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雷尼绍编码器驾驭控制爆燃

KTM高速赛车排气量仅有1995cc,却有1 500马力,6.7秒钟就能跑四分之一英里远,最高时速达316公里。在斯坦利·库布里克的经典影片《奇爱博士》中,斯利姆·皮肯斯骑着炸弹从飞机中飞了出去。如果他骑的是一辆摩托车,那么他驾驶的一定是芬兰Salakazi赛车队建造的KTM硝基甲烷燃料高速赛车。协助控制KTM(难以控制的)爆燃的是雷尼绍RM22紧凑型高速“防爆”磁旋转编码器

打破速度纪录

一位以打破速度纪录著称的勇敢无畏的芬兰人,以超常的功率驱动着360公斤重的摩托车,一切都发生得这么快。

转瞬间发动机的转速达到了7 500转/分。观众还没看清发生了什么,比赛就已结束,摩托车和赛车手已经跑完四分之一英里,正在紧急刹车呢。就摩托车比赛而言,这是再简单不过了。比赛的目标是在最短的时间内从A直线到达B。

Jaska Salakari是欧盟第一个驾驶最快的双缸硝基甲烷燃料 (Super Twin Top Fuel ) 摩托车打破7秒四分之一英里纪录的第一个芬兰人,他拥有Salakazi车队。痴迷于速度的六人车队由全职和兼职人员组成,2000年以来,该车队一直驾驶着自行设计和建造的KTM双气缸硝基甲烷燃料高速赛车。1995cc双缸Nitroduke发动机使用95%硝基甲烷燃料,通过Salakazi自行设计的双燃料泵每秒吸入1.1升挥发性混合物。它是陆上交通工具中最接近飞弹的一种。

在加速赛中,反应时间是以毫秒计的,靠飞转的后轮永远也不可能赢得比赛。除非功率能有效地转化成快速前进运动,否则再大的功率也无济于事。驾驶员 — 是否也可以称为“乘客”呢?— 几乎没有思考的时间,更不用说踩下、松开普通的离合器了。驾驶员更不可能准确确定达到最佳牵引力所需的离合器接合速度。

Salakazi车队给KTM高速赛车配备了装有Prowork数字控制器的Prowork三盘四档自动离合器。当驾驶员开启油门时,控制器按照预定程序与离合器接合。就在这个时候,雷尼绍RM22编码器可监控转速高达30 000转/分的能力发挥了作用。在这些微小而关键的装置中,有一个在监控发动机曲轴的位置,而其他装置则在测量离合器的速度。

降低功率

通过比较这些值,可以精确地测定离合器的滑动、牵引和路况。这些数据是车队的至宝,依靠它技师可以在赛前正确地调节离合器中的第一级平衡重。

每次比赛的赛道和摩托车状况都不同,但是每次比赛后雷尼绍编码器采集并编辑的重要数据可以用来对控制器进行编程,以尽量达到最佳离合器接合。赛车可以在最初的零点几秒内以最少的车轮转动达到最大的速度和加速度。

Salakazi车队中自认为“技术权威”的Petri Mäkinen很快指出,雷尼绍提供的方案和牵引控制系统不同。他说,主要是因为离合器在比赛之前就已经用控制器设定的值进行了调节。

“雷尼绍编码器不是在行驶中动态地控制离合器,”他解释说,“但是它事先提供给我们的数据极其重要。我们不可能以其他方式获得这些数据,并预设离合器。

我们需要在后轮旋转完一圈以前读取离合器速度,以作出接合离合器的决定,而且加速是不平稳的。现在这一问题已得到解决,并且程序代码已进行了适当的过滤。下一赛季,雷尼绍编码器还将用于控制提前点火,在未来几年内,我们还将使用编码器调节凸轮。”

Mäkinen使用这些数据取得最大的发动机有效功率,并推动Salakari在极短的时间内加速到每小时300公里以上的速度 — 比阅读此段文字所用的时间还短。由过去的表现来看,这些数据似乎在起作用。

雷尼绍编码器不是在行驶中动态地控制离合器,但是它事先提供给我们的数据极其重要。我们不可能以其他方式获得这些数据,并预设离合器。

Salazaki(芬兰)

爆燃极限

Renishaw RM22编码器专为极恶劣环境下的无故障运行而设计,但是Salakazi 车队选定的编码器安装位置对于任何电子设备来说都是难度最大的。

Mäkinen指着一个部分拆卸的发动机曲轴的端部,有点调皮地笑着说:“这就是我们安装雷尼绍磁励块的地方。我们直接把它安装在曲轴的端部。编码器本体在另一侧的离合器壳体中。老实说,我认为对编码器来说,除了太空火箭外,没有比这个环境更恶劣的了。”

RM22由雷尼绍在斯洛文尼亚的合作伙伴RLS d.o.o.设计和制造,抗污染、抗碎屑能力达到IP68标准。但是,编码器的最高工作温度是125摄氏度,如何让编码器在极高的离合器温度下正常运转呢,对此Mäkinen作了详细说明。他说,秘密在于将编码器放在厚重的机加工的铝壳中。

“编码器直径只有22毫米。因此可以放入离合器壳内而不影响零件的强度。离合器可能爆燃”,他补充说:“我曾见到过好几次爆燃,所以离合器壳对于驾驶员的安全非常重要。如果编码器再大一些,我们就得重新设计解决方案。”

RM22是非接触两件式设计,无需轴承或密封件,安装和拆卸快捷、简单。

“每次比赛后我们的机械师都冷却离合器并迅速拆下壳体和编码器,”Mäkinen说。“比赛过程中厚重的铝壳体确保编码器不受热。在编码器还没有热到超过规格之前,我们已经将赛车带回维修车间并拆除了编码器。”

比赛一场接一场,操作都很可靠

在高速赛车这种复杂的机器中安装的任何零部件都必须又好又可靠。Mäkinen对Renishaw RM22赞赏有加,这个微小而关键的部件已经证明自己超越了公布的规格要求。

“在这样的条件下,雷尼绍编码器的可靠性真是令人惊奇。没有它们,我们只能估计发动机和赛道的重要信息,”他说:“但是如果你想打破纪录,光有估测是不够的。”

安装在摩托上的编码器