суббота, 15 ноября 2014 г.

Тюнинг гирбокса. Часть 1: основы работы гира, тюнинг на скорость

Итак, перед нами страшный зверь - гирбокс. Он жужжит, бухает, трепыхается и именно благодаря ему шарики вылетают из страйкбольного AEG. Разновидностей к нынешнему моменту их... много. В детали конкретных версий гирбоксов влезать не буду, рассмотрю общие положения и принципы тюнинюнинга и отладки.


В этой (первой) части цикла будут рассмотрены основные принципы работы гира, составные части, а также что и как можно улучшать для повышения скорости вылета шара (к примеру, чтобы дальше летел, если повезет).



Фактически гирбокс (gearbox - коробка с шестернями, иногда еще называется mechabox) это электрический насос для воздуха. Внутри у него вот такая жуткая система финтифлюшек. На картинке не показаны три детали: пружина, направляющая пружины и не видна голова поршня.



Вот недостающие детали:

 



Принцип работы.

Мотор вращая шестерни осуществляет взвод поршня, сжимая пружину, после взвода поршень срывается с зубьев секторной шестерни. Во время взвода еще одна деталь - таппет - отводит ноззл от уплотнительной резинки ствола, на освободившееся в хоп-апе место подаётся шарик и таппет на обратном движении ноззла заталкивает его этим самым ноззлом в ствол. Юбочка уплотнительной резинки вместе с выступов мнутри ствола не дают шарику провлиться ни туда, ни сюда.

После срыва поршень движется вперед под действием пружины и сжимает воздух в цилиндре. Сжатый воздух через ноззл поступает в ствол и выталкивает шар через ствол. Тот самый выступ уплотнительной резинки хоп-апа заставляет шрик закрутиться, закручивание в конечном счёте вызывает подъемную силу и "выпрямляет" траекторию шарика, существенно увеличивая дальность выстрела.  После того, как секторная шестерня провернётся, поршень стоит в начальном положении и цикл начинается сначала.

Для тех, у кого скудное воображение или (что более вероятно) если я коряво описал, вот пара видео процессов работы (спасибо ютьюбу).

 

Надеюсь, понятно, что если в процессе происходит сбой какой-либо стадии, то может не произойти выстрел или вообще заклинится гирбокс.

Например, если заткнуть стволик и дать холостую очередь, то велик шанс сломать гирбокс, так как поршень не успеет выдавить весь воздух и будет пойман секторной шестерней за середину гребёнки со всеми вытекающими последствиями. Хоп-ап и его резиновые изделия мы оставим в покое (пока что) рассматривать будем только весь узел гирбокса. Итак, какие мы имеем возможности для улучшений в гирбоксе? Попробуем разобраться, заодно и по узким местам гирбокса пройдёмся.

Увеличить скорость вылета шарика. 

То есть нам хочется увеличить радиус поражения, либо время между выстрелом и достижением шариком цели - не важно. Главное мы хотим чтобы шар летел быстрее. За это отвечает пружина. Чем более жесткая пружина, тем большую энергию она сможет запасти при неизменном сжатии, тем сильнее она будет толкать поршень, тем более высокое давление будет в поршне, тем сильнее воздух будет толкать шар и тем быстрее полетит шарик.


Маркировка пружин как правило это число вроде 100, 110, 120, 130 и т.п. Это число означает скорость вылета шара весом 0,2 г у некоего эталонного привода (иногда эти эталоны разные у разных производителей). По другой легенде это прирост скорости относительно базовых потрохов фирмы Tokyo Marui (в которых надо для "разгона" менять почти всё содержимое гирбокса).

 Как правило, в реальных условиях вы получите скорость плюс-минус 10 м/с на хорошо отлаженной компрессионной группе. Выбираете пружину и пробуете. Если не хватило - берёте пружину с бОльшим числом того же производителя, если шибко много - берёте меньшую, или обрезаете пружину (об этом в одном из следующих выпусков серии). В любом случае чтобы взвести более жесткую пружину надо обеспечить большее усилие секторной шестерни и большую прочность гребенки поршня.

 

Повысить усилие можно увеличив момент развиваемый мотором - поставить так называемый "High Torque" или "Infinite Torque" мотор. Torque это и есть "момент" по английски, а  High и Infinite это соответственно "высокий" и "бесконечный". Как правило это моторы с мощными магнитами и уменьшенной скоростью вращения.

 

 Второй путь - понизить передаточное отношение набора шестерен. Например, в норме на один оборот секторной шестерни надо сделать 18 оборотов мотора (шестерни 18:1), то для пониженной передачи это будет уже 24 или даже 32 оборота. Называются такие шестерни "Double Tortue Up" и "Triple Torque Up" или как-то аналогично и отличаются степенью повышения момента относительно базовых. По идее они удваивают или утраивают момент штатного мотора, передаваемый секторной шестерне.

В результате мы размениваем скорострельность на бОльшю скорость шара.  Подробно про взаимосвязь шестеренок, нагрузки на мотор и скорострельности можно почитать здесь.

 

Еще одна "часть" зубчатой передачи - подшипники или втулки. Эти детали надеваются на оси шестеренок и вставляются в отверстия гирбокса. Собственно, нужны они чтобы оси не проточили в мягком силумине большущие рваные дыры вместо отверстий под оси. Причем чем больше нагрузка на оси (читайте - сильнее пружина и мотор), тем большие требования к этим узлам.

При умеренной нагрузке ставятся подшипники качения (с маленькими шариками внутри, на левом фото). Они меньше греются, но и площадь контакта металлов в них меньше. На больших тюнах предпочтительно ставить стальные втулки - подшипники скольжения (на правом фото). Хотя, это еще вопрос что лучше - подшипники от того же Prometheus или какие-нибудь безродные втулки...

Хотя, если уж быть до конца честным, то узким местом становится в первую очередь прочность самих шестерен при замене мотора на мощный или прочность гребенки поршня даже при замене этих шестеренок. Сами шестерни при небольшом повышении скорости (со 115-120 до 135-140) как правило живут долго, если конечно в зубчатую передачу не попадут какие-нибудь камешки или болтики, а вот поршни - вопрос отдельный.


Поршни в базовой комплектации в приводах почти всегда стоят поршни с отлитыми пластиковыми зубьями. Исключение сделано только для самого последнего зуба, который срывается с секторной шестерни, так как в момент срыва площадь контакта зубцов шестерни и гребенки уменьшается почти до нуля и пластик онозначно срежет. Однако при "разгоне" нагрузка может возрасти до пределов, неприемлемых для пред- и предпредпоследнего пластиковых зубцов и их просто срежет.

 

Чтобы этого не происходило надо заменить поршень на такой, у которого больше металлических зубцов, в идеале чтобы все зубцы были металлическими, такие поршни не намного дороже.  Поршни и шестерни должны быть "одной системы".

 

Секторная шестерня из набора Triple Torque Up (на фото выше самая левая) как правило имеет засаду - её обычная (зубчатая по всему периметру) часть имеет ту же высоту, что и секторная. Это связано с тем, что для большего передаточного отношения надо больше зубцов, а для этого нужен максимальный радиус шестерни. Короче, в результате поршень должен иметь гребенку более узкого размера, ну чтобы не мешать "несекторной" части.

 

Нормальные головки поршня бывают двух типов: вентилируемые (с дырочками для облегчения поступления воздуха внутрь поршня при взводе) и silent (тихие, как правило подвид вентилируемых, по виду они имеют выпердыш в центре головки), хотя иногда в базе встречаются и невентилируемые (без дырочек на морде, такие головы следует избегать).

Головка поршня должна быть вентилируемой. Тихие как правило просто маркетинговая фишка, так как на самом деле по физике они должны быть не выпуклой, а вогнутой формы, но это уже мелочи. Основной принцип: головки поршня и цилиндра должны быть одной и той же системы. Если вдруг у вас стоит тихая (выпуклая) голова поршня, то головка цилиндра должна обязательно быть также тихой (с ответной вогнутостью, см. фото выше).


Двигаемся далее по компрессионной цепи. Далее у нас идёт цилиндр. По сути это обычно металлическая трубка, в которую вставлена голова цилиндра. Сам цилиндр может иметь прорезь сбоку (снизу, сверху, сбоку или вообще кучу по всему периметру как на фото). Эта прорезь нужна для того, чтобы при начале движения поршня во-первых выпустить излишек воздуха, а во-вторых дать разогнаться поршню. Выпускать излишек воздуха надо потому, что после выход шара из канала стволика желательно, чтобы за ним не гнался злобный поток воздуха, сбивающий его с траектории.

Обычно считается, что внутренний объем стволика должен быть вдвое меньше рабочего объема цилиндра. Если это не так (которкий стволик) как раз и применяется цилиндр с отверстием в нужном месте. Та же компания Systema выпскает целую линейку цилиндров с прорезями под разные длины стволиков.

 

Еще один момент - голова цилиндра. Она должна плотно входить в поршень и не травить воздух при сжатии. Для этого на голове цилиндра устанавливают одну или несколько уплотнительных прокладок. Обычно это две прокладки для хорошей головы цилиндра. Также отличается материал изготовления головок - в базе это пластик с вплавленой в него трубочкой - осью для нозла. Хорошие головки сделаны в виде одного куска алюминия и имеют меньше мест для "травли".

В случаях, когда в привод устанавливается очень длинный стволик, объем которого больше, чем половина рабочего объема цилиндра, нам надо увеличить этот самый рабочий объем и обеспечить более быстрое "истечение" воздуха из цилиндра в стволик. В этих случаях используют Bore-Up наборы, то есть наборы с увеличенным сечением. Это более тонкостенный цилиндр и соответствующие ему более толстые (в диаметре) головы цилиндра и поршня, а также более толстый ноззл. Такое ухищрение позволяет в рамках имеющихся посадочных габаритов получить чуточку больший рабочий объем. Однако он не приблизится к рабочему объему специализированных гиров той же СВД или ПКМ.


Особое явление для параноиков, боящихся утечек воздуха - сплошные цилиндры с интегрированной головой цилиндра. Выпускаются фирмой SHS. Выполнены из нержавейки. Очень даже неплохое решение. Это я как параноик со стажем вам говорю.


Последний элемент воздушной головоломки - ноззл. Для того, чтобы он не портил нам всю картину надо использовать ноззлы с уплотнительным кольцом внутри. Иногда встречаются даже  двумя такими колечками.


 

Разумеется, при подборе комплектующих предполагается что вы выбираете комплектующие с одними и теми же геометрическими размерами (по возможности - одного производителя). Уже и не раз и не два сталкивался с тем, что ноззл одного производителя может болтаться на голове цилиндра другого производителя. Или голова поршня будет болтаться внутри цилиндра. Или голова цилиндра никак не лезет в цилиндр...

Во второй части рассматриваются не вошедшие сюда тонкости тюнинга, а также тюнинг скорострельности и точности стрельбы.