал реальностью 1000 л.с. на стандартных внутренних компонентах, 2JZ — шестицилиндровый тяжеловес. Любой двигатель, который может разогнать Supra до скорости более 240 миль в час в пределах одной мили, получает наш голос. Ищете собственную Toyota Supra Mk4? Специально для вас мы составили руководство по покупке и настройке Mk4 Supra.
BMW E30, замененный на LS, 500 л.
с. Но этот полностью алюминиевый двигатель также удивительно легкий и способен надежно развивать скорость более 7000 об/мин.
Бэггси отказался от VR38DETT со своего дрифт-кара R35 GT-R в пользу двигателя LSX…
Настройка серводвигателя — CNCCookbook: Be A Better CNC’er
Сервоприводы — это устройства с замкнутым контуром. Они работают, сравнивая положение, в котором они должны быть, с положением, в котором, по словам их энкодера, они находятся на самом деле, и подают ток на серводвигатель до тех пор, пока они не совпадут. Эту связь между энкодером и двигателем обычно называют «контуром ПИД», хотя существуют и другие названия и методы, используемые для замыкания контура. Связь требует настройки почти в каждом случае.
Думайте о сервоприводе как о механической системе, мало чем отличающейся от подвески вашего автомобиля. Есть пружина и амортизатор. Пружина позволяет колесу следовать за дорогой, двигаясь вверх и вниз вместе с неровностями. Если пружина очень мягкая, ход плавный.
Это хорошо для автомобиля, но паршиво для вашего ЧПУ, потому что эти «неровности» — это тонкие позиционные движения, которые теряются из-за того, что пружина была слишком мягкой. Вы хотите чувствовать каждую неровность! Итак, вам нужны жесткие пружины. Жесткость пружины контролируется параметром, известным как «Усиление». Большее усиление приводит к более жесткой системе.
Почему бы просто не увеличить усиление до упора и покончить с этим? Напомним, что здесь также задействован амортизатор. Большое усиление делает подвеску очень жесткой, и эта подвеска будет звенеть как колокольчик. Этот «звон» называется колебанием в случае сервопривода. Это означает, что после команды движения сервопривод колеблется примерно вокруг фактического положения. Поскольку это электрическая система без трения, колебания могут продолжаться вечно и даже становиться довольно сильными. Представьте, что ваш шпиндель болтается в нужном месте взад-вперед, может быть, на 1/4″. Страшный!
Нам нужен амортизатор для гашения колебаний, поэтому сервосистемы имеют еще один параметр настройки, который называется «Затухание» или «Затухание».
Его роль состоит в том, чтобы остановить колебание.
При таком понимании существует два способа настройки сервосистемы. Один на слух, когда мы прислушиваемся к колебаниям. Другой использует осциллограф или другие средства наблюдения за графиком зависимости положения от времени, чтобы мы могли визуально определить, есть ли колебания.
Если мы отобразим ошибку положения (не положение, а ошибку или разницу между тем, что говорит энкодер, и тем, куда мы сказали сервоприводу двигаться) в зависимости от времени, мы можем увидеть эффекты различной степени демпфирования в виде серии «ударов». ” или другие особенности на графике ошибки позиционирования. Обратите внимание, что первая выпуклость является нормальной и появляется на каждом графике. Это точка максимальной ошибки, когда сервоприводу была дана команда, но он еще не двинулся. Важно то, что происходит после удара.
Если у нас недостаточно демпфирования, мы можем видеть, что положение колеблется взад и вперед, часто с медленно уменьшающейся амплитудой.
Сервопривод направляется в намеченное место, но промахивается, затем возвращается назад и промахивается, так что снова меняет направление до тошноты. Эффект называется «колебание» или «звон», и в большинстве случаев его очень хорошо слышно. Амплитуда уменьшается из-за небольшого демпфирования, но колебания продолжаются слишком долго:
Колебания сервопривода с недостаточным демпфированием…
Вы можете слышать или иногда видеть колебания сервопривода с недостаточным демпфированием. Дайте сервоприводу довольно экстремальное движение: большое ускорение и скорость. Изменение направления действительно ставит его на сервопривод. Обычно сервоприводы довольно тихие, но вы можете услышать это колебание. Однажды я сжег Geckodrive из-за колебаний. Я не мог слышать его из-за шума режущей стружки, но в конце концов я увидел, что ремень ГРМ колеблется очень слабо — ровно настолько, чтобы буквы на логотипе выглядели нечеткими.
Решение проблемы недостаточного демпфирования заключается в большем демпфировании (очевидно!). Поднимите регулятор демпфирования на сервоприводе.
Противоположностью недостаточного демпфирования является (довольно очевидно) избыточное демпфирование. Это выглядит так:
Передемпфирование не вызывает колебаний, но демпфирование действительно слишком сильно замедляет движение кривой в заданное положение…
Сервопривод с избыточным демпфированием не колеблется, но, как мы видим, слишком сильное демпфирование действительно замедляет способность кривой достигать равновесия и прекращать движение. Это делает его неаккуратным, как будто сервопривод боится и подкрадывается к заданному положению. Представьте, что ваш фрезерный станок — это гоночная машина, которая движется по кривым, которые являются желаемыми разрезами на вашей заготовке. Сервопривод с избыточным демпфированием означает, что гоночный автомобиль всегда немного медленно реагирует на то, где он должен быть.
Делаете крутой поворот, а водитель слишком медлительный или робкий, поздно поворачивает руль, и машину немного раскачивает. Это не очень точно, хотя, по крайней мере, не колеблется. Тем не менее, это нежелательное и неприемлемое состояние.
Как должна выглядеть кривая?
Вот состояние, известное как «критическое демпфирование»:
Критическое демпфирование — это то, что нужно!
В системе с критическим демпфированием первоначальная команда на движение создает большую ошибку, которую сервопривод быстро устраняет, а затем прекращает движение, когда достигает ее. Довольно просто, а? Производительность сервопривода не улучшается.
Теперь, как нам настроить сервосистему так, чтобы она была критически демпфирована? Мы можем сделать это либо на слух, либо с помощью осциллографа или другого измерительного устройства, которое может показать нам график. Один лучше другого? Многие добились отличных результатов при настройке на слух, но для этого требуется немного «прикосновения».
Вы можете хорошо представить подводные камни. Ваш единственный способ узнать, что вы недостаточно демпфированы, — это слышимые колебания. На самом деле у вас нет отличного способа услышать передемпфирование, кроме того, что движение может быть не таким плавным, когда вы меняете направление, потому что система медленно реагирует.
Поскольку определить на слух передемпфирование труднее, чем недодемпфирование, вы можете ошибиться в сторону слишком слабого затухания. Именно это и делает метод, который я покажу: он обеспечивает максимально возможное усиление и увеличивает затухание до тех пор, пока не остановит колебание.
Если у вас есть доступ к осциллографу или ваша плата управления движением или сервопривод могут показать вам диаграмму ошибки положения, настройка может быть намного более точной и очевидной.
Чем хуже настройка на слух? Если вы все сделаете правильно, вы устраните колебания и недостаточное демпфирование, которое слышно.
В худшем случае вы набрали слишком много демпфирования, и теперь у вас сервопривод с избыточным демпфированием. Надеюсь, он лишь немного передемпфирован. Ваш ответ немного медленный, но, вероятно, не так уж плохо. Вы не выжимаете последнюю йоту производительности из своей машины. Проверьте точность движения оси. Вы можете просто замедлить скорость, пока она не станет точной при резке. Скорость резки в любом случае не очень высокая. Помните, что если оставить его на достаточно долгое время для поиска своего положения, недостаточно демпфированный сервопривод все равно направится в нужное место. Таким образом, штрафом за неоптимальную работу по настройке будет то, что вам придется работать на более медленных скоростях для достижения точности.
Одна важная вещь, на которую следует обратить внимание, прежде чем мы приступим к настройке. Бесполезно настраивать серводвигатель, сидя на верстаке. Он должен быть установлен на машине, и машина должна быть настроена как можно ближе к тому, как она будет использоваться в производстве.
Это означает, что гибы отрегулированы и так далее. Я бы даже дошел до того, чтобы бросить ваши тиски или 4-ю ось на стол, если вы планируете бежать именно так. Действительно точная настройка сервопривода может измениться даже при разнице между очень тяжелой и легкой заготовкой, поэтому перед попыткой настройки настройте свой фрезерный стол так, как вы ожидаете от него.
Настройка сервопривода на слух
Когда сервопривод включен, но не двигается, вы обычно слышите его «пение». Возможно периодическое тиканье, а может чуть более настойчивый шум, но он периодический, а не непрерывный. Это нормально. Энкодеры имеют конечное число положений, и сервопривод часто останавливается между двумя положениями. Это заставит его выполнять то, что называется «дизерингом», когда он поочередно пытается найти отсутствующую позицию между двумя точками, которые он действительно может измерить с помощью энкодера. Дизеринг не слишком шумный. Слишком сильный шум или непрерывный шум обычно указывает на колебание.
Не позволяйте вашему сервоприводу колебаться очень долго без регулировки, иначе вы можете повредить привод. Если ось издает шум, а привод нагревается, вы колеблетесь, а не дизеринг! Если вы можете увеличить демпфирование и шум прекращается, вы, вероятно, слегка колебались. Если шум возникает сразу после перемещения оси и затухает, это колебания сервопривода с недостаточным демпфированием.
На своих Geckos я начинаю сеанс настройки, установив регуляторы усиления и демпфирования примерно на 11 часов. Этого должно быть достаточно, чтобы сервоприводы, по крайней мере, оставались неподвижными без сбоев. Если они ошибаются, попробуйте немного больше усиления, но, вероятно, у вас есть проблема, которую нужно диагностировать, если это не решает ее довольно легко. Чтобы получить помощь, перейдите на страницу устранения неполадок.
Теперь настроить довольно просто. «Набить» ось, или как некоторые скажут «побеспокоить» ось. То есть переместить. Пора шевелиться, шевелиться, как говорили в фильме.
Используйте движение, которое имеет достаточное ускорение и скорость, например быстрый бег трусцой. Также попробуйте изменить направление. Тогда остановись. Что происходит? Если ничего не происходит, немного увеличьте усиление и повторите попытку. Вы пытаетесь спровоцировать колебания. Когда вы получите некоторое колебание, немного увеличьте демпфирование, пока колебание не прекратится. Попробуйте еще раз, сначала не перемещая усиление. Если есть колебания, немного увеличьте демпфирование. Если нет, немного увеличьте усиление. Будьте осторожны с демпфированием, потому что вам трудно обнаружить избыточное демпфирование на слух. Вам нужно ровно столько, чтобы устранить колебания, которые должны быть хорошо слышны.
Вы пройдете этот цикл повышения усиления, а затем затухания колебаний несколько раз. Если вы остановитесь слишком рано, удерживающий момент на вашей машине будет «мягким», и у вас не будет «жесткого» сервоуправления. Когда вы довели усиление до того момента, когда у демпфирующего горшка почти не осталось хода, чтобы остановить колебания, все готово.
Вы получили как можно больше усиления, сохраняя его демпфированным. Надеюсь, он критически задемпфирован, а не передемпфирован. Теперь попробуйте снова потревожить ось, но на этот раз используйте различные скорости и ускорения и перемещайтесь в разные места на оси. Вы хотите убедиться, что не упустили из виду какую-то маленькую область огибающей производительности, где все еще существуют колебания. Вот почему вы сохранили немного дополнительного амортизирующего хода.
Подключайте только одну ось за раз, чтобы ее было хорошо слышно и чтобы в магазине было тихо. В идеале вы даже не хотите, чтобы другие сервоприводы «пели», пока вы настраиваете ось.
Настройка сервопривода с помощью осциллографа или другого графика зависимости положения от времени
Хорошо, теперь давайте посмотрим, как живет другая половина, «профессиональная» половина, потому что они часто используют лучшие средства настройки, чем слух. Многие контроллеры движения профессионального качества и сервоприводы имеют встроенный дисплей настройки, который показывает графики, подобные тому, что я показал.
У некоторых даже есть режим самонастройки, поэтому вам не нужно настраивать вручную. Для этого обсуждения мы предположим профессиональный подход начального уровня, который включает в себя подключение осциллографа к вашему Geckodrive для его настройки.
Какой мне нужен осциллограф? Что дорого в осциллографах, так это полоса пропускания и некоторые высокотехнологичные функции (например, объем памяти). Хорошей новостью является то, что для настройки сервоприводов требуется минимальный осциллограф. Достаточно всего 20-30 МГц полосы пропускания. Вы хотите, чтобы два канала правильно подключались, как мы увидим. Кроме того, это зависит от вас. Если вы хотите, чтобы осциллограф был хорош для других целей, возможно, вам потребуется больше функций. У меня есть более старый прицел Tektronix 465 100 МГц. Это была рабочая лошадка своего времени (конец 70-х) и хороший прицел общего назначения. Они широко доступны по цене 200-300 долларов. Еще одна более дешевая возможность — USB-осциллографы, которые просто подключаются к компьютеру.
Вот как я подключаю свой осциллограф Tek 465 к дискам Gecko 320:
— Подключить канал 1 к контрольной точке Gecko 320 (расположение указано в документации Gecko). Этот вход соедините по постоянному току. Используйте провод заземления синего конденсатора для заземления этого пробника.
– Подключить канал 2 к сигналу направления. Вы будете измерять (или запускать) кривую всякий раз, когда ось меняет направление. Этот вход соедините по постоянному току. Заземлите синий конденсатор или оставьте заземление отключенным, и прицел будет использовать заземление канала 1.
– Установить триггер на «нормальный», источник триггера на «канал 2», а фронт триггера на «+».
– Установите масштабы на 2 В/см по вертикали и 1 мс/см по горизонтали.
— Отрегулируйте вертикальное положение трассировки так, чтобы она находилась ближе к низу, а не посередине экрана.
Осциллограф подключен, но ось еще не движется. Я также не все настроил, иначе вы бы не увидели эту трассу без движущейся оси!
Я использую G-код мастера круглого кармана для настройки сервопривода.
Установите круг небольшого диаметра и относительно высокую скорость подачи, и вы получите множество реверсивных направлений, которые можно использовать для настройки…
Процедура, которую мы будем использовать, мало чем отличается от той, которую мы использовали при настройке на слух, за исключением того, что теперь у нас есть дисплей осциллографа, на который можно смотреть. Вы получаете одну кривую осциллографа каждый раз, когда меняете направление, потому что изменение направления запускает кривую. Итак, мы хотим настроить ось таким образом, чтобы она постоянно получала команду двигаться с определенной скоростью, но направление постоянно менялось. Проще всего это сделать с помощью мастера интерполированных отверстий в Mach4. Если мы посмотрим только на одну ось, она постоянно меняет направление, когда фреза движется по кругу. Выберите отверстие довольно маленького диаметра, скажем, 1″ или 2″, и для начала установите низкую скорость подачи. Используйте очень небольшую глубину резания, поэтому потребуется много проходов, чтобы у вас было время завершить настройку до того, как программа g-кода закончится.
ОК, теперь запустите g-код и посмотрите на дисплей осциллографа. Вы должны увидеть что-то близкое к одному из трех случаев, упомянутых выше. Если у вас недостаточное демпфирование, увеличивайте демпфирование до тех пор, пока на дисплее не появится критическое демпфирование. Если у вас избыточное демпфирование, увеличивайте усиление, пока не увидите критическое демпфирование. При критическом демпфировании остановите программу, вернитесь к мастеру и повторите попытку с более высокой скоростью подачи. В конце концов, вы настроите сервоприводы на критическое демпфирование вплоть до максимальной скорости подачи (максимальная скорость двигателя, установленная настройкой двигателя в Mach4).
Остался ли еще ход демпфирующего триммера? Если это так, и у вас есть хороший дисплей прицела, показывающий критическое демпфирование, вы можете попробовать увеличить производительность. Перейдите к настройке двигателя Mach4, и вы сможете увеличить либо ускорение, либо максимальную скорость двигателя.
Ускорение является более ценным из двух способов увеличения, но оно также и самое дорогое. Другими словами, вы, вероятно, сможете получить от своих сервоприводов больше, чем ускорение.
Когда ход демпфирования приближается к концу, пора остановиться. Производительность больше недоступна. Помните, что многие факторы будут влиять на производительность с течением времени. Трение увеличивается, если ваши пути нуждаются в смазке. Регулировка подвески тоже может повлиять на настройку. Следите за всем этим.
Самая большая проблема с осциллографом заключается в том, что отображение осциллограммы может быть немного нестабильным. Вы видите след только при каждом другом изменении направления, и он довольно быстро исчезает. Таким образом, вы действительно хотите очень часто менять направление, чтобы продолжать перекрашивать эту трассу.
Осциллограф лучше, чем настройка на слух?
Я обнаружил, что осциллограф чуть более чувствителен к обнаружению колебаний, чем мое ухо.
В результате я немного больше доверял ему, чтобы приблизиться к последней части производительности. На практике я пытался настроить каждую ось на слух, а затем подправить ее с помощью осциллографа, чтобы увидеть, какая разница. В зависимости от оси, с осциллографом я получил на 10-20% больше производительности. Возможно, у вас получится так же хорошо, если ваш слух чувствителен или если вы действительно работаете над ним.
Исходя из преимущества в 10-20%, я не думаю, что купил бы осциллограф только для этой цели. Это небольшое улучшение будет сложно использовать на практике. Я предпочитаю думать об этом как о небольшом запасе прочности. Например, я уменьшил свои окончательные ускорения, чуть-чуть после настройки их до максимума после настройки осциллографа.
С помощью оптического прицела я увеличил скорость осей X и Y своей мельницы до 50 дюймов/сек/сек или ускорение 0,13g. Без него я мог только на слух дотянуться до 40’’. Z имеет тяжелую головку мельницы, поэтому доступно примерно вдвое меньшее ускорение…
Ось X сразу после настройки прицела.
Полный ток по часовой стрелке, почти полное усиление, немного меньше демпфирования. Ваши настройки настройки определенно будут чем-то другим!
Дальнейшие мысли:
– Интерполяция окружности генерирует код для осей X и Y, как насчет настройки Z? Много способов освежевать эту кошку. Вы можете изменить G-код с помощью поиска и замены, чтобы изменить движения X или Y на движения Z. Или вы можете просто подключить step и dir от X или Y к сервоприводу Z, чтобы добиться того же результата. Не забудьте подключить правильный шаг Z и повернуть назад, когда закончите!
– Усиление контролирует следующую ошибку, а демпфирование контролирует колебания. Если у вас слишком большая ошибка рассогласования, но вы успешно задемпфировали колебание, и вы не можете увеличить усиление (больше нет хода при демпфировании), вы, вероятно, используете слишком большое ускорение, и система просто не может за ним угнаться. Попробуйте уменьшить ускорение.
– В некоторых случаях сильное демпфирование также приводит к колебаниям.