понедельник, 5 января 2015 г.

Тюнинг гирбокса. Часть 3: контактная группа, электрика, ключи

После приличного перерыва опять появилась возможность написать продолжение.

Итак, на этот раз будем разбирать всякие особенности электрической части привода. То есть рассмотрим саму контактную группу, которая занимается включением и выключением подачи электрической энергии на мотор, а также провода, контакты и возможные способы улучшения всей этой системы.



Итак, сама контактная группа. Расположена внутри гирбокса и занимается тем, что
по нажатию спускового крючка подаёт электричество на мотор. Вторая важная функция контактной группы - прервать подачу энергии после вытрела в одиночном режиме стрельбы.


Конструкция

На примере контактной группы гирбокса третьей версии. Вот гирбокс после открытия.


Справа вверху виднеется мотор, внизу - "вилка" Т-коннектора для подключения батареи. А контакнтая группа притаилась в районе спускового крючка.


Здесь:

  1. спусковой крючок (в данном случае это гирбокс АК);
  2. деталь, связанная с крючком и толкающая каретку замыкателя к контактам;
  3. каретка замыкателя;
  4. пружина возврата каретки, нужна для разрыва контакта при срабатывании размыкателя или отпускании спускового крючка;
  5. корпус контактной группы, по случайному стечению обстоятельств 5 указывает на местоположение контактов.


А вот на этом фоте запечатлено коромысло размыкателя. При вращении секторной шестерни ото отжимается выступом на корпусе этой самой шестерни и поднимаясь "скидывает" каретку замыкателя с выступа толкателя. Об этом далее.



Сама контакнтая часть состоит из трех деталей: двух лепестковых контактов, установленных в общем корпусе и каретки замыкателя, движущейся по направляющим в этом самом корпусе. На рисунке обведены кружочком, а стрелочки символизируют непоседливый характер каретки, не способной определиться в своем месте в этом жестоком мире.

Как видите, каретка замыкателя уже не соединена с той замечательной пружинкой, которая в норме тянет его от контактов.  В одиночном режиме секторная шестерня толкает специальным выступом коромысло и коромысло приподнимает каретку, она срывается с выступа хитрой детальки и под действием пружины отскакивает в начальное положение, разрывая цепь.
Просто, элегантно, надёжно.

В режиме автоматической стрельбы специальная пластинка селектора на внешней части гирбокса поджимает коромысло так, что оно всегда поднято и не мешает движению каретки. То есть пока нажат спусковой крючок каретка находится в замкнутом состоянии и только при отпускании крючка оттягивается по полной пружиной.

Разберём контактную группу.


Сначала надо снять пружину возврата каретки, потом извлечь контакты можно открутив всю группу (шурупчик возле стрелочки 5, присутствует не во всех приводах).


Далее, отпаяв от неё провода остаётся вытряхнуть замыкатель и открутив пару шурупов снять две детали, прижимающие контакты. 


Всё, контакты можно просто вытащить. Сборка, разумеется, в обратном порядке.


Проблемы контактной группы

О… Тут можно писать трактаты, если разбирать проблемы разных производителей… Но в общем у контактной группы одна беда - это контакты, коммутирующие крайне высокий ток в индуктивной нагрузке (много странных слов, не правда ли). 

Нормальным языком - при включении и выключении через эти контакты происходит "пробег" нехилых таких токов, что при загрязнении контактов приводит к их обгоранию, вплоть до прогорания лепестков насквозь и сплавления контактов. Даже если это не физическое разрушение, то нагар на контактах образующийся при включениях выключениях приводит к повышению их сопротивления и потерях на нагрев и рано или поздно приведёт к отказу.

Всегда ли будет так плохо? Нет, не всегда. Например в приводах АК от DiBoys обнаружил очень качественное покрытие контактной группы, достаточно стойкое к истиранию и прочим проблемам.

Как могут усугубиться такие проблемы? При тюнинге на скорость выстрела. Чем выше мощность мотора и напряжение аккумулятора (вкупе с жесткостью пружины) - тем выше стартовые токи всей системы и тем большей нагрузке будет подвергаться контактная группа. То есть при тюнинге и обслуживании надо в обязательном порядке уделять внимание состоянию контактной группы.

Обслуживание контактной группы.

Всё тривиально. Контакт должен быть чётким, как пацанчики и стабильным как слово чёткого пацанчика. Ну, то есть сам контакт должен происходить на как можно большей площади и при этом быть чистым. То есть обслуживание включает в себя три действия:

  1. Чистка контактов. Может проводиться стирательной резинкой (особенно хороша для этого дела Koh-I-Noor со слоником, много лет пользуюсь их чертежными ластиками со слоном для чистки контактов и карандашами для заметок, эскизов и прочего). Также можно пройтись мелкой наждачкой ("нулёвкой", у буржуйских это 1000 и более grit), но без фанатизма, надо добиться удаления нагара минимально удалив металл контактов. Также обязательно чистить замыкатель.
  2. Правка геометрии контакта, но без помех ходу замыкателя. Надо обеспечить максимальную площадь соприкосновения контактов и замыкателя. Для этого может потребоваться подогнуть контакты и подправить форму "зуба" замыкателя.
  3. Обеспечение защиты контактов от окисления. Лучше всего применять специальные смазки для контактов, в идеале - защитно-консервирующие. Я пользуюсь спреем Cramolin Contaclean - он очищает контакты и покрывает их защитной масляной плёночкой.

Радикальное решение проблемы выгорания контактов.

Как повысить надежность контактной группы? Надо обеспечить протекание через контакты как можно меньшего тока, но при этом оставить ток через мотор на прежнем уровне. Сделать это помогают электронные ключи.

Электронный ключ включает подачу тока в нагрузку при подаче ему сигнала на управляющий вывод. Сигнал включения сам по себе слабенький, поэтому коммутировать его контактной группе легче лёгкого, никакой нагрузки. Вместе с этим, сопротивление современных ключей настолько низкое, что даже меньше, чем у контактной группы. Поэтому проблемы перегрева и прочего им вообще незнакомы.

Типичный ключ включается либо между минусом батареи и минусовым выводом мотора, либо между плюсовым выводом батареи и плюсовым выводом мотора. Оставшийся вывод батареи подключается напрямую к соответствующему ему выводу мотора. Сигнал включения подаётся как правило от плюсового вывода.

Классический ключ на полевом N-канальном MOSFET транзисторе (да, опять странные заумные слова) имеет следующую схему сборки и подключения:

Здесь резистор R5 нужен для того, чтобы в обычном состоянии (покоя) не подавался ток в мотор (закрывает транзистор), а резистор R1 ограничивает ток включающий тразистор. При замыкании контактов спускового крючка в точку их соединения подаётся напряжение с плюсового вывода батареи заставляет транзистор "открыться" и пустить ток по цепи. Как только управляющее напряжение снимается, напряжение снатовится равным 0 и транзистор "закрывается" и привод перестаёт стрелять. Заметьте, что транзистор включается в разрыв отрицательного провода. Самая круть (из доступных) - ключи на базе транзистора IRF1324.

Другую схему подключения имеет другой распространённый вариант на BTS555 (лень рисовать, стырено путем вставки ссылки на изображение):


Это уже не просто транзистор, а специализированная микросхема, снабженная хитрыми схемами контроля и включения транзистора внутри этой сборки. Включается она в разрыв положительного провода, так как транзистор внутри совсем другой. Характеризуется крайне низким внутренним сопротивлением. Главное отличие от предыдущей схемы - ключ включается в разрыв положительного провода.

Кроме этого, есть целый ряд хитрых специальных ключей, точнее даже электронных  устройств, позволяющих расширить функционал привода с помощью страшных электронных вуду-премудростей. Навроде добавить отсечку после трех выстрелов, регулировки скорострельности, функций умного предохранителя и тому подобных радостей.

В общем, ключ - кардинальное и бесповоротное решение проблемы надежности контактной группы. Специальные ключи еще наверняка будут рассмотрены в других постах.