Конкурс знатоков: кто тормознутее — Калина или «семерка»?

ЗАДАЧА № 111

Калина и «семерка» — кто тормознутее?

Гаражный корифей рассуждал: «Современные тормоза куда надежнее прежних! Не то что в фильмах про Фантомаса, где один тормозной шланг либо перерéзали, либо лопнул — и всё, кувырком с горы. Я на своей Калине завсегда остановлюсь — второй контур тормозов выручит!». Послушал его сосед, владелец старенькой «семерки», и усмехнулся: «Один шланг? Ну, без одного шланга я побыстрее остановлюсь, хоть у тебя и АБС предусмотрена». Не подскажете ли, каким образом владелец «семерки» рассчитывает остановиться быстрее?

Ответ с пометкой «Конкурс» отправьте до 1 мая 2017 года по адресу: 107045, Москва, Селивёрстов пер., 10 — или по e-mail: exp@zr.ru. Укажите ваш контактный телефон или иной способ быстрой связи.

Мы обязуемся прочитать все ваши сообщения по теме конкурса. Призом будет отмечено не просто правильное, но и наиболее полное решение конкурсной задачи с развернутым ответом.

А теперь подведем итоги «Конкурса знатоков» из январского номера журнала «За рулем».

Напомним условие задачи. Гаражные исследователи озадачились проблемой: как влияет нагрузка на ток потребления электрических приборов? Речь зашла об автомобильном пылесосе и шинном компрессоре. Подключили к аккумулятору, подцепили амперметр, заткнули рабочее отверстие… Читателям предстояло ответить, как изменятся токи потребления у этих двух устройств.

Писем пришло очень много, и это приятно. Но ответы большинства читателей были чисто умозрительными. А ведь еще классики отмечали, что практика — критерий истины. Проведя несложное испытание, можно было бы получить достоверный результат, а уже затем попробовать истолковать его.

Материалы по теме

Ток и шоу: как не сжечь машину

Пылесос

К сожалению, не все читатели правильно определили, где у пылесоса рабочее отверстие. Хотя очевидно, что главная функция пылесоса — всасывать воздух вместе с пылью. Вот почему приходили неверные ответы: «У пылесоса ток вырастет, так как в нем установлен центробежный насос. Заткнуть выход — увеличится разрежение, возрастет необходимый крутящий момент на валу, а значит, увеличится и ток потребления».

Приведем пример правильного ответа: «Принцип работы пылесоса основан на ускорении движения воздуха: вращающаяся крыльчатка создает разрежение до себя и небольшое давление — после. Таким образом, перекрыв рабочее отверстие, мы создадим максимально возможное разрежение в объеме перед крыльчаткой, а давление за ней практически не будет отличаться от атмосферного. Крыльчатка в разреженной атмосфере испытывает меньшее сопротивление воздуха, а значит, для установившегося режима требуется меньшая мощность двигателя, - следовательно, сила тока снизится». При этом далеко не все читатели отметили, что такой режим, несмотря на снижение тока, очень опасен для электродвигателя, поскольку тот лишается охлаждения воздухом.

Мы, задавая задачу, всегда стараемся проверить на практике те явления, о которых идет речь. Так вот, ток, потребляемый пылесосом с заткнутым входным отверстием, уменьшается приблизительно на 30–35% по сравнению с режимом свободного всасывания.

Компрессор

Здесь всё далеко не так однозначно, как показалось многим. Некоторые читатели в своих изысканиях дошли до того, что уподобили компрессор с осевым вентилятором авиационному газотурбинному двигателю. Вы когда-нибудь видели шинный насос, работающий по такому принципу?

Материалы по теме

Тест бюджетных шинных компрессоров: неправильные пчелы

Приведем рассуждения одного из читателей, характерные для большинства ответов: «У насоса рабочее отверстие выбрасывает воздух. Следовательно, при его закрытии резко повышается давление в системе выпуска, а значит, увеличивается нагрузка на мотор, который изо всех своих электрических сил пытается это самое давление передавить (при этом он может даже сгореть). По этой причине и повышается ток». Типичный пример ответа человека, который не ставил такой эксперимент. Есть и другие мнения, например: «Компрессор при закрытом рабочем отверстии набрал определенное давление, и двигатель прекратил потреб­лять энергию — соответственно показания амперметра стали расти».

А вот что показал эксперимент. Мы испытали и распространенный поршневой компрессор, и диафрагменный (он же мембранный). И получили интересную зависимость тока от выходного давления. Вначале ток растет — при этом поршневой компрессор достигает давления около 10 бар, а результаты диафрагменного несколько ниже. Но затем ни тот ни другой не остановились и не сгорели, как предсказывало большинство наших читателей. Напротив, потребляемый ток упал на 15–20%. Причем давление стабильно поддерживалось на том же уровне — около 10 бар.

Материалы по теме

Наиндертальцы, или Все на борьбу с технической неграмотностью

Дать вразумительное объяснение этому смогли всего несколько человек. Ответ победителя: «Поршневой насос имеет так называемый паразитный объем: это пространство над поршнем при его положении в верхней мертвой точке. (Если провести аналогию с автомобильным двигателем, это объем камеры сгорания. - Прим. ред.) Величина паразитного объема подобрана так, что обычно степень повышения давления в компрессоре составляет 8–10. Этот параметр аналогичен степени сжатия в поршневом двигателе. А теперь вспомните, как вы замеряете компрессию. За несколько оборотов коленвала поршень повышает давление в компрессометре, а затем оно перестает расти. То же самое происходит и в шинном компрессоре. Давление в заткнутом шланге и в паразитном объеме компрессора выравнивается, выпускной клапан перестает открываться, подача прекращается. Поршень начинает сжимать одну и ту же порцию воздуха. А при ходе вниз разжима­ющийся воздух толкает поршень. В целом весь процесс можно представить как сжатие пружины. Вначале мы ее сжимаем — это требует затрат энергии (ток растет). Далее сильно поджатая пружина начинает совершать колебания вверх-вниз, что при отсутствии потерь не потребует затрат энергии. В реальном же компрессоре потери на трение велики. Поэтому ток потребления снижается, но не до нуля».

Всем участникам конкурса спасибо. Алексея Солдаткина поздравляем с победой! Он получает от компании Autorolla комбоустройство «3 в 1» ParkCity CMB 800.

Источник