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什么是飞轮-功能需要和操作
飞轮在汽车发动机中的作用是什么?
飞轮
飞轮是一种惯性储能装置。它吸收机械能,作为蓄水池,在能量供大于求时储存能量,在能量供大于求时释放能量。
飞轮-功能需要和操作
飞轮的主要功能是消除由转矩波动引起的轴的速度变化。如果驱动转矩或负载转矩的来源在本质上是波动的,那么通常需要一个飞轮。许多机器都有负载模式,导致扭矩时间函数随周期变化。一个或两个汽缸的内燃机就是一个典型的例子。活塞压缩机,冲床,岩石破碎机等是其他系统有飞轮。
飞轮通过增加角速度来吸收机械能,通过降低速度来传递所储存的能量。
设计方法
飞轮的设计有两个阶段。首先,必须找到所需的能量,并确定吸收该能量所需的(质量)惯性矩。
然后必须定义飞轮的几何形状,以满足所需的惯性矩在一个合理的大小包,并在设计的操作速度下,是安全的。
飞轮的常见用途包括:
- 当能量来源不连续时,提供连续的能量。例如,飞轮用于往复式发动机,因为能量来源,来自发动机的扭矩,是间歇性的。
- 以超过连续能源能力的速度提供能量。这是通过在飞轮中收集一段时间的能量,然后以超过能量来源的能力的速度迅速释放能量来实现的。
- 控制机械系统的方向。在这种应用中,当能量从飞轮或从飞轮传递时,飞轮的角动量被有意地作为扭矩传递到附着的机械系统,从而导致附着的系统旋转到所需的位置。
- 飞轮通常用于在能量来源不连续的系统中提供连续的能量。在这种情况下,当能量源施加扭矩时,飞轮储存能量,当能量源不施加扭矩时,飞轮释放储存的能量。
- 例如,在往复式发动机中,飞轮用来保持曲轴的恒定角速度。在这种情况下,安装在曲轴上的飞轮在燃烧活塞施加扭矩时储存能量,并在活塞压缩空气和燃料的过程中向曲轴释放能量。
- 其他的例子是摩擦马达,它利用飞轮的能量为玩具汽车等设备提供动力。在这样的使用中,飞轮的质量向外和远离中心的分布是有益的。将质量推离旋转轴会使它的转动惯量更大,而不增加总质量。这增加了飞轮的效率,因为它在推动自身重量和有效载荷的重量前进方面没有那么大的困难
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