Что такое прямой и обратный аккумулятор. Разница между прямой и обратной полярностью. Какие будут последствия, если перепутал клеммы

Многие автомобилисты знают, что может произойти в случае путаницы с аккумуляторными клеммами. Да, это случается не специально, а по причине недостаточного опыта. В автомобилях отечественного производства и многих иномарках полярность аккумулятора различается. Автомобилисты-аматоры, зачастую не знают о таком термине и о существовании каких-либо различий между видами полярности. Данная статья поможет разобраться в указанной теме и ответит на вопросы касательно полярности аккумуляторов.

Что такое полярность аккумулятора?

Понятие полярности подразумевает под собой расположение внешних клемм аккумулятора, которые ещё называют токовыводами, на крышке АКБ или её лицевой стороне. Принято выделять две самые распространённые схемы полярности – прямую и обратную. Проще говоря, в одной схеме минусовая клемма находится слева, в другой — справа.

Важно! Для тех, кто собирается переезжать за границу и обосновываться там, заметим, что существуют также и весьма непривычные расположения внешних аккумуляторных клемм, на что стоит обратить внимание еще в начале эксплуатации транспортного средства.

Какие полярности АКБ бывают?

У вас приблизительно уже должно складываться понятие полярности и её видов. Но как определить, заглянув под капот, какая полярность у вашей АКБ, прямая или обратная? Аккумуляторные батареи с прямой полярностью устанавливаются на большинство отечественных автомобилей. Но что такое прямая полярность аккумулятора и каким образом она определяется? На самом деле всё предельно просто. Возьмите АКБ, разверните её к себе лицевой стороной. У вас перед глазами должна оказаться этикетка, а клеммы снизу. Если клемма положительного заряда будет слева, а отрицательного, соответственно, справа, тогда у него прямая полярность. Вот и вся схема. АКБ такого типа стоят на большинстве автомобилей отечественного производства.

Обратная полярность – это разработка европейских инженеров. На 90% европейских автомобилей ставится аккумулятор с обратной полярностью. Она отличается от прямой только развёрнутым расположением клемм. Для её определения проделайте те же манипуляции, что и с прямой. Только теперь минусовой токовывод будет находится слева, а плюсовой – справа. Такие АКБ стоят практически на всех автомобилях европейского производства. Исключения встречаются, но они весьма редкие.

Интересный факт! Европейские аккумуляторы отличаются от азиатских не только габаритами, формой, расположением клемм, а ещё и их диаметром. Стандарты Европы: плюсовая клемма — 19,5 мм, минусовая — 17,9 мм. В Азии они меньше: плюс — 12,7 мм, минус — 11,1 мм.

Как ещё можно определить прямую и обратную полярность АКБ автомобиля? Если не брать в расчёт полюса, то «на глаз» их различить практически невозможно. У таких аккумуляторов внешние различия отсутствуют. Корпус, банки и их количество, сила тока, даже этикетка, всё идентично.

Конечно, присутствуют ещё такие условные цифровые обозначения, как «0» и «1».

Как узнать, полярность 0 — это прямая или обратная? Запутать себя разнополярными аккумуляторами очень просто, так как можно приобрести АКБ с неподходящим расположением токовыводов. Прямая полярность – это единица, обратная – это ноль. Конечно для таких случаев можно купить переходник с прямой полярности на обратную, но это тоже не выход, поскольку это не совсем удобно. Даже опытные водители, совершив спонтанный выбор, попадаются в сети случая.

Важно! Если ваших знаний недостаточно, обратитесь к консультанту магазина автозапчастей и попросите подобрать аккумулятор для вашего автомобиля. У продавцов должны быть каталоги АКБ с деталным описанием каждой. Это наиболее оптимальный вариант.

Можно ли установить аккумулятор другой полярности?

Это достаточно частый вопрос водителей, имеющих недостаточный опыт. Порой новички не только покупают первый понравившийся аккумулятор, но ещё и сразу устанавливают его на автомобиль. Везёт тем, кто «попал пальцем в небо», но в других случаях придётся худо.

Если в свой автомобиль подключить аккумулятор не той полярности, может сгореть вся электроника вместе с мозговым центром или даже произойти пожар. Поэтому необходимо элементарно провести сравнение со старой батареей и запомнить расположение полюсов. Если же вы определили это после того как вышли из магазина, ничего страшного, вам должны заменить АКБ,

главное не спешить с подключением этого аккумулятора.

Но может случиться и так, что об ошибке вы узнали только после установки, когда клеммы ободрались и замкнули, а в магазине вам отказались менять батарею, аргументируя это тем, что это не гарантийный случай. Как поступать?Постарайтесь продать такую АКБ. Поясните причину продажи и далее будьте внимательнее. Если никто не покупает, что уже поделать, всё равно придётся брать новый «правильный» аккумулятор.

Интересный факт! Все аккумуляторные батареи до середины прошлого века имели напряжение только в пределах 6 Вольт.

Подписывайтесь на наши ленты в

Во всех статьях и обзорах, связанных со сваркой, присутствует электрическая тема. Хоть аппараты, хоть электроды, хоть виды швов – в любом сварочном вопросе упоминается и уточняется вид тока. Где-то он постоянный, где-то переменный, а еще у него есть два варианта – прямая и обратная полярность при сварке.

Пора разобраться, что к чему, чтобы правильно выбирать материалы, аппараты, электроды и методы сварки. Знание нюансов об электричестве в сварке помогут вам быстро и правильно настроить инвертор, от чего качество сварочных швов зависит в большой степени.

Конечно, можно всю жизнь проработать на своем инверторном аппарате, в котором по умолчанию постоянный ток настроен на прямую полярность: у вас нет никаких хлопот или проблем с перестройками сварочного электричества.

Эта чудесная идиллия возможна лишь при условии, что вид работ у вас один и тот же, вы не меняетесь, всех возможностей своего аппарата так и не знаете, и вообще зачем про электричество, все и так хорошо, не надо усложнять…

Не надо, так не надо, но вот если вам понадобится варить, например, качественную высоколегированную сталь, то ваша идиллия сразу же нарушится: качественного шва со старыми электрическими настройками у вас не получится.

Вам придется разбираться с понятием обратной или прямой полярности при сварке, в чем мы прямо сейчас вам поможем.

Во-первых, работа на инверторном аппарате подразумевает постоянный ток. А он, в свою очередь, подразумевает два гнезда для подключения плюсовой и минусовой клемм. Давайте запоминать полярность при сварке инвертором по подключению электрода, так легче. Если электрод подключен к минусовому гнезду, то это прямая полярность при сварке. Если к плюсовому – она обратная.

Прямая и обратная полярность.

В принципе при прямом варианте электрод, который подключен к отрицательной клемме, сам становится катодом. А анодом становится наша металлическая заготовка. При обратном варианте электрод начинает работать анодом, потому что он подключен к плюсовому полюсу. Ну а заготовка, соответственно, превращается в катод.

В обоих случаях образуются анодные и катодные пятна. Анодное облако – погорячее, причем значительно: разница в температурах анодной и катодной областей доходит до 800°С.

Не упустим из внимания важную деталь: если мы говорим о двух вариантах – прямом и обратном, это всегда имеет отношение только к постоянному току. Дело в том, что при переменном токе полярность сама меняется с прямой на обратную с высокой частотой.

Еще раз: переключение прямой и обратной полярностей имеет смысл и возможно только при постоянном токе, это сварка постоянным током. При переменном токе в таком переключении нет ни смысла, ни возможности. Друзья, это физика.

Прямая полярность

По своей сути ток представляет собой движение заряженных частиц – электронов. Они двигаются от отрицательного полюса к положительному – это классика. Вот и у нас в процессе сварки электроны двигаются в направлении к металлической заготовке от электрода. Поэтому происходит нагрев металла. Электрод остается холодным.

Итак, электрод подключен к минусу, металлическая заготовка – к плюсу. Это классическая полярность при сварке инвертором. На стороне плюса распространяет свое тепло чудесное анодное облако.

Прямое подключение постоянного тока имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать в обязательном порядке:

• при прямом подключении получается стабильная и ровная дуга со всеми вытекающими последствиями в виде швов высокого качества;
• сварочный шов отличается узостью и глубиной;
• ни в коем случае не применяется, если на электродах указано, что они предназначены для технологии переменного тока;
• с некоторыми металлами при работе в инертных газах повышается коэффициент наплавки;
• состав металла в шве при прямой полярности имеет особенности: в нем практически нет углерода, зато присутствуют кремний и марганец;
• довольно высокая степень разбрызгивания металла;
• быстрая плавка расходника с его частой заменой.

Обратная полярность

Мы помним, что при обратной полярности при сварке постоянным током плюсовое анодное теплое пятно находится на электроде, Таким образом мы исключаем дополнительный нагрев металла, к которому подведена минусовая клемма. Основным видом сварки при обратном подключении является электродуговая с флюсом и метод в среде защитных газов, в частности – в аргоне.

Главными металлами «потребителями» обратного подключения являются высоколегированные стали и тонкие заготовки из любого металла: здесь имеет значение тонкость края, которую легко прожечь при малейшем перегреве. Так что работы при обратном подключении можно назвать вполне себе деликатными. А там, где деликатность, там особенности исполнения и профессиональные советы.

Вот какие технологические особенности использования обратной полярности нужно принять во внимание:

• шов при обратном подключении шире и меньшей глубины, чем при прямой;
• великолепно справляется с соединением тонких и средней толщины кромок металлических заготовок;
• сварочная дуга не такая стабильная, как при прямой полярности, если напряжение низкой силы, дуга начинает скакать и прерываться;
• если вы варите высоколегированную сталь, то кроме обратного подключения нужно соблюдать дополнительные требования по рабочему циклу и температурному режиму остывания стальных заготовок;
• ни в коем случае не варить с электродами, чувствительными к перегреву;
• дополнительное снижение температуры на заготовке можно через снижение потенциала напряжения;
• то, что дуга не очень стабильна, можно использовать во благо: очень тонкие края лучше варить прерывистым швов – прерывая дугу;
• если в сварке на постоянном токе обратной полярности вы делаете шов встык, зазор между поверхностями должен быть минимальным, если же шов внахлест, поверхности приживать друг к другу герметично. Иначе вы получите прожог;
• отбортовка краев свариваемых поверхностей отлично поможет для снижения риска прожога.

Как выбрать правильную полярность

Понятно, что при сварке инвертором допускаются прямая и обратная полярность. По умолчанию эти аппараты обычно настроены на прямое подключение.

Но если вы работаете с разными металлами и металлическими заготовками разной толщины, вам придется самостоятельно настраивать параметры сварочного тока и, в частности, полярность. Это нетрудно, поехали.

Все дело в перемещении теплого анодного пятна, то есть концентрации нагрева. При прямой полярности плюс идет на металлическую заготовку, как раз она и разогревается. Именно от данного фактора зависит выбор варианта подключения при работе с разными заготовками из разных металлов. Все логично и просто, вот критерии решений по поводу подключения постоянного сварочного тока:

Толщина края металлической заготовки

Постоянный и переменный ток сварки.

Толстые края поверхностей? Конечно же сварка током прямой полярности! Дополнительная концентрация тепла в местах плавки в толстых деталях будет способствовать глубокой проверке и, следовательно, получению качественного прочного шва. Если же края свариваемых поверхностей тонкие, то рассуждать, а затем действовать нужно совсем наоборот.

Тонкие края важно не перегреть, чтобы не допустить прожога. Так что отправляем теплое анодное пятно от греха подальше на другую сторону – к электроду. Так что тонкие детали варим при обратном подключении.

Вид металла

Здесь нам поможет перемещение теплового анодного пятна: каким металлам оно не повредит, а, наоборот, поможет? Правильнее всего будет внимательно читать инструкции по электрической настройке сварочного аппарат, которые сопровождают любой современный сплав.

Но уже сейчас можно запомнить факт, что алюминий вместе со сплавами тепло только приветствуют, оно помогает снизить количество образующихся окислов во время процесса. Так что сварка алюминия постоянным током проводится только при прямом подключении. Официально это будет называться сваркой алюминия постоянным током в среде аргона.

А вот сталь, чугун с различными стальными сплавами требуют обратного подключения постоянного сварочного тока: никакого дополнительного тепла им не нужно из-за риска образования тугоплавких соединений.

Цветные металлы, как алюминий, варятся неплавящимися вольфрамовыми электродами только при прямом подключении без каких-либо исключений.

Вид электрода

Вы ведь знаете, что современные электроды подразделяются по огромному количеству критериев, они производятся в невероятном разнообразии. Электрические параметры также входит в описание каждого вида электрода. Читать инструкции самым внимательным образом еще никому не помешало.

Но здесь мы вполне можем рассуждать логически, чтобы выбирать правильную полярность для каждого вида электрода. Выбор зависит от того же – теплого анодного пятна, то есть температурного режима. А такие режимы у электродов зависят от типа флюса и многих других факторов.

А что делать, если в инструкции к металлу или сплаву требуется одни электрические параметры, а у выбранного электрода требуются совсем другие настройки сварочного тока? Такое бывает, ответ в этом случае только один: пробуйте и ищите оптимальный вариант опытным путем.

Силу тока, рабочие циклы, подключение к полюсам – все придется настраивать вручную. Но ведь голова нам дана, чтобы думать, верно?

Покупка деталей или различного оборудования для автомобиля накладывает на автовладельца определенные обязательства. Важно грамотно отнестись к такому вопросу, особенно если он касается электрической части машины. Отправляясь в магазин, стоит заранее уточнить, какая полярность аккумулятора – прямая или обратная. Ошибка в выборе может стоить в последующем достаточно дорого.

Отправляясь за новой батареей, обычно автомобилистов интересуют несколько главных параметров изделия:

• емкость;
• напряжение;
• габариты.

О том, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, они могут задуматься, лишь пытаясь использовать неверно подобранный товар. Хотя визуально такое отличие незнающему человеку не бросается в глаза.

Разбираясь, что значит полярность АКБ прямая или обратная, нужно учитывать, что подобное явление не относится к физико-химическим параметрам, а лежит в плоскости конструкционной разницы.

Внутри большинство стандартных батарей состоит из нескольких небольших аккумуляторов, разделенных специальными преградами. Обычно модулей 6 штук в 12-вольтовом изделии. В каждом из них присутствуют положительные и отрицательные пластины, а при нормальных условиях все модули выдают напряжение около 2-2,2 В, и все они между собой последовательно соединены. Все они располагаются в заданной последовательности относительно передней стенки готового изделия.

Действующие стандарты

Устанавливаемые в легковушки батареи с наружной стороны оснащены парой внешних клемм, которые принято называть «плюсовой» и «минусовой». Традиционно их маркируют математическими символами «+» и «-». Необходимо учитывать, что по международной классификации обозначения выполнены исключительно рельефным способом (выпуклостью/вогнутостью). Таким образом, их можно будет разобрать в любых условиях, включая ночное время.

Уточняя, обратная полярность аккумулятора, что это такое, стоит учитывать положение клем по отношению к автомобилисту. Предварительно нужно установить соответствующим образом АКБ. Поворачиваем ее широкой стороной к себе так, чтобы контакты были максимально приближены к смотрящему.

Верхняя этикетка станет правильно читаемой. В подобной позиции по правую руку окажется «плюс», а по левую – «минус». Данная позиция будет обратной. Она характерна для подавляющего большинства современных европейских производителей. Открыв капот любой популярной иномарки типа BMW, Audi, Skoda или прочих, можно обнаружить именно такой тип устройства.

аккумулятор с обратной полярностью

В случае с отечественными авто водителей должен интересовать вопрос о другом, прямая полярность аккумулятора, что это такое. Это связано со спецификой наших легковушек. В них от ВАЗ 2107 и «Москвича» до «Калины» и «Весты» применяется прямой тип монтажа клемм. В некоторых источниках встречается вариант названия – «российский тип».

Существуют также и другие, менее популярные формы установки выносных контактов, при которых они располагаются, например, диагонально либо у коротких сторон АКБ. Однако, эти индивидуумы попадаются весьма редко и на совсем экзотических автомобильных марках. Наиболее частые «иностранцы» у нас – это аккумулятор с обратной полярностью.

Важно знать, что имеется конструкционное отличие между «азиатским» и «европейским» вариантом АКБ.

Традиционно в европейских батареях контакты «утоплены» ниже основной верхней плоскости. Изделия южнокорейских или японских компаний оснащаются батареями с выступающими клеммами. Они также отличаются слегка по диаметру, поэтому необходимо учитывать данный факт при зятягивании контактов, чтобы не слетали на кочках.

Проблемы с переполюсовкой

Неверно выбранные батареи способны привести к плачевным результатам. Замена полюсов на дорогой машине способна вызвать короткое замыкание. Данный факт влечет за собой выход из строя основной электроники («мозгов»), без которой авто не сдвинется с места.

Также возможен более негативный прогноз, по которому искры под капотом вызовут возгорание. Пожар в гараже способен привести к плачевным результатам.

Помогают водителю в такой ситуации, не доводя до негативного сценария, заботливые инженеры автомобиля. Они маркируют цветом провода с контактами и саамы выходы на АКБ цветами: красным + и черным -. Это должно остановить внимательного водителя. Также при установке неверного АКБ может не хватать длины проводов к соответствующим контактам. Нужно учесть, что традиционно положительная клемма имеет немного большие габариты как в азиатской версии, так и в европейской.

Важно знать, что руководствоваться для определения полярности необходимо исключительно рельефным рисунком, так как наклейки могут быть по случайности перепутаны.

Некоторые водители перекручивают батарею с неверной полярностью на 180 градусов, но делать это не стоит, даже если применять удлинители для клемм. Сечение проводов рассчитать проблематично, а также чрезмерно длинные контакты могут соприкасаться в нежелательных местах с другим оборудованием. Категорически нельзя также допускать перекрещивания проводов.

Данная статья написана в помощь новичкам, которые еще плохо разбираются в автомобилях и тем более в их электрических элементах. Дело в том. Что купив аккумуляторную батарею с неправильной полярностью, и невнимательно подсоединив клеммы, можно спалить большую часть электроники с главными «мозгами», или послужить начавшемуся пожару.

Поэтому, всем начинающим автовладельцам будет полезно изучить данную информацию. И не потратить зря свои деньги при покупке нового аккумулятора, и не стать причиной возгорания.

Что такое полярность на аккумуляторной батареи

Полярность на аккумуляторе — это расположение клемм аккумулятора относительно друг друга. На сегодняшний день, большинство аккумуляторов выпускаются в одинаковом формате всеми производителями. Но из-за разницы в развитии автомобилестроения, сейчас одинаково пользуются спросом аккумуляторы с прямой и обратной полярностью.

Стоит отметить, что различные автопроизводители и производители аккумуляторов пытались создать новые стандарты, но они не получили большого развития и перестали выпускаться.

Так что, выбор остался только между батареями с клеммами, поменянными местами. То есть, на одних автомобилях устанавливается аккумулятор на которой плюсовая клемма находится справа, на другие устанавливается аккумулятор с плюсовой клеммой находящейся слева. Именно так различаются современные стандарты.

Прямая полярность аккумулятора

Аккумуляторная батарея с прямой полярностью — это разработка отечественного автопрома. Поэтому, в большинстве случаев устанавливается именно на отечественных автомобилях. Такие батареи установлены на моделях от ВАЗ 2101 до Lada Vesta.

Распознать его очень просто. Если поставить аккумулятор этикеткой к себе и посмотреть на полюса клемм, то плюсовая должна находиться по левую руку. Для большего понимания можно посмотреть на схему такого аккумулятора.

Обратная полярность аккумулятора

Обратная полярность батареи используется на зарубежных автомобилях (тоже есть исключения, но большинство). В ней отличается расположение клемм на противоположное. То есть. Если поставить аккумулятор этикеткой к себе, то плюсовая клемма окажется по правую руку.

Отличия аккумуляторных батарей

Тут находится самая главная загвоздка, дело в том, что аккумуляторы ничем не отличаются, кроме расположения плюсовых и минусовых клемм. Корпус, цвет, этикетка, банки и емкость полностью совпадают, а вот клеммы различаются. Поэтому, перед тем как приобретать новый аккумулятор, стоит внимательно изучить свой и затем отправляться за покупкой.

Не стоит надеяться, что Вы опытный водитель и не перепутаете. Не только новички совершают такие ошибки. Даже опытный водитель способен перепутать тип аккумулятора и купить ненужный, если будет делать покупку спонтанно или спешить.

Если Вы не уверенны в том, какой аккумулятор нужен для вашего автомобиля, то стоит поинтересоваться у консультанта. Обычно в специализированных магазинах присутствуют каталоги автомобилей, в которых указан тип полярности. В таком случае, вы исключите возможность ошибки и приобретете правильную деталь.

Можно ли устанавливать аккумулятор другой полярности

Прежде всего, стоит опять предупредить, что короткое замыкание или перепутанные полюса, могут привести к серьезным поломкам электроники автомобиля и даже к пожару. Так что, необходимо относится к замене батареи очень аккуратно, во избежания различных неприятностей.

Но в том случае, если Вы уже приобрели аккумулятор не той полярности, или он достался в подарок, или по скидке, тогда есть два варианта развития ситуации.

Первый вариант — это удачный. Вам повезло и провода в автомобиле свободно дотягиваются до нужных клемм. Тогда ничего делать не нужно, а просто затягиваем контакты на правильных полюсах и пользуемся аккумулятором.

Во втором случае, который встречается очень часто. Провода в автомобиле строго рассчитаны под аккумуляторы с определенной полярностью, и запаса по длине не имеют. Поэтому, будет необходимо приобрести на автомобильном рынке более длинные провода, возможно предназначенные для другого автомобиля и переставить все контакты с родных, это позволит нарастить длину самым правильным способом. Также, можно нарастить куском провода или использовать то, что попадется под руку. Но тогда появляется шанс неправильного подбора сечения провода или плохого контакта, что приведет к быстрой разрядке аккумулятора и перегревы проводов, а возможно и к короткому замыканию (если оплетка провода сильно оплавится) или к возгоранию.

Вывод

На самом деле, в правильном выборе полярности аккумулятора нет ничего сложного, но стоит приложить минимум внимания, для избежания будущих трудностей. Ведь проще снять старый аккумулятор и поставить новый, чем переделывать провода рассчитанные под большую силу тока.

Автомобильные аккумуляторы обладают такой характеристикой, как полярность. И при выборе нового аккумулятора, очень важно правильно определить нужную полярность. Иначе у вас могут возникнуть проблемы при его установке. В данной статье мы расскажем о том, как определить полярность аккумулятора автомобиля.

Наиболее распространённые схемы расположения токовыводов — это прямая и обратная полярность. Также существуют и весьма экзотические варианты расположения токовыводящих элементов, но на российском рынке они не прижились. Ошибка в выборе полярности не позволит использовать батарею по назначению – токоприёмные полюсные провода, скорее всего, просто не дотянутся до соответствующих клемм. Поэтому перед покупкой нового аккумулятора лучше уточнить, какая полярность у вашего текущего аккумулятора. Так вы сможете быстро сориентироваться и избежать ошибки.

Хотя данная ситуация не является катастрофической. Если на руках имеется чек (либо паспорт изделия со штампом торгующей организации), то в магазине можно без проблем поменять купленную батарею на ту, которая полностью соответствует требуемым критериям. Но вся эта процедура отнимает немало времени и душевных сил, к тому же ситуации бывают разные: торговая точка закрыта на переучёт, продавец по тем или иным причинам не вышел на работу… А как обменять аккумулятор, купленный в интернет-магазине? Разумеется, и в этом случае законодательство обязывает произвести возврат или обмен товара, но на это уйдёт гораздо больше времени.

Поэтому проще всего лишь один раз определить и запомнить тип полярности аккумулятора в вашем автомобиле. Сделать это весьма несложно. На аккумуляторных батареях ёмкостью до 110 А·ч токовыводы располагаются по длинной стороне. Расположите аккумулятор этой стороной к себе . На выводах, или рядом с ними, должны быть расположены значки «+» и «-», обозначающие соответствующие полюса. Если справа оказался плюсовой вывод (обычно он немного толще минусового), то это аккумулятор обратной полярности. А если «плюс» находится слева, то перед вами аккумулятор с прямой полярностью.

На отечественных легковых машинах (а также на большинстве автомобилей зарубежных марок, чья сборка осуществляется на территории России) установлены аккумуляторные батареи с прямой полярностью. На иномарках, собранных в других странах, установлены аккумуляторы с обратной полярностью.

Определение полярности аккумуляторов для грузовых автомобилей происходит схожим способом. Поворачиваем аккумулятор стороной с токовыводами от себя (на грузовых аккумуляторах это короткая сторона) и смотрим где плюс и где минус. Если плюсовая клемма находится справа, то это так называемая обратная или европейская полярность. Если же плюсовая клемма слева, то это прямая или российская полярность.

Слева — европейская или обратная полярность, справа — российская или прямая полярность

Если вы осмотрели свой аккумулятор, но вам не удалось определить где у вас «Плюс» и «Минус», то вы можете обратить внимание на толщину токовыводящих клем. На большинстве используемых в Европе и России аккумуляторов толщина токовыводящих элементов задаётся единым стандартом — на плюсовой клемме она составляет 19,5 мм, а на минусовой — 17,9 мм. Разница между ними заметна не вооруженным взглядом, плюсовая клемма заметно толще. Но, также встречаются аккумуляторы с тонкими клеммами. У них толщина плюсовой клеммы — 12,7 мм, а минусовой — 11,1 мм.

Видео об определении полярности аккумулятора

Как определить полярность аккумулятора автомобиля

Что такое полярность аккумулятора автомобиля и как ее определить?

При выборе аккумулятора нужно обязательно обращать внимание на ряд параметров. Среди основных стоит отметить номинальную ёмкость, типоразмер корпуса, стартерный ток и полярность. Сегодня мы поговорим о полярности аккумулятора автомобиля и о том, как её определить. Это один из ключевых параметров АКБ. Если выбрать неподходящую полярность Вы просто не сможете подключить батарею на автомобиле и начать её эксплуатацию.

Почему необходимо знать полярность аккумулятора автомобиля?

Полярность – это характеристика аккумулятора автомобиля, которая определяет расположение его внешних выводов. Если вы купите аккумулятор для автомобиля не той полярности, то получите проблему с его установкой и подключением.

Дело в том, что посадочная ниша под аккумулятор позволяет установить его в одном положении. Если полярность будет неподходящей, то длины проводов с клеммами просто не хватит, чтобы подключить их к соответствующим выводам батареи. То есть, вы просто не сможете эксплуатировать аккумулятор.

Конечно, можно заняться удлинением соответствующих проводов и «победить» в сложившейся ситуации. Но, подумайте, нужны ли вам ненужные проблемы и изготовление всяких дополнительных «костылей»? В такой ситуации, скорее всего, вы поедете обратно в магазин или обратитесь в интернет-магазин для замены АКБ на модель требуемой полярности. В этих случаях продавцы идут навстречу, и батарею можно будет поменять. Но, чтобы не терять драгоценное время и не тратить понапрасну нервы, выбирать требуемую полярность нужно уметь сразу. Давайте, разберёмся, как это делать.  

Виды полярности АКБ

Производители выпускают аккумуляторные батареи с шестью видами полярности. Они отличаются компоновкой и объединением между собой элементов АКБ. Наиболее распространены из них четыре вида полярности. Два вида используются в аккумуляторах для легковых автомобилей и ещё два – для грузовых.  

Аккумуляторы для легковых автомобилей

Перед тем, как определить полярность аккумулятора автомобиля, разверните его к себе лицевой частью (с наклейкой). Выводы аккумулятора будут находиться на верхней стороне аккумулятора на ближней к вам стороне. Теперь смотрим расположение положительного (+) и отрицательного (вывода) на АКБ. Возможны два варианта:

1) Положительный токовывод справа, а отрицательный слева. Это обратная полярность или европейская. Она ещё обозначается, как «0». На изображении ниже показан вид аккумулятора автомобиля сверху.

Обратная полярность аккумулятора автомобиля

2) Положительный токовывод слева, а отрицательный справа. Это прямая полярность аккумулятора автомобиля или российская. Этот вид полярности ещё обозначается, как «1». Ниже можно посмотреть вид сверху на батарею с прямой полярностью.

Прямая полярность аккумулятора автомобиля

Здесь стоит ещё сказать о мифических «азиатской» и «американской» полярностях. Таких в природе не существует. Есть азиатский и американский типоразмер АКБ. Аккумуляторы азиатского типа имеют ширину несколько меньше европейских, а высоту немного больше. Кроме того, у них нет «ступеньки» на верхней крышке. Клеммы азиатских аккумуляторов могут быть тоньше, а в ряде случаев выполнены под другие крепления.

АКБ американского типа отличаются видом токовыводов и их расположением. Выводы находятся не на верхней плоскости, а на боковой. Выполнены они под крепление болтом. Хотя есть модели имеющие выводы и на боковой поверхности, и стандартные на верхней крышке.

Азиатский типоразмер

Американский типоразмер

Что касается полярности, то у азиатских АКБ она обратная или «0», а у американских – прямая или «1».

Вернуться к содержанию

 

Аккумуляторы для грузовых автомобилей

На большинстве аккумуляторов для грузовых автомобилей токовыводы располагаются по одной из коротких сторон АКБ. Чтобы определить полярность автомобильного аккумулятора, поворачиваем батарею к себе стороной с выводами и смотрим их расположение. Здесь также два варианта:

1) Положительный вывод слева, а отрицательный справа. Это полярность автомобильного аккумулятора обратная или европейская. Она обозначается цифрой «3».

Обратная полярность грузового аккумулятора

2) Положительный вывод справа, а отрицательный слева. Это полярность автомобильного аккумулятора прямая или российская. Она обозначается цифрой «4».

Прямая полярность грузового аккумулятора

Грузовые аккумуляторы могут встречаться с компоновкой, обозначаемой цифрой «2». В этом случае токовыводы АКБ расположены на верхней стороне по диагонали.

Диагональное расположение выводов

Вернуться к содержанию  

Прочие виды полярности

Существуют ещё два менее распространённых вида компоновки АКБ, обозначаемые цифрами «6» и «9». Они представлены на изображениях ниже.

Полярность 6

Полярность 9

Вернуться к содержанию  

Как определить полярность при отсутствии маркировки выводов?

Бывает, что нужно определить полярность автомобильных аккумуляторов, на которых отсутствует маркировка токовыводов. Как правило, этой проблемы не существует, поскольку производители АКБ выделяют выводы знаками «+» и «-». Часто их дополнительно выделяют цветами. Положительный красным, а отрицательный чёрным или синим цветом. Но, предположим, маркировки нет. Что делать тогда?

Предлагаем вам 4 разных способа определения полярности выводов:

• Диаметр токовыводов. Наиболее простой вариант – это измерить диаметр выводов аккумулятора. Положительные выводы всегда имеют больший диаметр, чем отрицательные. Если быть точнее, то при европейском типоразмере плюсовой токовывод имеет диаметр 19,5 мм, отрицательный — 17,9 мм. Для АКБ азиатского типоразмера эти значения составляют 12,7 и 11,1 миллиметров. Для измерения диаметра можно воспользоваться штангенциркулем;
• Лимонная кислота. В принципе можно взять слабый раствор любой другой кислоты. К выводам АКБ прикручиваете медные провода, а другие их оголённые концы опускаете в раствор кислоты. Они не должны касаться друг друга. Где будет наблюдаться бурное газовыделение, там находится минусовой токовывод;
• Сырой картофель. В этом случае медные проводки втыкаются в срез картофелины. Расстояние между ними от 5 до 10 миллиметров. Вокруг провода от положительного вывода картофель позеленеет;
• Мультиметр. Берете мультиметр и включаете его на замер напряжения. Щупами касаетесь выводов АКБ и смотрите показания. Если напряжение будет со знаком плюс, то под щупом красного цвета у вас вывод «+», а под чёрным «-». Если напряжение со знаком минус, то, наоборот. Под красным щупом вывод «-», под чёрным «+».

Теперь вы знаете, как определить полярность аккумулятора автомобиля самостоятельно. Если у вас ещё остались вопросы, задавайте их в комментариях. И не стесняйтесь пытать консультантов в магазинах насчёт характеристик аккумулятора. Они обязаны знать их все и проконсультировать вас. Удачных покупок!

Вернуться к содержанию

Полярность аккумулятора

Полярность – расположение на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими элементами. Так как полюса всего два – положительный и отрицательный, то и вариантов расположения их немного – прямое и обратное. Мы рассмотрим по отношению к чему принято определять расположение клемм, что будет если случайно перепутать полюса, когда специально делается переполюсовка.

Что означает прямая и обратная полярность аккумулятора

Расположение клемм на аккумуляторе происходит всегда в определенной последовательности, по стандарту стран производителей. Клеммы всего две, плюс и минус. Они могут иметь разное положение, но наиболее удобным для обслуживания оказалось вынести клеммы на крышку. При этом они бывают поднятыми или утопленными, отличая европейский и азиатский тип.

Клеммы удобно располагать на крышке с двух сторон. Прямая и обратная полярность отличают аккумуляторы только переменой места полюсов. Если прямым считают положение, когда ты читаешь надписи на лицевой стороне, а правая рука касается правой плюсовой кнопки. Обратное положение- та же рука касается отрицательной кнопки.

Это важно учитывать, покупая аккумулятор взамен старого. Подключать клеммы наоборот будет неудобно, придется наращивать один провод, укорачивать другой.

Как определить – полярность аккумулятора прямая или обратная

У каждого аккумулятора есть лицевая сторона, снабженная маркетинговыми и информационными наклейками. Если поставить аккумулятор лицом к себе, клеммы располагаются по правую и левую руку.

«Прямая» полярность в маркировке иногда отмечается цифрой 1. Это российская компоновка аккумуляторов. Если аккумулятор стоит лицом, плюсовая кнопка под левой рукой, красная или с рифленым плюсом. Правая — отрицательная

«Обратная» полярность в классификациях отмечается цифрой «0». Чтобы определиться, нужно поставить аккумулятор лицом к себе. Левая рука ляжет на отрицательную клемму, а правая – на положительную.

Прямая и обратная полярность обозначают различие во внутренней схеме контактов банок на ту или другую сторону. Практически это значит, при замене аккумулятора владелец может перепутать полюса при подключении к шинам авто.

Разница между прямой и обратной полярностью аккумулятора

Ничем другим, кроме расположения полюсов, прямые и обратные схемы соединения банок в батарею не отличаются. Но при установке в гнездо не того аккумулятора могут возникнуть проблемы. Их будет еще больше, если не подойдут провода или перепутаете полярность.

Полярность грузовых аккумуляторов

Конечно, лучше поставить аккумулятор правильной полярности, но места под капотом больше, провода длиннее, поэтому правильно подсоединить можно любой аккумулятор. Важно не перепутать полюса при сборке схемы. В связи с тем что аккумуляторы для грузовиков габаритнее, вариантов подсоединения в них больше — полюса располагаются по вертикали, горизонтали и диагонали, меняясь местами.

 Как определить полярность аккумулятора

На грузовых авто установлены емкие и тяжелые аккумуляторы. У них точно также как определяется прямая и обратная полярность. Справа положительный полюс – прямая полярность, отрицательный – обратная. Только смотреть нужно не с лица, а со стороны, где ближе выводы. И обратная полярность в грузовом авто маркируется цифрой «3», а прямая цифрой «4». Если контакты расположились по диагонали – они маркируются цифрой «2». Есть еще виды расположения полюсов с маркировкой «9» и «6»

Что означает обратная полярность аккумулятора

Обратная полярность значит предусмотрена вариативность посадки – относительное расположение полюсов аккумуляторов даже у одного производителя может быть прямым и обратным. Это позволяет эффективнее использовать подкапотное пространство, делая удобную компоновку. Тем важнее выбрать точно такой же аккумулятор. Если полярность обратная, независимо, в грузовой или легковой машине, катод будет всегда находиться под правой рукой, при условии, что аккумулятор стоит правильно.

Смена полярности аккумулятора

Смена полярности аккумулятора может произойти случайно или преднамеренно. Если вы перепутали клеммы при прикуривании – материальные издержки как донору, так и акцептору обеспечены.

Если случайно произвели смену полярности в своем авто, то в лучшем случае сгорит главный предохранитель, в худшем – диодный мост. Чем быстрее заметили косяк – тем меньше потери.

Смена полярности, как переполюсовка применяется для возвращения работоспособности сульфатированному АКБ. Аккумулятор с аппетитом ест сульфат свинца, очищая пластины. Но переполюсовка – работа аккумулятора вопреки правилам. Вынужденная мера должна быть временной. Гораздо лучше использовать при десульфатации двойную смену полярности.

Видео

Полярность прямая, обратная – вроде бы ясно все. Но случаются эксцессы. Предлагаем видео по теме.

Как узнать полярность у аккумулятора

При покупке автомобильного аккумулятора следует обратить внимание на полярность. Если АКБ будет неправильно подключена, то электрика машины может полностью выйти из строя.

Что такое полярность аккумулятора

Источник постоянного тока имеет, как положительный, так и отрицательный контакт. К ним подключаются потребители электричества. Узнать полярность батареи не составит большого труда. На корпусе имеются значки плюса и минуса, часто бывают цветовые обозначения.

Кроме того положительный контакт имеет больший размер. У большинства автомобилей положительная клемма 19,5 мм, а отрицательная 17,9 мм. У азиатских машин (Asia) плюсовая клемма 12,7 мм, а минусовая 11,1 мм.

Такие особенности почти полностью исключают вероятность неправильного подключения АКБ. Расположение батареи в автомобиле бывает разным. Под капотом справа или слева. В салоне или багажнике. Поэтому, следует выбрать устройство, которое будет иметь правильное расположение клемм.

Обратная полярность аккумулятора

Владельцам легковых автомобилей иностранного производства следует знать о том, что практически на всех машинах используются аккумуляторы с обратной полярностью, обозначается цифрой «0».

Визуально определить можно следующим образом. Если расположить батарею таким образом, чтобы клеммы и этикетка были обращены к человеку, то справа будет находиться плюсовая, а слева – минусовая.

У грузовых автомобилей обратная полярность называется — левой и обозначается цифрой «3». Дело в том, что из-за больших габаритов корпуса клеммы устанавливаются на узкой стороне. Для того, чтобы определить полярность надо встать с того края батареи, где расположены клеммы. Слева будет плюс, а справа минус.

Читайте также:  Аккумулятор 60B24L Обратная полярность

Прямая полярность аккумулятора

Прямая полярность используется на автомобилях отечественного производства. В этом случае положительная клемма расположена слева, а отрицательная — с правой стороны. Для легковых машин она обозначается цифрой «1»

У грузовых автомобилей прямая полярность называется правой и обозначается цифрой «4». Если встать с того края, где находятся контакты, то с правой стороны будет плюс, а с левой минус.

Прямая полярность

Прочие виды полярности

Бывают и более редкие расположения клемм, что может существенно усложнить процедуру опознания. Например, существуют модели, имеющие полярность “6”, которая визуально определяется по наличию плюсовой клеммы справа, но сам корпус устройства имеет практически квадратный вид.

Полярность “9”, она же “5” также встречается не очень часто. Узнать о том, что аккумулятор относится к этой категории можно по расположению клемм ровно посередине АКБ.

Еще бывает полярность “2”, она также встречается на грузовых автомобилях и спецтехники. В этом случае клеммы расположены по диагонали.

Полярность 2 и 9

Как определить прямая или обратная полярность

Определяют принадлежность аккумулятора к той или иной категории, по расположению клемм на корпусе. Если полярность прямая, то плюс расположен слева, при обратной — плюсовая клемма находится справа. Если аккумулятор старый и надписи стёрты или закрыты под большим количеством отложений, то воспользовавшись стрелочным вольтметром можно точно определить, где находится положительный вывод аккумуляторной батареи.

Что будет если перепутать полярность при подключении

Если при подключении перепутать клеммы, то возможны следующие последствия:

1. Перегорание предохранителей.
2. Пожар.
3. Выход из строя ЭБУ.
4. Перегорание диодного моста генератора.
5. Оплавление проводки.
6. Выход из строя сигнализации.

Самым опасным явлением при переполюсовке является возгорание, поэтому если при подключении клемм возникают искры, то следует прекратить процедуру. Так же может сильно повредиться электропроводка.

Читайте также:  Автомобильные аккумуляторы Panasonic

Можно ли поменять полярность у аккумулятора

Поменять расположение электрических выводов на корпусе аккумулятора нельзя, но на некоторых автомобилях возможна установка АКБ другого типа. В этом случае достаточно повернуть батарею на 180 градусов, чтобы соответствующие выводы совпали с клеммами.

Этот способ подключения аккумулятора с неподходящим расположением электрических выводов может не подойти только при очень коротких проводах, которые идут от «массы» автомобиля и генератора двигателя. Если на автомобиле провода, подключаемые к аккумуляторной батареи слишком коротки для установки неподходящей по расположению выводов детали, то достаточно заменить их на более длинный проводник. При этом диаметр провода не должен быть меньше демонтированного элемента проводки.

Полярность аккумулятора

Главная > Теория > Полярность аккумулятора

Полярность АКБ – это то, как расположены внешние токовыводящие элементы (токовыводы), находящиеся на корпусе аккумулятора. Наиболее распространенные схемы их расположения – прямая и обратная, но все же имеются и другие способы, однако, они практически не используются. Если говорить просто, то полярность – это то, как расположены клеммы. Плюсовая – может находиться как слева, так и справа, в чем и заключается разница. В этой статье рассмотрим, как определить полярность аккумулятора.

Разница между прямой и обратной полярностью

Нынешние аккумуляторные батареи, устанавливаемые в автомобилях, имеют две клеммы на корпусе: плюс и минус. Около них имеется арифметическое обозначение: «+» и «-». Отталкиваясь от требований международного стандарта, обозначения должны быть рифлеными, что позволяет точно определить полярность, если на улице темно.

Чем различаются противоположности

Обратите внимание! Как правило, чтобы узнать полярность, следует обратить внимание на табличку или наклейку на самом АКБ – она будет спереди. Если какие-либо таблички отсутствуют, АКБ чаще всего установлен клеммами вперед.

Когда «+» справа, а «-» – слева, такую полярность называют обратной. Если наоборот, это прямая, чаще всего встречающаяся на территории России. Сами клеммы могут быть расположены внутри корпуса АКБ или выполнены выступающими над ее верхней крышкой. Современные аккумуляторы имеют различный диаметр клемм: положительная – более толстая, по сравнению с отрицательной.

Прежде чем приобретать аккумулятор для авто, необходимо ознакомиться с параметрами места, куда он будет устанавливаться:

• Размеры области, куда будет вставляться АКБ;
• Каким методом осуществляется крепеж;
• Как подключается прямая и обратная полярность;
• Какого размера клеммы;
• Где расположен газоотвод.

Чтобы облегчить выбор, многие изготовители предлагают покупателям пользоваться автоматизированным онлайн-каталогом, изучив который, безошибочно определяется необходимый АКБ. Изготовители выпускают аккумуляторы как с прямой, так и с обратной контрастностью.

Существуют автомобили, где размеры выводов клемм позволяют подключать аккумуляторы любой полярности. Такие универсальные модели пользуются популярностью, но есть вероятность, что полярность все же будет установлена неправильно (переполюсовка).

Если перепутать полярность

Индикатор заряда аккумулятора

Немало автолюбителей, снимая АКБ для подзарядки, подключают его потом неправильно, то есть путают плюс с минусом. Если провода в контактах ошибочно соединены, аккумулятор начинает сильно искрить, что может привести к перегоранию любых элементов электросхем авто. Машины, выпускаемые сейчас, как правило, имеют защиту от этого: если происходит короткое замыкание, автоматически выбиваются предохранители.

Устанавливать клеммы нужно внимательно

Если все же водитель установил обратную полярность, вместо прямой, или наоборот, может случиться следующее:

• На приборной панели исчезнут значения и подсветка;
• Перегорит диодный мост или реле напряжения;
• Выход из строя блока управления двигателем;
• Сгорит силовой предохранитель.

Как правило, серьезным повреждениям подвергаются азиатские автомобили – они не терпят, если неправильно была подключена батарея.

Стоит отметить, что перепутать контрастность не так просто, ведь:

• Плюсовой провод недостаточно длинный, и его придется сильно натягивать;
• Толстая плюсовая клемма не дает зафиксировать массовый провод.

Если перепутать полярность на аккумуляторе, происходит короткое замыкание. Это связано с тем, что водитель, как правило, не может в случае ошибки качественно зафиксировать провода на клеммах. В момент контакта получается сильное искрение, а сами клеммы имеют неподходящие размеры.

Определение полярности АКБ без маркировки

Бывает, что нужно узнать, какой полярности аккумулятор, но на его корпусе нет каких-либо обозначений. В этом случае существуют другие способы определения:

• Размер клемм. Если снаружи корпуса не видно ни плюса, ни минуса, обратить внимание следует на диаметр клемм: плюс, по сравнению с минусом, более толстый. При необходимости последовательно к клеммам АКБ подключается минус (положительная должна быть изолирована). На минус клемма легко наденется, а на плюс будет заходить с трудом. Все же данный метод не гарантирует стопроцентный успех;
• Мультиметр. Этот способ является более надежным. Для этого прибор переключается в режим, который измеряет постоянные напряжения U (предел – 20 В). После этого черный щуп устройства подключают к предполагаемому минусу на АКБ. Щуп красного цвета подключается к второй клемме. В случае положительных показаний на табло мультиметра (порядка 12 В) становится ясно, что черный щуп подсоединен к минусу, а красный – к плюсу. Если неправильно подключить, то на табло устройства будет выведено «-12 В»;
• Налет на клеммах. Это косвенный способ, позволяющий узнать, АКБ имеет обратную полярность или прямую. Работает на «подгулявших» аккумуляторах. Здесь положительная клемма будет отличаться внешним видом – это повышенное оксидное загрязнение (белого или зеленого оттенка).

На заметку. Прежде чем подключать АКБ, необходимо узнать полярность любым из вышеперечисленных способов.

Рекомендации

Как рассчитать время зарядки аккумулятора

Чтобы в будущем не возникало сложностей с определением обратной полярности аккумулятора или прямой полярности, специалисты советуют прибегать к следующим простым правилам:

• Прежде чем подключать АКБ, обязательно нужно свериться с полярностью;
• Напротив «плюса» рекомендуется приклеить еще одну табличку, если «родная» стерлась;
• Лучше всего устанавливать АКБ от проверенных производителей;
• Электропроводка всегда должна быть исправна, что избавит от множества проблем.

Некоторые автолюбители могут по ошибке установить в свой автомобиль АКБ неподходящей полярности. Эта ошибка способна привести к тому, что сгорит вся электроника вместе с мозговым центром авто, а то и вовсе случится пожар. Значит, как минимум, новый АКБ следует сравнить со старым и определиться, где должны быть расположены полюса. Даже если вы уже купили аккумулятор, поняли, что он не подходит, его можно заметить. Главное – не подключать его.

Итак, теперь известно, каким образом определяется полярность АКБ, и что будет, если пренебрегать этим вопросом. Как правило, производители учитывают эту особенность, поэтому делают свои маркировки. В любом случае, аналогичные вопросы задаются продавцу-консультанту в магазине, где приобретается аккумулятор.

Видео



Аккумуляторы «Европа» и «Азия» что это? Как определить и чем они отличаются. | АКБ-сервис

На данный момент существует негласное разделение аккумуляторных батарей на «Европу» и «Азию». Если раньше производством занималась только Европейская часть, то сейчас Азиатские производители очень прочно закрепились на рынке и это не только Япония, но и лидер промышленного производства Китай. Российские производители, зачастую выпускают сразу двух типов – и «Европейские» и «Азиатские». Так в чем же отличия этих батарей, как их определить …

 

Собственно различий в этих двух стандартах не особо много однако они есть. Азиатский стандарт сейчас также достаточно популярен среди автомобилистов, потому как очень много Японских, Корейских (именно из Кореи) и Китайских машин на нашем рынке. А вот эти батареи немного отличаются от привычных нам — Европейских стандартов. Однако отличий не так много, и в принципе «Азию» можно заставить работать на машине со стандартом «Европа», как собственно и наоборот. Отличий всего три, давайте подробнее.

Размеры

Как ни странно, но Азиатские батареи зачастую компактнее и выше своих Европейских собратьев. В их корпусах используется не так много пластика, особенно могут отсутствовать ребра жесткости из пластика. То есть практически всегда обычная коробка. Поставить такой аккумулятор в Европейский стандарт сложно, ведь он просто банально будет мотаться в креплении, также верхняя планка (которая удерживает АКБ), просто эффективно не закрепит к кузову, что также не желательно.

Напротив «Европейский» АКБ, вы можете не всунуть в крепление «Азиатского» стандарта, он просто окажется больше, ХОТЯ ИНОГДА РАЗМЕРЫ МОГУТ СОВПАДАТЬ!

Клеммы

Вот тут кроется пожалуй самое большое отличие, которое нельзя пройти стороной. Именно по клеммам изначально определяли Европу и Азию. Все дело в том, что различия здесь глобальны:

• Европа АКБ – здесь у нас имеется две круглые клеммы, размеры у них такие – плюсовая – 19,5 мм, минусовая – 17,9 мм.
• Азия АКБ – а вот здесь есть различия. У них бывают широкие и узкие клеммы. Широкие — это та же Европа. Узкие схожи с Европой, то есть на них одеваются обычные клеммы, однако размеры у них меньше, плюсовая – 12,7 мм, минусовая – 11,1 мм. Аккумуляторы с узкими клеммами обычно небольшой емкости ( до 55 А/ч) и бывает, комплектуются переходниками ( называется «конус» и предназначен для одевания стандартного клеммника ). Эти аккумуляторы выполнены в «узком» же корпусе.

Иногда «Азию» с узкими круглыми клеммами ставят на авто, где не помещается аккумулятор стандартной ширины (на Хондах, к примеру) но также через переходники.

Корпус

Еще одно отличие это отличие в типе корпуса. В азиатских АКБ клеммы как бы торчат сверху, то есть возвышаются над ним.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В европейском исполнении напротив, они утоплены и находятся как бы в нишах.

Если места под капотом автомобиля достаточно, то это не проблема, а вот если торчащие контакты смогут дотянуться до крышки капота, то это банально опасно, тут и до пожара не далеко.

Это все отличия аккумуляторных батарей, некоторые могут возразить — что есть еще отличия в прямой и обратной полярности. Ребята это не совсем так и Европа и Азия могут иметь различную полярность, все это зависит от расположения двигателя у конкретно заданной модели. Характеристики тока, напряжения, долговечности могут быть абсолютно одинаковыми. Так что лучше выбирать аккумулятор в стандарте, который предназначен конкретно для вашего авто. Это поможет избежать проблем с безопасностью, установкой, удобством использования.

Удачных покупок, Друзья!

Автомобильные аккумуляторы в Омске

GENESIS ARMORTECH 5W-40 
ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА 
ЛУКОЙЛ GENESIS ARMORTECH 5W-40 – всесезонное полностью синтетическое моторное масло последнего поколения для всесезонного применения во всех современных высокофорсированных двигателях легковых, легких грузовых, спортивных автомобилей и микроавтобусов, в том числе оборудованных турбонаддувом. 
ЛУКОЙЛ GENESIS ARMORTECH 5W-40 – производится с использованием высококачественных синтетических компонентов с применением передовой технологии пакета присадок (DuraMax®), специально разработанного для ЛУКОЙЛ и обеспечивающего высокие противоизносные, антиокислительные и антикоррозионные свойства масла. 
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 
ЛУКОЙЛ GENESIS ARMORTECH 5W-40 рекомендовано к всесезонному применению в бензиновых и дизельных двигателях (без фильтров сажевых частиц — DPF) автомобилей Mercedes-Benz, Renault, Volkswagen, Skoda, Audi, BMW, Porsche, KIA, Hyundai, 
Toyota, Nissan, Honda, Mitsubishi как в гарантийный, так и послегарантийный период эксплуатации. Также подходит для применения в двигателях, требующих масел класса API SN, ACEA A3/B3, A3/B4 и класса вязкости SAE 5W-40. 
ПРЕИМУЩЕСТВА 
— Отличные антиокислительные и антикоррозионные свойства 
— Улучшенные моющедиспергирующие свойства 
— Подходит для эксплуатации двигателя при повышенных нагрузках – режим «старт-стоп» 
— Специально подобранная рецептура минимизирует расход масла на угар 
— Превосходные низкотемпературные свойства способствуют легкому пуску двигателя при низких температурах 
— Максимальная защита двигателя от износа в жестких условиях городского цикла и в условиях повышенных нагрузок 
— Предотвращает образование высоко- и низкотемпературных отложений в двигателе 
— Высокое содержание нейтрализующих присадок позволяет использовать топливо с повышенным содержанием серы. 

Допуски и спецификации: API SN/CF; ACEA A3/B4/A3/B3; BMW LL-01; MB-Approval 229.5; VW 502.00/505.00; Renault RN 0700/0710; Porsche A40; FIAT 9.55535-N2, 9.55535-Z2; OPEL GM-LL-B-025; PSA B71 2296

Прямой диван Minerva

• Возможность сконфигурировать прямой диван, угловой с кушеткой или угловой с равными сторонами, «П-образный».
• На заказ диван может быть выполнен любой длины с шагом 20 см.
• Более 350 различных обивок: высококачественные ткани и кожа.

На выбор 4 уровня жесткости:
HR40, пена Viscotex (Bioflex 55 кг / м³ со слоем вязкоупругого вспененного материала 55 кг / м³), пена Bultex (43 кг / м³), Boxspring (2 уровня пружин + пена Bioflex 55 кг / м³).

Доступны 3 подлокотника:

• C — компактный (ширина 10 см)
• B — базовый (ширина 30 см)
• T (Terminal)- без подлокотника

Доступны 3 варианта угловой версии дивана:

• S (Smartchair) — диван с кушеткой с подлокотником
• L (Longchair) — диван с широкой кушеткой
• угловой диван с равными сторонами

Доступны дополнительные опции:

• Elegant (регулируемый бесшумный подголовник (сделано в Германии), специальная система подголовника, которая предотвращает изгибы ткани). Выбирается для каждого посадочного места отдельно.
• Zen: электрически регулируемый подголовник.
• Relax: реклайнер электрический с одним мотором создан таким образом, что диван можно поставить вплотную к стене.
• Maxrelax: реклайнер электрический с двойным мотор создан таким образом, что диван можно поставить вплотную к стене.
• Vario: электрическая регулировка глубины сиденья (+20 см).
• Warm-UP (подогрев сиденья и поясничной области).
• Аккu (один аккумулятор для всех электрических опций).
• USB-кабель для зарядки ваших устройств прилагается к каждому сиденью, которое заказывается с электрооборудованием (располагается между сиденьем и спинкой).

Доступно 3 варианта высоты сиденья: S (44 cм), М (46 см), L (48 см)
Возможна контрастная строчка (без доплаты). Выбор между 14 цветами.
Для кожаной версии добавлен специальный слой к сиденьям, чтобы ограничить эластичность кожи и уменьшить образование складок на посадочном месте.

Sonnax Hydraulics: основы, часть II: гидроаккумуляторы и механизм переключения передач

Прочтите часть I серии «Основы гидравлики».

«Стук», «лязг», «хлопок», «скольжение» и «резкий» — все это общие слова, которые клиенты используют для описания неприятного ощущения переключения передач. Эти жалобы могут относиться к переключению на повышенную, пониженную передачу, в определенных диапазонах передач или на всех переключениях. Аккумуляторы и их схемы в течение многих лет использовались в качестве основного метода контроля переключения передач. Эти компоненты предназначены для изменения переключения передач, по существу, действуя как амортизатор для давления жидкости, которое задействует сцепление, тормоз или ленту.Амортизация этого высокого давления позволяет наносить компонент постепенно, вместо того, чтобы ударять и грохотать как по частям, так и по костям.

Аккумуляторы с годами претерпели значительные изменения. Как и большинство других изменений, потребностями вождения были повышение экономии топлива, улучшение качества переключения передач и снижение общих производственных затрат за счет сохранения или уменьшения размера и веса трансмиссии. В более старых 3- и 4-скоростных полностью гидравлических трансмиссиях гидроаккумуляторы обычно представляли собой большие поршни и пружины с многочисленными дополнительными клапанами, помогающими контролировать давление и расход.Когда в игру вступила электроника, в цепи гидроаккумулятора были добавлены соленоиды, что позволило лучше контролировать переключение передач в зависимости от условий вождения, тем самым устраняя необходимость в некоторых клапанах. Во многих более новых 6- и 8-ступенчатых трансмиссиях «традиционные» гидроаккумуляторы и соответствующие клапаны больше не нужны. Это связано с тем, что компьютер и соленоиды имеют прямое управление переключением передач, обеспечивая очень точное управление переключением, часто при переходах от муфты к муфте. Независимо от конструкции трансмиссии, накопление приложенного давления все еще происходит, но соответствующие устройства гораздо более разнообразны.Чтобы должным образом рассмотреть жалобы ваших клиентов на чувство смены, важно понимать эти различные компоненты, как они работают, а также типичные режимы отказов и способы устранения каждого из них.

Взглянув на компоненты и схему гидроаккумулятора в GM 4L60 (700-R4) в диапазонах D1 – D4, вы сможете лучше понять основы полностью гидравлического управления переключением передач. На рис. 1 показана очень упрощенная диаграмма наложения, показывающая активность муфты и ленты, поскольку мы сосредотачиваемся на том, как накапливаются давления включения и выключения.

Рисунок 1 — Применение муфты 4L60

Шестерня	2-4 лента	Муфта переднего хода	Муфта 3-4
P — N
D — 1		Применено
D — 2	Применено	Применено
D — 3		Применено	Применено
D — 4	Применено	Применено	Применено

Когда транспортное средство перемещается из режима парковки в режим повышенной передачи, включается переднее сцепление.Ручной клапан направляет регулируемое давление в линии в контур D4 (рис. 2) , в который устанавливается контрольный шар №12.

Рисунок 2 — Цепь переднего аккумулятора 4L60

При низком давлении / холостом ходу эта жидкость проталкивается через отверстие, где она будет постепенно перемещать поршень гидроаккумулятора муфты переднего хода против противодействующей пружины. силы, таким образом поглощая давление D4, которое также направлено на включение муфты переднего хода.По мере увеличения давления дроссельной заслонки давление D4 будет увеличиваться и смещать клапан прямого действия против усилия пружины, что позволяет обойти отверстие и поток жидкости к муфте переднего хода и гидроаккумулятору увеличиться для более быстрого применения. Важно, чтобы схема была чувствительной к дроссельной заслонке, поскольку на более высоких скоростях желательны более быстрые и устойчивые переключения для улучшения ощущения переключения, а также для предотвращения длительного пробуксовки сцепления и накопления тепла, что сокращает срок службы сцепления. Муфта переднего хода включена для всех передач переднего хода.При ручном переключении сначала останавливается селектор с любой передней передачи на парковку или автомобиль. Затем муфта переднего хода отпускалась, сбрасывая контрольный шар №12 для быстрого сброса приложенного давления. По этой же причине нет необходимости иметь ход поршня гидроаккумулятора против силы жидкости, чувствительной к дроссельной заслонке; Достаточно одной только силы пружины. Отказ муфты переднего хода или резкое переднее зацепление могут быть вызваны утечкой в ​​цепи гидроаккумулятора, в первую очередь в отверстии клапана прямого действия в корпусе клапана и на границе раздела поршень-штифт поршня гидроаккумулятора.

При увеличении скорости автомобиля произойдет переключение на 2 ^nd Gear и будет применяться диапазон 2-4. Рисунок 3 показывает 2 ^nd жидкость, направляемую от клапана переключения передач 1-2 для установки контрольного шара №8, который измеряет поток к поршню гидроаккумулятора 1-2 и поршню 2 ^nd подачи в сервомеханизм через отверстие.

Рисунок 3 — 4L60 Накопление за 1-2 переключения

В этом случае поршень гидроаккумулятора поглощает 2 ^и прикладывают давление, воздействуя на пружину и жидкость, чувствительную к дроссельной заслонке усилие, которое обеспечивает клапан гидроаккумулятора, поскольку он регулирует давление D4 в контуре гидроаккумулятора 1-2.Добавление этого чувствительного к дроссельной заслонке, давления гидроаккумулятора 1-2 помогает лучше контролировать ощущение переключения в зависимости от скорости автомобиля. Таким образом, более высокая скорость приведет к большему противодавлению на поршень гидроаккумулятора, что приведет к более твердой и быстрой передаче на 1-2 переключения. Этот гидроаккумулирующий клапан имеет различные передаточные числа от оригинального производителя, чтобы обеспечить различное ощущение переключения для различных комбинаций автомобилей и двигателей. Узлы сервопривода, используемые для наложения лент, часто имеют встроенный аккумулятор, как показано в этом случае, когда 2 хода жидкости ^и , 2 ^и прикладывают поршень против силы пружины для наложения ленты 2-4.Этот поршень 2 ^и также имеет разные размеры оригинального оборудования для различных ощущений при переключении передач. Проблемы с ощущением переключения передач 1-2 или 2-1 могут быть результатом износа клапана гидроаккумулятора, поршня гидроаккумулятора 1-2, узла сервопривода или износа пальца к корпусу. Неправильный клапан гидроаккумулятора 1-2 или передаточное число сервопоршня также могут создавать нежелательное ощущение переключения передач 1-2, 2-1.

Трансмиссия 4L60-E в основном сохранила ту же архитектуру трансмиссии, что и 4L60, но представила различные электрические устройства, которые контролировали давление на основе различных входов.На 4L60-E по-прежнему используются те же компоненты гидроаккумулятора и сервопоршня, что и на 4L60, и можно использовать ту же упрощенную схему применения для муфт 2-4, переднего и 3-4 сцепления в , рис. 1, . В 4L60 в основном использовался блок механического регулятора для определения скорости автомобиля путем зацепления с выходным валом. Давление дроссельной заслонки регулируется механическим рычагом, соединяющим педаль газа с плунжерным клапаном дроссельной заслонки, чтобы контролировать давление, связанное с синхронизацией и ощущением переключения передач.Это также потребовало многочисленных поддерживающих клапанов (дроссельная заслонка, понижающая передача MTV, повышенная передача MTV, ограничение TV, линейное смещение) для точной настройки управления переключением в зависимости от потребностей водителя. В 4L60-E эти клапаны, узел регулятора и механическое управление дроссельной заслонкой были устранены, поскольку те же функции были выполнены с помощью электромагнитного клапана EPC (электронного управления давлением) (Рисунок 4) , управляемого модулем управления мощностью (PCM), получающим входные данные от датчиков скорости и датчик положения дроссельной заслонки.

Рисунок 4 — 4L60-E 1-2 Накопление сдвигов

Этот переключатель на косвенное электронное управление также обеспечивает большую точность синхронизации и ощущения переключения, позволяя контролировать в реальном времени (через датчики скорости) скорости автомобиля, чтобы можно было мгновенно изменить давление в цепи аккумулятора для регулировки ощущения переключения в середине переключения.Были добавлены соленоиды двухпозиционного переключения передач, позволяющие планировать переключение передач через PCM, которое можно было адаптировать к типу транспортного средства, двигателя, условиям вождения (наклон, температура, высота и т. Д.) И требованиям водителя. Таким образом, в дополнение к ранее отмеченным компонентам гидроаккумулятора и клапана, вызывающим жалобы на ощущение переключения при износе, добавьте в список неисправные соленоиды, датчики и сам PCM при выполнении диагностики и определении первопричины.

В 2006 году GM представила 6-ступенчатую серию заднеприводных агрегатов: 6L45, 6L50, 6L80 и 6L90.Как и в других трансмиссиях GM, последние две цифры указывают относительный крутящий момент агрегата, при этом более высокие числа означают увеличенный крутящий момент для приложений с более высокими характеристиками. В то время как некоторые внутренние жесткие детали различаются между этими отношениями крутящего момента, GM удалось сохранить гидравлические клапаны и калибровку такими же. Эти блоки не имеют единственного «традиционного» аккумулятора или сервопоршня в схеме. Переключения в этих блоках — от сцепления к сцеплению (рис. 5) , что помогает контролировать размер и стоимость трансмиссий.

Рисунок 5 — 6-ступенчатая муфта заднего привода GM и электромагнитный клапан

	Соленоиды контроля давления				Муфты
Шестерня	1-2-3-4 кл. Шт 5	2-6 кл. PCS 4	3-5 Ред. Кл. Шт 2	L / R 4-5-6 Cl. PCS 3	Сцепление 1-2-3-4	Сцепление 3-5 Rev.	Сцепление 4-5-6	Сцепление 2-6	Low & Rev.Сцепление	Втулка муфты низшей передачи
Номер детали	Выкл.	Выкл.	Выкл.	Вкл.					Применено *
Ред.	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Вкл.		Применено			Применено
D — 1	Вкл.	Выкл.	Выкл.	Выкл.	Применено					Удержание
D — 2	Вкл.	Вкл.	Выкл.	Выкл.	Применено			Применено
D — 3	Вкл.	Выкл.	Вкл.	Выкл.	Применено	Применено
D — 4	Вкл.	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Применено		Применено
D — 5	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Вкл.		Применено	Применено
D — 6	Выкл	Вкл	Выкл	Вкл			Применяется	Применяется

* Применяется без нагрузки

Эта конструкция и архитектура смены стали возможными благодаря дополнительному имп. движение в компьютеризированных и электрически управляемых сменах.Используя соленоиды управления давлением прямого действия (PCS), сложное программирование и алгоритмы переключения передач, основанные на множестве факторов, вводимых водителем и окружающей средой, а также процессах адаптивного обучения, время переключения передач и его ощущения можно контролировать очень жестко и буквально при каждой смене. Этот тип технологии позволяет регулировать время переключения и регулировку чувствительности по мере износа внутренних твердых деталей и компонентов сцепления, что — в полностью гидравлических или косвенно управляемых трансмиссиях — привело бы к нежелательным переключениям.Это может еще больше продлить срок службы трансмиссии и ее компонентов.

Важно понимать детали того, как происходят эти сдвиги, поскольку в схемах все еще есть компоненты, которые могут выйти из строя и привести к жалобам на ощущение переключения. Различные муфты имеют специальные соленоиды управления давлением, которые по командам от модуля управления трансмиссией (TCM) напрямую модулируют предельное давление подачи привода в давление муфты PCS. Это давление муфты PCS затем подается непосредственно на клапан регулятора муфты и клапан усиления муфты (за исключением муфты 2-6), которые направляют муфту, прикладывая давление непосредственно к муфтам.Это позволяет TCM напрямую управлять подачей и сбросом давления в различных сцеплениях в зависимости от различных воздействий водителя и окружающей среды. На рисунке 6 показан пример этого, когда начинает действовать сцепление 1-2-3-4.

Рисунок 6 — 6-ступенчатая передача заднего привода GM 1-2-3-4 с частичным включением сцепления

Давление жидкости PCS 5 направлено как на 1-2-3-4 регулятор сцепления и клапаны наддува сцепления 1-2-3-4.Когда клапан регулятора сцепления перемещается против силы пружины и давления обратной связи муфты, давление подачи муфты регулируется в муфте 1-2-3-4 и начинает действовать. Когда давление жидкости PCS 5 увеличивается на (Рис. 7) , клапан усиления муфты полностью закрывается, открывая давление обратной связи муфты для выпуска и обеспечивая полный ход регулирующего клапана, так что полное давление на муфту передается на муфту.

Рисунок 7 — 6-ступенчатая передача задних колес GM 1-2-3-4 Применение полного сцепления

Таким образом, посредством TCM, управляющего PCS, постепенное давление прикладывается к сцепления через клапаны, что помогает контролировать переключение передач.TCM также контролирует датчики входной и выходной скорости, и по мере износа муфт и компонентов «адаптируется» и изменяет выходное давление PCS для компенсации и поддержания надлежащего времени переключения, перекрытия и ощущения. Таким образом, износ клапанов регулятора сцепления или клапанов наддува сцепления может превысить параметры, которые компенсирует адаптивное обучение, и могут возникнуть плохие ощущения при переключении и синхронизации. Аналогичным образом, эти жалобы могут быть вызваны износом клапана ограничения подачи привода или грязными / неисправными соленоидами.

Клапан, который подключается к 1-2-3-4, 3-5-Rev.и цепи включения сцепления 4-5-6, которые могут сильно повлиять на ощущение переключения, — это клапан регулятора подачи компенсатора. Этот клапан (Рис. 8) регулирует линейное давление в цепи подачи компенсатора для гидравлического содействия возвратным пружинам муфты во время отпускания вращающихся муфт.

Рисунок 8 — Клапан регулятора подачи 6-ступенчатого RWD компенсатора GM

После размыкания муфт контуры питания компенсатора поддерживают некоторое давление в полости выключения сцепления, чтобы противодействовать центробежному приложению сцепления.Даже во время отпускания полость включения муфты удерживает жидкость через контур обратной заправки выхлопных газов муфты, которая подается маслом муфты через регулирующие клапаны муфты, когда они выпускаются во время выпуска. В приложениях «сцепление-сцепление» решающее значение имеет синхронизация, поэтому поддержание некоторого остаточного давления масла как в полостях включения сцепления, так и в полостях выключения сцепления позволит ему по существу заправляться для более быстрого действия по команде.

По мере того, как трансмиссии продолжают увеличивать скорость, разрабатываются новые и креативные способы управления временем переключения передач и ощущениями от них.8-ступенчатый задний привод GM, кажется, движется в направлении более изощренного адаптивного управления путем программирования, основанного на характеристиках потока каждой отдельной PCS. Таким образом, хотя традиционные «гидравлические» гидроаккумуляторы были основным источником ощущения переключения передач, важно выйти за рамки этих компонентов, чтобы устранить жалобы на переключение в более новых трансмиссиях.

Не забудьте ознакомиться с: Основы гидравлики, часть III: Вторичные регуляторы

Маура Стаффорд — менеджер линейки продуктов Sonnax для компонентов трансмиссии и восстановленных корпусов клапанов.Она является членом Sonnax TASC Force (Технический комитет по автомобильным специальностям), группы признанных отраслевых технических специалистов, специалистов по ремонту трансмиссий и технических специалистов Sonnax Transmission Company.

границ | Использование изменяющихся во времени данных для тестирования моделей динамики принятия решений: ограниченная диффузия против модели

с утечкой конкурирующих аккумуляторов

Введение

Процесс принятия решений стал предметом интенсивных недавних исследований в экспериментальной психологии (Usher, McClelland, 2001; Ratcliff, Smith, 2004; Brown, Heathcote, 2005; Bogacz et al., 2006; Рэтклифф и МакКун, 2008 г .; van Ravenzwaaij et al., 2012) и нейробиологии (Huk and Shadlen, 2005; Gold and Shadlen, 2007; Ratcliff et al., 2007; Wong et al., 2007; Wang, 2008; Ditterich, 2010; Rorie et al., 2010). Центральная идея, возникающая в результате этих исследований, заключается в том, что лица, принимающие решения, берут несколько образцов зашумленных доказательств и объединяют их с течением времени, пока интегрированные доказательства не достигнут границы принятия решения. Время достижения границы определяет время реакции (Gold and Shadlen, 2001, 2002; Roitman, Shadlen, 2002).Некоторые из этих моделей принятия решений генерируют оптимальные решения в том смысле, что они достигают минимально возможного среднего времени реакции при фиксированной частоте ошибок (Wald, 1946; Gold and Shadlen, 2001, 2002; Bogacz et al., 2006). Кроме того, нейрофизиологические исследования показали, что, когда обезьяны принимают решение о направлении движения в шумном отображении движущихся точек, нейроны в нескольких областях зрительно-моторной интеграции (например, латеральной интрапериетальной коре головного мозга, LIP) демонстрируют возрастающую активность, соответствующую интеграции доказательства (Hanes and Schall, 1996; Gold and Shadlen, 2000, 2001; Horwitz and Newsome, 2001; Shadlen and Newsome, 2001).

Был разработан ряд вычислительных моделей, которые могут учитывать как поведенческие, так и физиологические данные о выборе. Эти модели не только учитывают точность ответов участников, но также и детали распределения времени отклика и их зависимости от условий эксперимента, таких как уровни сложности и инструкции по точности скорости (Ratcliff and McKoon, 2008).

Отправной точкой для широкого круга исследований по принятию решений является модель дрейф-диффузия (Ratcliff, 1978; Ratcliff and Rouder, 1998; Ratcliff and McKoon, 2008).В этой модели разница в доказательствах, подтверждающих каждую из двух альтернатив решений, накапливается линейно во времени без потерь или искажений. Здесь мы рассматриваем вариант этой модели, который часто используется для анализа нейрофизиологических данных (Mazurek et al., 2003; Рисунок 1B). Эта модель представлена ​​как процесс, в котором аккумуляторы интегрируют разницу в мгновенных свидетельствах для двух альтернатив посредством комбинации прямого возбуждения и торможения, так что положительное свидетельство для одной альтернативы является отрицательным свидетельством для другой.

Рис. 1. Архитектура моделей времени реакции с двумя вариантами выбора. (A) Модель протекающего конкурирующего аккумулятора (Usher and McClelland, 2001), (B) Mazurek et al. (2003) модель. Стрелки и закрашенные кружки указывают соответственно возбуждающие и тормозящие связи. Голубые слезы указывают на утечку.

В последние годы несколько исследователей предложили модели принятия решений, которые не соответствуют идеальной интеграции модели дрейфа-диффузии.Эти модели включают варианты, основанные на теории поля решений (Busemeyer and Townsend, 1993; Roe et al., 2001; Johnson and Busemeyer, 2005), нейрофизиологически обоснованной сетевой модели аттракторов (Wang, 2002; Wong and Wang, 2006). и модель протекающего конкурирующего аккумулятора (LCA; Usher and McClelland, 2001; Bogacz et al., 2007). В той или иной степени все эти модели черпают вдохновение из принципов нейронных вычислений и пытаются выявить способы отклонения принятия решений от идеальной оптимальности.Например, эти модели включают возможность утечки или распада информации, а также взаимное торможение между представлениями альтернатив решений, а модели аттрактора и LCA включают нелинейности, которые могут влиять на интеграцию информации.

В данной работе мы сосредотачиваемся в первую очередь на LCA (Рисунок 1A). В этой модели, как и в модели Mazurek et al. (2003), аккумуляторы, представляющие доступные альтернативы, со временем накапливают зашумленные свидетельства, но в этом случае нет запрета на прямую связь.Вместо этого накопленные доказательства подвержены утечке, и аккумуляторы конкурируют друг с другом посредством взаимного запрета. LCA успешно улавливает ряд характеристик данных о принятии решений человеком (Usher and McClelland, 2001, 2004; Bogacz et al., 2007; Gao et al., 2011; Tsetsos et al., 2011). Эта модель занимает промежуточное положение по сложности между другими моделями; он вводит нижнюю границу активации, в отличие от теории поля решений, но ему не хватает дополнительных функций, которые присутствуют в модели аттрактора, в том числе зависящего от активности стробирования специальных каналов, которые изменяют его характеристики утечки.Мы сохраняем нижнюю границу на уровне 0, потому что это имеет важное значение для аспектов динамики принятия решений, которые уже получили поддержку в другом недавнем исследовании (Tsetsos et al., 2011). Как мы увидим, эта нижняя граница также будет играть роль в понимании результатов, которые мы представим в настоящей статье. Большая простота LCA по сравнению с моделью аттрактора (Wang, 2002) делает ее более удобной для анализа, и это одна из основных причин, почему мы сосредоточили внимание на LCA.Однако мы открыты для возможности того, что дополнительные функции модели аттрактора могут быть важны, и мы вернемся к этому классу моделей в разделе «Обсуждение».

Исследования по принятию решений часто используют так называемую парадигму свободного ответа , которая устанавливает время принятия решения под контролем наблюдателя. В этой парадигме стимул предъявляется к каждому испытанию, и предполагается, что участники интегрируют доказательства, пока не достигнут границы решения. Все рассматриваемые модели предполагают, что эта граница представляет собой критерий количества накопленных доказательств.Однако модели различаются в способах принятия решений в парадигмах , контролируемых временем, , в которых доказательства представлены в течение периода времени, контролируемого экспериментатором, и в которых явная реакция вызывается сигналом, называемым сигналом go. . Когда в таких экспериментах используются сложные стимулы, чувствительность стимула (измеренная с помощью d ′) равна 0 с очень коротким временем накопления свидетельств, затем повышается до конечного асимптотического уровня примерно через 1 с, оставаясь постоянной, даже если допускается большее время интегрирования ( Wickelgren, 1977; Usher, McClelland, 2001; Kiani et al., 2008). LCA и диффузионная модель по-разному подходят к этому открытию. В LCA и связанных моделях предполагается, что накопление свидетельств будет продолжаться до конца периода оценки свидетельств, после чего считается, что лицо, принимающее решение, выберет альтернативу, связанную с наиболее активным накопителем. Тот факт, что уровень точности снижается, объясняется дисбалансом между утечкой и ингибированием, как более подробно обсуждается ниже. Напротив, в Mazurek et al. версия модели дрейфа-диффузии, чувствительность к принятию решений может неограниченно возрастать по мере увеличения времени интегрирования, так как нет потерь или искажений при накоплении свидетельств; модель предсказывает, что отношение сигнал / шум должно увеличиваться с увеличением t.Чтобы устранить тот факт, что уровень производительности в парадигмах с контролем времени, Mazurek et al. (2003) предположили, что, как и в парадигмах свободного ответа, участники используют ограниченное решение в ситуациях, контролируемых по времени, так что интеграция доказательств прекращается, когда достигается граница, даже если ввод стимула продолжается, и реакция должна быть удержана до тех пор, пока не появится сигнал. ответить (см. также Ratcliff, 2006). Из-за наличия этого ограничения решения, даже в ситуациях, контролируемых временем, мы называем эту модель моделью ограниченной диффузии (BD) в оставшейся части этой статьи.

В недавней статье (Kiani et al., 2008) авторы предложили способ определить, является ли выравнивание точности в парадигмах с временным управлением более согласованным с наличием границы или, альтернативно, с утечкой интеграции. В документе рассматривалась модель BD и то, что они называли моделью накопления утечек, вариант LCA, в котором утечка сильнее, чем торможение (далее именуется LCA с преобладанием утечки ). Модель с утечкой накопления предсказывает, что более поздняя информация более важна (шаблон, называемый новизной , ), поскольку у ранней информации больше времени для утечки.Это контрастирует с моделью BD, которая предсказывает, что ранняя информация более важна (шаблон, называемый primacy ), потому что поздняя информация с большей вероятностью поступит после достижения границы и, следовательно, будет проигнорирована.

Было показано два доказательства, подтверждающих паттерн первенства в эксперименте. Первый был основан на методе обратной корреляции. Обратный корреляционный анализ применяется к экспериментальным испытаниям, в которых доказательства (в виде движения точки) полностью случайны.Испытания сгруппированы в соответствии с наблюдаемым выбором ответа между двумя доступными альтернативами, которые мы обозначим A и B. Анализ исследует усредненный входной сигнал за время всего испытания в двух группах. Если анализ не выявляет различий между группами A и B в некоторые моменты времени, это означает, что вводимые данные в эти моменты времени не влияют на результат. С другой стороны, если анализ выявляет большую разницу между двумя группами испытаний в определенные моменты времени, это означает, что исходные данные в эти моменты времени способствуют определению ответа.Когда этот анализ был применен к моделированию, он подтвердил, что модель BD предсказывает шаблон первичности, в то время как модель дырявого накопления предсказывает шаблон новизны (рисунок 2A). Тот же анализ, основанный на поведенческих данных, продемонстрировал паттерн первенства (рис. 2В). Второй источник поддержки паттерна первичности был основан на исследовании импульсных возмущений с использованием импульсов движения длительностью 200 мс, которые влияли на выбор обезьяной направления импульса. Величина импульсного эффекта была наибольшей, когда импульс применялся в начале испытания, и уменьшалась, когда импульсы появлялись позже, что соответствовало BD, а не накоплению утечек.

Рис. 2. Анализ обратной корреляции (воспроизведено из Kiani et al., 2008) . (A) Ожидаемое разделение профилей энергии движения для выбора вправо (красный) и влево (синий) для ограниченной диффузии (вверху) и LCA с преобладанием утечки (внизу). Поздняя информация более важна в модели LCA с преобладанием утечек, в то время как ранняя информация более важна в модели ограниченной диффузии. (B) Слева, сигналы выровнены с началом движения, правые сигналы выровнены со смещением движения.Можно заметить, что в данных (панель B) разница между свидетельством в пользу ответа (красный) и свидетельством против него (синий) больше в начале интервала выбора.

В данной статье мы дополнительно исследуем временное взвешивание доказательств в экспериментах и ​​в моделях LCA и BD. Наше исследование мотивировано как эмпирическими, так и модельными наблюдениями, представленными в Usher and McClelland (2001). С эмпирической стороны, результат исследования возмущений в Kiani et al.(2008) противоречит экспериментальным данным, представленным в Usher and McClelland, 2001; Эксперимент 3). В этом эксперименте участники просматривали поток чередующихся S и H и сообщали после окончания последовательности, какая буква была преобладающей. В то время как большинство испытаний содержали последовательности с большей частью S или H, некоторые испытания содержали равное количество S и H. В испытаниях последнего типа одна из букв иногда преобладала в начале испытания, а другая — позже.Из шести испытуемых двое проявили предвзятость к первенству, отдавая предпочтение букве, которая преобладала в начале последовательности; двое показали предвзятость к новизне, отдавая предпочтение последней, которая преобладала поздно; и два показали приблизительный баланс или небольшой уклон в ту или иную сторону.

С теоретической точки зрения LCA смогла учесть все три типа поведения. В то время как модель показывает шаблон новизны, когда утечка сильнее подавления, она показывает образец первенства, когда подавление сильнее утечки, и показывает равный вес ранней и поздней информации, когда сила утечки и подавления равны.При прочих равных условиях сбалансированная утечка и ингибирование приводят к большей точности, и действительно, экспериментальные данные указывают на ожидаемую взаимосвязь между точностью испытаний, когда количество S и H было разным, и степенью смещения (либо в сторону первичности, либо в сторону новизны. ) выставлялись на испытаниях, когда количество S и H было одинаковым. В частности, больший дисбаланс, когда количество S и H было одинаковым, был связан с более низкой точностью, когда количество S и H было разным.

Настоящее исследование направлено на дальнейшее изучение этих эмпирических и модельных соображений. С эмпирической стороны существует много различий между экспериментами Usher и McClelland (2001) и Kiani et al. (2008). Среди прочего, в исследовании Ашера и Макклелланда участвовали шесть относительно неопытных людей, которые не находились в условиях жестких временных ограничений. Киани и др. использовали двух опытных участников из макак-резусов, получивших сигнал го (в половине экспериментальных испытаний), совпадающий с концом периода предъявления стимула, требующий от них ответа в течение 500 мс.Естественно возникает несколько вопросов: наблюдались ли другие закономерности в работе Kiani et al. исследование, проводилось ли оно на людях? Появились бы индивидуальные различия, если бы было протестировано большее количество участников? Меняет ли обширная практика или необходимость быть готовой к быстрому реагированию склонность к наблюдению за образцом первенства против новизны? Настоящее исследование пытается решить эти проблемы, используя парадигму, очень похожую на парадигму Kiani et al. (2008), используя опытных участников-людей и манипулируя нехваткой времени, чтобы реагировать на эксперименты.Хотя в наших исследованиях все еще используется относительно небольшое количество участников, мы увидим, что действительно существуют значительные индивидуальные различия внутри группы участников.

Другой целью нашего исследования является дальнейшее изучение паттерна первенства, наблюдаемого у некоторых участников исследований Usher and McClelland (2001) и Kiani et al. (2008) исследования. Мы исследуем, может ли LCA улавливать шаблон первичности так же, как модель BD, и может ли он также улавливать другие аспекты производительности, которые бросают вызов модели BD.Как мы увидим, LCA может демонстрировать преимущество в одних испытаниях и новизну в других, используя те же значения параметров. То есть, он может демонстрировать эффект первенства, когда длина интервала накопления свидетельств мала, и проявлять эффект новизны, когда длина интервала накопления свидетельств велика. Наше исследование позволит нам проверить, можно ли наблюдать такую ​​закономерность у людей.

Мы начинаем с обзора анализа LCA, представленного в Usher and McClelland (2001), расширяя этот анализ путем дальнейшего изучения модели с использованием того же анализа обратной корреляции, что и у Kiani et al.Затем мы обсудим сдвиг от первенства к новизне, который может происходить в модели LCA при определенных диапазонах значений ее параметров. После этого мы сообщаем о двух экспериментальных исследованиях с участием людей-наблюдателей. В первую очередь мы помещаем участников в ограниченное время, используя процедуры, аналогичные Kiani et al. и мы находим похожие образцы первенства. Во втором случае мы ослабляем давление времени, увеличивая окно отклика и вводя более длительные испытания, и мы обнаруживаем, что систематическая ошибка первенства значительно уменьшается. Мы видим индивидуальные различия в обоих исследованиях, при этом один участник второго исследования показал новизну для коротких периодов интеграции данных и первенство в течение длительных периодов интеграции.Поскольку парадигма движущихся точек является центральной в нейробиологии принятия решений (Burr and Santoro, 2001; Shadlen and Newsome, 2001; Kiani et al., 2008), в нашем исследовании мы используем стимулы движущихся точек. Наше использование стимулов, управляемых во времени, основано на новаторских усилиях Huk, Shadlen (2005) и Wong et al. (2007), а также исследование Kiani et al. (2008).

Материалы и методы

Экспериментальные методы

Стимулы движущихся точек

Стимулы движущихся точек были созданы в соответствии с методом, описанным Kiani et al.(2008). Стимул движения состоял из круглых точек радиусом 2 пикселя, движущихся по горизонтали со скоростью 5 ° / с. Общая плотность точек составляла 16,7 точек на квадратный градус в секунду. Стимул просматривался через круглое отверстие радиусом 5 °. Согласованность стимула движения варьировалась от испытания к испытанию и внутри испытаний, как указано ниже.

точки были случайным образом разделены на три набора. Один набор точек отображался на кадр, который длился 13,33 мс. Каждый набор точек появлялся на мониторе один раз в каждую тройку кадров, каждый из которых содержит три кадра продолжительностью 50 мс.На каждом отображаемом кадре каждая точка имела (1 — когерентность) вероятность перерисовки в случайных координатах в пределах круглой апертуры. Те, которые не были перерисованы случайным образом, будут перерисованы так, чтобы двигаться по горизонтали со скоростью 5 ° / с в направлении, указанном для испытания. При 0% согласованности каждая точка будет перерисовываться случайным образом в каждом кадре.

Эксперимент 1A

В этом эксперименте 80% испытаний длительностью 300 мс или более содержали «импульс» или мгновенное изменение уровня когерентности. Импульс составлял ± 3.Изменение уровня когерентности на 2% за 200 мс, или четыре тройных кадра. Импульс движения может возникать между 100 мс после начала стимула и 200 мс до его окончания. См. Приложение для получения подробной информации о пульсе.

Наблюдатели. Были протестированы три участника (CS, MT и SC; двое мужчин, одна женщина) с нормальным зрением или зрением с поправкой на нормальное. Участники CS, MT и SC выполнили 32, 46 и 34 сеанса соответственно. Обычно последовательные сеансы разделялись менее чем на 5 дней, но были некоторые исключения (это также имело место для экспериментов 1B и 2A, B).Мы исключили начальные сеансы, пока производительность участников стабилизировалась, за исключением 5 сеансов для CS, 14 для MT и 12 для SC, оставив 27 сеансов для CS, 32 сеанса для MT и 22 сеанса для SC, которые рассматривались как тестовые сеансы, включенные в наш анализ. .

Процедура. В каждом сеансе участники выполнили 9 блоков по 100 испытаний. Между блоками делался перерыв в самостоятельном темпе, чтобы дать возможность отдохнуть. Каждое испытание начиналось с фиксации креста в центре экрана.Стимул движущихся точек был отображен через 1000 мсек. Используемые значения когерентности составляли 6,4, 12,8, 25,6 и 51,2%. Продолжительность стимула следовала экспоненциальному распределению, принимая значения от 100 до 1750 с шагом 50 мс. Прекращение действия стимула происходило одновременно со слуховым сигналом «отпустить». Чтобы заработать баллы, участники должны были ответить, нажав правильную клавишу на клавиатуре компьютера в течение 300 мсек после команды go.

Визуальная и слуховая обратная связь использовалась, чтобы указать участнику, произошел ли ответ в пределах указанного интервала ответа, и (если да) был ли он правильным.Если участники ответили в окне ответа и сделали правильный выбор, они услышали приятный шум и увидели общее количество набранных ими баллов (которое увеличилось по сравнению с предыдущим значением на 1) в поле в месте фиксации. Неправильные, ранние или слишком поздние ответы не приносили баллов и сопровождались значками «X», «Раннее» и «Слишком медленно» вместе с ошибкой, ранним или поздним звуковым сигналом. Общее время, отведенное на обратную связь любого типа, составляло 1 с. По истечении времени обратной связи появилась точка фиксации и началось следующее испытание.

Эксперимент 1B

Этот эксперимент был проведен для получения более надежной меры смещения новизны-первенства. Вместо применения импульсов в разное время испытания, как в эксперименте 1A, для каждого уровня когерентности мы создали три условия: (i) постоянное условие, при котором фиксированная ненулевая когерентность использовалась в течение всего испытания, (ii) раннее условие, при котором когерентность была одним из четырех значений, как в эксперименте 1A, в течение первой половины испытания и нулем во второй половине, (iii) поздним состоянием, при котором когерентность была равна нулю в первой половине и отлична от нуля в вторая половина.Кроме того, только для двух самых слабых уровней когерентности мы включили условие переключения, при котором значение когерентности оставалось постоянным по величине, но направление движения переключалось в середине продолжительности стимула. Для постоянных, ранних и поздних условий правильный ответ определялся как ответ, поддерживаемый стимулом. В условии переключения одна альтернатива была выбрана как правильная случайным образом в каждом испытании.

Наблюдатели. Те же три участника, CS, MT, SC, из эксперимента 1A, участвовали в эксперименте 1B и выполнили 14, 19 и 12 сеансов соответственно.Один сеанс был исключен для CS и MT из-за ошибки программирования, а еще девять сеансов были исключены для MT из-за нестабильной производительности (см. Исключенные сеансы в эксперименте 1B в Приложении). В результате было проведено 13, 9 и 12 проанализированных сессий для CS, MT, SC соответственно.

Процедура. Общие характеристики процедуры были такими же, как в эксперименте 1А. Значения когерентности составляли 6,4, 12,8, 25,6 и 51,2%, за исключением состояния переключения, когда использовались только 6,4 и 12,8%.Длительность стимула имела экспоненциальное распределение от 150 до 1750 мс с шагом 50 мс. Как и в эксперименте 1А, окно ответа составляло 300 мс.

Эксперимент 2A

В этом эксперименте мы ослабили давление времени, используя более длинное окно ответа после сигнала го и используя более длительные испытания.

Наблюдатели. Четыре участника (один мужчина, три женщины) с нормальным зрением или зрением с поправкой на нормальное были протестированы повторно в течение 1-часовых сеансов в течение нескольких недель.Мы получили 16, 19, 11 и 25 сеансов для участников DG, LK, WW и MM соответственно. Все сеансы были включены в наш анализ.

Процедура. Процедура эксперимента была такой же, как эксперимент 1B, за исключением двух изменений. Во-первых, окно ответа после сигнала go было увеличено с 300 мс до 1 с. Как и в предыдущих экспериментах, если ответ был дан вне окна ответа, баллы не начислялись, даже если ответ был правильным. Во-вторых, мы использовали равномерное распределение длительностей испытаний в диапазоне 150–1750 мс с шагом 100 мс.

Эксперимент 2B

Эксперимент 2B был таким же, как эксперимент 2A, за исключением того, что: (i) в этом эксперименте были только ранние, поздние и постоянные условия (без переключения), (ii) длительность стимула была выбрана из более длинного диапазона (150–2350 мсек). , приращение 200 мс), и (iii) использовалась адаптивная процедура для поддержания точности на приблизительно постоянном уровне для всех субъектов. Это было сделано с использованием базового уровня когерентности b , который адаптивно изменялся от блока к блоку, уменьшая b на величину δ, когда общая точность в этом блоке была выше 80%, или увеличивая ее на δ, когда точность упала ниже 65 %.Использовались три уровня когерентности: b , 2 b и 4 b . На первом сеансе исходная когерентность изначально была установлена ​​на 12%, а δ — на 1,6%; для более поздних сеансов начальное значение b было определено на основе последнего блока из предыдущего сеанса, а δ было установлено на 0,86% (это значение изменяет среднюю когерентность на 2%). Например, если в данном блоке в сеансе 2 или позже уровни согласованности составляли 5, 10 и 20%, а производительность упала ниже 65% правильных, результирующие уровни согласованности будут установлены на 5.86, 11,72 и 23,44%.

Наблюдатели. Трое участников с нормальным зрением или зрением с поправкой на нормальное были протестированы в 5 (AP) или 10 (CB, SY) 1-часовых сеансах в течение нескольких недель. Мы намеревались провести каждого участника по 10 сеансов, рассматривая первые три как практику и для стабилизации уровней согласованности, а также анализируя результаты оставшихся семи сеансов. Однако участник AP прекратил участие после пяти сеансов. Вместо того, чтобы полностью исключить участника, мы исключили только первый сеанс этого участника, оставив четыре сеанса для включения в анализ.

Вычислительные методы

Модели LCA и BD были смоделированы как двухуровневые нейронные сети, показанные на рисунках 1A, B соответственно. Моделирование модели LCA было основано на следующих конечно-разностных уравнениях:

Δx1 = I1-kx1-βx2 + I0 + N0, σ; (1) Δx2 = I2-kx2-βx1 + I0 + N0, σ,

с учетом нижней границы при активации 0:

x1t + 1 = max0, x1t + Δx1; x2t + 1 = max0, x2t + Δx2.

В уравнении 1 Δ представляет собой изменение или приращение соседней переменной, I ₀ является исходным значением, k и β обозначают утечку и поперечное торможение, а N (0, σ) обозначает нормально распределенный шум стандартного отклонения σ.Выход функции max равен ее второму аргументу, когда он положительный, и равен 0 в противном случае. Эта функция max привносит в систему нелинейность, которая предотвращает превращение x ₁ или x ₂ в отрицательное.

В парадигмах с контролем времени, таких как использованная здесь и в Kiani et al. (2008), в котором решение вызывается путем подачи сигнала го, модель назначает решение наиболее активному аккумулятору через короткое время после появления сигнала го, как описано ниже.

Моделирование модели BD было основано на

Δx1 = I1 + N0, σ; (2) Δx2 = I2 + N0, σ,

Переменные решения: y ₁ = x ₁ — x ₂ и y ₂ = x ₂ — x _{1 1 1 1 1}

В BD интеграция информации ограничена даже в парадигмах, контролируемых временем. Когда активируется один из аккумуляторов, y ₁ или y ₂ , что соответствует разнице между интегрированными свидетельствами для двух альтернатив в уравнении.2, достигает предела, гонка заканчивается, и более активный юнит в это время побеждает в испытании. Если граница не достигнута, модель назначает решение наиболее активному аккумулятору через короткое время после появления сигнала go, как в LCA.

Общие параметры

Уровень шума в обеих моделях был установлен на σ = 0,1. Входы в блоки: I ₁ = c × с и I ₂ = 0, где c обозначает уровень когерентности, а чувствительность с является бесплатный параметр, подходящий для каждой модели.Во всех симуляциях использовался временной шаг интегрирования 3,5 мс.

Эксперименты, о которых мы расскажем, включают предъявление визуального стимула в какой-то момент времени t = 0, а затем предъявление ответного сигнала или «реплики» в переменное время после появления стимула. Считается, что реакция вызвана сигналом го. Таким образом, время между началом стимула и предъявлением сигнала go — задержка сигнала go — можно принять как продолжительность периода интеграции информации.Однако, связывая обе модели с экспериментальными данными, мы включили параметр «мертвого времени», T ₀ , чтобы учесть возможность того, что предъявление императивного сигнала для ответа прекращает интеграцию доказательств до того, как все доказательства будут фактически представлены. до того времени был интегрирован. Предыдущее исследование установило, что накопление доказательств в области LIP отстает от фактического представления визуальных доказательств примерно на 200 мс (Mazurek et al., 2003; Rorie et al., 2010). Если сигнал go может прекратить накопление свидетельств с более коротким лагом, T _g <200 мс, то общее время, доступное для интеграции свидетельств, будет равно задержке сигнала go за вычетом разницы между T _g и 200. Параметр T ₀ представляет эту разницу (200 — T _г ) и предполагается, что он больше или равен 0.

Параметры модели: ограниченная диффузия

В дополнение к уже упомянутым параметрам, модель BD имела один дополнительный параметр, позицию границы решения, A .Предполагалось, что значение A принимает одно фиксированное значение для каждого участника, независимо от уровня когерентности стимула или продолжительности испытания, поскольку все уровни обеих переменных случайным образом перемешаны и, следовательно, непредсказуемы от испытания к испытанию.

Параметры модели: LCA

Модель LCA была реализована с двумя дополнительными свободными параметрами, которые были оптимизированы для соответствия данным, а именно, сила утечки и ингибирования k и β.LCA также включает параметр, представляющий общий вход для двух аккумуляторов, I ₀ , который был установлен на I ₀ = 0,2 при подборе модели для всех участников. Этот параметр определяет, насколько вероятно, что порог активации, равный нулю, будет достигнут проигрывающим аккумулятором в LCA. Конкретное значение было выбрано на основе исследовательского моделирования, так что эта граница часто, но не всегда достигается в более длительных испытаниях, и не корректировалась иным образом при подборе данных от отдельных участников наших экспериментов.В модельных исследованиях этот параметр имел разные значения; значения явно указаны в соответствующих разделах ниже.

Протокол моделирования

Согласно протоколу эксперимента 1B (см. Экспериментальные методы), было четыре уровня когерентности движения ( c = 6,4, 12,8, 25,6, 51,2%) и четыре различных временных условия (константа , начало , конец и переключатель ). Поскольку у нас меньше данных для условия переключения, которое произошло только с двумя самыми низкими когерентностями, мы подобрали модели на основе постоянного, раннего и позднего условий и использовали оптимизированные параметры для прогнозирования предпочтения выбора в условии переключения.Предполагая, что первый блок поддерживается стимулом, а второй не поддерживается, входные данные в трех условиях были назначены следующим образом. В постоянном состоянии I ₁ = c × s , I ₂ = 0 на протяжении всего испытания. В начальных условиях I ₁ = c × s , I ₂ = 0 для первой половины испытания и I ₁ = 0, I ₂ = 0 для второй половины.В позднем состоянии I ₁ = 0, I ₂ = 0 для первой половины и I ₁ = c × с , I ₂ = 0 на вторую половину. Продолжительность испытаний по моделированию была выбрана из экспоненциального распределения со средним значением μ = 243 временных шага моделирования, или 850 мс. Минимальная продолжительность была установлена ​​на 43 временных шага (150 мс), а максимальная — на 500 временных шагов (1750 мс). Испытания были сгруппированы в квартили в соответствии с длительностью стимула, в результате получилось 48 условий (4 когерентности × 3 условия × 4 продолжительности).

Процедура оптимизации

Параметры наилучшего соответствия моделей были получены с помощью процедуры оптимизации, выполненной на 48 (4 когерентности × 3 временных условия × 4 продолжительности) средних баллов точности каждого участника. Для целей презентации мы усреднили экспериментальные данные и соответствия по четырем уровням когерентности. Предполагая, что правильные ответы следуют биномиальному распределению, мы можем вычислить вероятность модели при N = 48 экспериментальных условиях как: L = ∏iN (yini) piyi (1-pi) ni-yi, где N = 48 — количество точек данных, n _i — количество испытаний для i -ой точки данных, y _i — соответствующее количество правильных ответов и p _i вероятность правильного ответа, предсказанного моделью.Функция стоимости, которую мы минимизировали, представляла собой отрицательный логарифм L , т.е. −LL = −log _e ( L ). Для оптимизации мы использовали процедуру минимизации SUBPLEX (Bogacz and Cohen, 2004), которая расширяет многомерный симплекс-алгоритм, чтобы лучше обрабатывать зашумленные функции для моделей на основе моделирования. Для каждого субъекта и каждой модели мы провели оптимизацию 200 раз с начальными точками, выбранными случайным образом из равномерных распределений в пределах диапазона, зависящего от параметра.На этом этапе каждая прогнозируемая точка данных была сгенерирована из 1000 смоделированных испытаний. Мы повторно оценили каждое из этих 200 подгонок, выполнив больше итераций модели с наилучшими подгоночными параметрами (10 000 смоделированных испытаний на точку данных). На заключительном этапе уточнения параметры наилучшего соответствия (после переоценки 200 наборов параметров) использовались в качестве отправной точки одного последнего прогона процедуры SIMPLEX с использованием 2000 смоделированных испытаний на каждую точку данных.

Чтобы сравнить количественные соответствия двух моделей, мы использовали байесовский информационный критерий (BIC), который учитывает как степень соответствия, так и сложность модели.BIC наказывает лишние свободные параметры намного сильнее, чем другие аналогичные меры, такие как информационный критерий Акаике. BIC вычисляется как: −2LL + P 1n ( N ), где P — количество свободных параметров модели, N — количество точек данных, а LL — как определено выше. Для рисунка 7 и для расчета значений BIC модели были запущены с параметрами наилучшего соответствия для 100 000 смоделированных испытаний на каждую точку данных.

Результаты

Мы начинаем с вычислительного исследования, показывающего, что модель LCA может уловить все три паттерна, наблюдаемые в эксперименте 2 Usher and McClelland (2001), а именно: первичность, новизну и идеальный баланс.Мы также демонстрируем, что модель LCA с умеренным преобладанием ингибирования предсказывает переход от первенства к новизне по мере увеличения продолжительности испытания. После вычислительных исследований мы представляем экспериментальные результаты.

Контрастная ограниченная диффузия и утечка интеграции: исследование с помощью моделирования

Для двоичного выбора LCA представляет собой стохастическую двумерную систему, описываемую двумя переменными x ₁ и x ₂ , каждая из которых соответствует накопленным свидетельствам для одной из двух альтернатив.Каждый аккумулятор обновляется на каждом временном шаге моделирования в соответствии с уравнением 1, представленным в разделе «Материалы и методы» и воспроизведенным здесь для удобства:

Δx1 = I1-kx1-βx2 + I0 + N0, σ; (1) Δx2 = I2-kx2-βx1 + I0 + N0, σ.

Как отмечалось в разделе «Материалы и методы», значения x ₁ и x ₂ подвергались нижней границе при активации на уровне 0.

Когда x ₁ и x ₂ оба положительны, динамика LCA остается в линейном режиме.Поскольку решения основываются только на том, какая из двух переменных решения более активна, нам нужно только изучить разницу между ними: x = x ₁ — x ₂ . В этом случае LCA сводится к диффузионному процессу Орнштейна – Уленбека (OU) (Busemeyer and Townsend, 1993; Usher and McClelland, 2001):

, где I = I ₁ — I ₂ . Когда утечка превышает запрет, разница срабатывания x характеризуется динамикой накопления утечки.И среднее, и стандартное отклонение x перестают изменяться, как только чистая утечка [равная ( k — β) x ] в уравнении 3 становится равной по величине входному члену I . Левый столбец на рисунке 3 демонстрирует, как распределение x изменяется со временем. Результирующая точность, которая соответствует области распределения справа от вертикальной нейтральной линии, поэтому также выравнивается при асимптотическом значении. Поскольку доказательства, которые поступают раньше, имеют больше времени для утечки, чем информация, которая поступает с опозданием, поздняя информация перевешивает раннюю информацию в этих обстоятельствах, вызывая эффект новизны.

Рис. 3. Изменение решающей переменной во времени x = x ₁ — x ₂ в трех различных условиях предотвращения утечки . Адаптировано с разрешения Usher and McClelland (2001).

С другой стороны, когда подавление преобладает над утечкой в ​​полной модели, k <β, величина ( k — β) в уравнении 3 становится отрицательной; взяв это вместе со знаком минус перед членом ( k — β) x , мы видим, что чистым эффектом утечки и торможения становится самовозбуждение.В этом случае любая разница между двумя переменными решения будет со временем расти и стремительно расти. См. Рис. 3, средний столбец. Поскольку у ранних свидетельств больше времени для роста, чем у более поздней информации, ранние свидетельства перевешивают позднюю информацию при принятии решений, вызывая примат. Хотя среднее и стандартное отклонение распределения в этом состоянии неограниченно растут с увеличением времени, результирующая вероятность выбора, определяемая соотношением между ними, изменяется и выравнивается со временем таким же образом в этом состоянии, как и в состояние с преобладанием утечки (см. Usher and McClelland, 2001; Gao et al.Подробнее, 2011). Наконец, когда утечка и торможение находятся в идеальном балансе, k = β, ни утечки, ни самовозбуждения не происходит. Член ( k — β) x исчезает из уравнения 3, и модель ведет себя как модель дрейфа-диффузии (Bogacz et al., 2006; этот случай не показан на рисунке).

Нелинейность проявляется в режиме доминирования торможения. Согласно линейной версии LCA в уравнении 3, самовозбуждение со временем приводит к бесконечности разницы свидетельств, x .Однако в полной модели LCA, включая нелинейность в 0, как только активация проигрывающего юнита достигает 0, он перестает идти дальше вниз и прекращает посылать любой запрещающий сигнал. Активность выигравшей единицы будет определяться только ее утечкой и ее вводом ( I ₁ или I ₂ в зависимости от того, какая единица является победителем). Следовательно, его активность, а также разница между ее действиями, с течением времени выравниваются. Рисунок 3, правый столбец, демонстрирует динамику переменной x различия свидетельств в этой ситуации.Хотя подробная динамика x в нелинейной модели отличается от таковой в линейной версии, распределения вероятностей выбора для двух моделей очень похожи. Это связано с тем, что нелинейность вступает в силу только по прошествии некоторого времени. К этому времени усиление ранних сигналов уже оказало влияние на результат (Usher and McClelland, 2001). Следовательно, в режиме с преобладанием ингибирования как полная нелинейная LCA, так и линеаризованная LCA создают паттерн первичности.

Чтобы проиллюстрировать эффекты новизны и первенства, проявляемые LCA с преобладанием утечки и ингибирования, мы выполнили тот же анализ обратной корреляции, что и на рисунке 2, сравнивая LCA с доминирующей утечкой и доминирующим ингибированием с моделью BD (рисунок 4). Обе альтернативы (левый / правый) получили шумный вход для 200 временных шагов моделирования (гауссовы значения с нулевым средним и стандартным отклонением 0,1). BD моделировали с A = 0,8, LCA с преобладанием ингибирования с k = 0,05, β = 0,095, I ₀ = 0.1 и LCA с преобладанием утечки с k = 0,05, β = 0,025, I ₀ = 0,1. Большие различия между кривой активности левого выбора (синяя) и кривой активности правого выбора (красная) в начале испытания указывают на первенство, в то время как большие различия в конце указывают на новизну. Рисунок 4 демонстрирует, что хотя LCA с преобладанием утечки (рисунок 4C) приводит к новизне, LCA с преобладанием ингибирования приводит к первенству (рисунок 4B). Поведенческие результаты, представленные Kiani et al.(2008), хотя и несовместимы с LCA с преобладанием утечки, тем самым показано, что они согласуются либо с моделью BD, либо с LCA с преобладанием ингибирования.

Рис. 4. Обратные корреляции для ограниченной диффузии (A) и утечки конкурирующих аккумуляторов в моделях подавления-доминирования (B) и утечки-доминирования (C), показывающие средний вклад выигрыша (красный) и проигрыша (синий) единиц в испытаниях с моделированием с нулевой когерентностью .

Богатая динамика модели LCA также позволяет ей, при определенных настройках ее параметров, производить переход между первичностью и новизной.На рисунке 5A мы демонстрируем такой случай со следующими значениями параметров утечки, ингибирования и базовой линии: k = 0,172, β = 0,748, I ₀ = 0,095 и σ = 0,1. Мы смоделировали испытание переключателем, в котором когерентность движения остается постоянной по величине на протяжении всего испытания, но направление переключается в середине. Входные данные: I ₁ = 0,026, I ₂ = 0 для первой половины испытания и I ₁ = 0, I ₂ = 0.026 за вторую половину. Мы наносим график вероятности выбора, поддерживаемого первой половиной испытания. Значение выше 0,5 означает, что ранняя информация определяет окончательное решение чаще, чем поздняя информация, то есть первичность, а значение ниже 0,5 подразумевает, что ранняя информация определяет решения реже, чем поздняя информация, то есть новизна. Каждая точка данных основана на моделировании 30 000 испытаний, и были использованы пять длительностей, состоящих из 71, 157, 243, 329 и 414 временных шагов. Можно увидеть переход от первенства к новизне по мере увеличения продолжительности стимула.

Рис. 5. Переход от первичности к новизне при увеличении длительности стимула . (A) Вероятность выбора альтернативы, поддерживаемой в первой половине испытания в состоянии переключения. См. Текст для значений параметров. (B) Траектории активности двух аккумуляторов при короткой продолжительности стимула (вверху) и длинной (внизу). Красный цвет обозначает альтернативу, поддержанную в первой половине испытания, а синий обозначает альтернативу, поддержанную во второй половине.На нижней панели мы также нанесли результаты моделирования с использованием линейной ОЖЦ (пунктирные линии).

Чтобы объяснить, как происходит переход из LCA, мы показываем активации двух аккумуляторов в типичном испытании на рисунке 5B. Красная кривая обозначает альтернативу, поддержанную в первой половине испытания, а синяя кривая — альтернативу, поддержанную во второй половине. Когда длительность стимула коротка (верхняя панель), выигрывает накопитель, связанный с красной кривой, потому что входные данные во время первой половины испытания заставляют его подавить другую альтернативу, у которой нет шанса восстановиться после того, как доказательства обратятся.Во время переключения аккумулятор с ранней поддержкой (красный) посылает сильное запрещение другому аккумулятору (синяя кривая). Хотя синий аккумулятор поддерживается вводом стимула во второй половине испытания, его активация растет очень медленно, увеличиваясь только после того, как активация красного аккумулятора в достаточной степени ослабла. Это занимает достаточно много времени, чтобы у синего аккумулятора не было шансов на победу. Когда длительность стимула большая (нижняя панель, сплошные линии), активность синего аккумулятора достигает нуля задолго до переключателя и остается закрепленной на этом значении.После этого активность красной кривой выравнивается; он больше не получает никакого запрета от другого аккумулятора, но его активация выравнивается из-за эффекта утечки. Следовательно, хотя первая половина испытания в этом случае намного дольше, чем в краткосрочном сценарии, уровни активности двух аккумуляторов во время переключения одинаковы. После переключения две кривые со временем развиваются так же, как и на верхней панели. Однако в этом случае активация красного аккумулятора имеет больше времени на затухание.Активация синего аккумулятора имеет больше времени для роста, и его активация в конечном итоге превосходит активацию красной альтернативы. Обратите внимание, что этот переход от первенства к новизне вызван взаимодействием между нелинейностью на нуле и большим весом ранних свидетельств, вызванных преобладанием ингибирования. Этого не происходит в линейном случае (пунктирные линии, нижняя часть рисунка 5В), а также при высоком уровне доминирования ингибирования.

Таким образом, систематическая ошибка первичности согласуется как с BD, так и с LCA с преобладанием ингибирования.Однако LCA также соответствует давности или сбалансированности раннего и позднего свидетельства. Отличительной особенностью LCA с преобладанием нелинейного ингибирования является переход от первенства при коротких длительностях к новизне на больших длительностях с некоторыми настройками параметров. В следующем разделе мы сообщаем об экспериментальных результатах наших исследований, учитывая, обладают ли они функциями, соответствующими большей гибкости LCA.

Эксперимент 1A

Эксперимент проводился в соответствии с процедурами, использованными в Kiani et al.(2008), как описано в разделе «Материалы и методы». Наблюдателей попросили определить преобладающее направление движущихся точек. В то время как некоторые точки перемещались беспорядочно, некоторые последовательно перемещались либо влево, либо вправо. Как и у Киани и др., Мы использовали четыре уровня когерентности и экспоненциально распределенную длительность стимула в диапазоне 150–1750 мс. Участники были обучены реагировать в течение 300 мс после начала действия, чтобы заработать очки. Критическое манипулирование доказательствами применялось в подмножестве испытаний (80% испытаний с длительностью 300 мс или более) в форме 200-миллисекундного «импульса движения», соответствующего изменению когерентности на ± 3.2%.

Все наблюдатели научились реагировать в пределах окна отклика 300 мс, и их точность увеличивалась с увеличением когерентности движения в соответствии с сигмоидальной функцией (результаты CS участника показаны на рисунке 6A). Как и у Kiani et al. (2008), импульс привел к сдвигу психометрических кривых. Для измерения величины горизонтального сдвига в единицах согласованности была проведена логистическая регрессия (см. Также уравнение 4 в Kiani et al., 2008). Особый интерес представляет то, что величина эффекта сдвига упала по мере того, как импульс применялся позже в испытании, что указывает на то, что ранняя информация имеет большее влияние на выбор.Чтобы количественно оценить это, мы рассмотрели испытания продолжительностью 700 мс и более и разделили испытания на три квантиля в зависимости от времени импульса (рис. 6С). На рис. 6В показано, что этот паттерн первичности присутствовал у всех участников с некоторой вариабельностью, поскольку влияние импульса ослабевает в более поздних квантилях.

Рисунок 6. Результаты эксперимента 1А с импульсными возмущениями . (A) Импульс вызывает сдвиг психометрической функции наблюдателя.В качестве примера здесь показан результат CS. Процент выбора вправо отображается в зависимости от уровней согласованности вправо. Красная кривая обозначает правый импульс, а синяя кривая обозначает левый импульс. (B, C) Величина эффекта сдвига зависит от времени импульса. (C) Психометрическая функция участника CS, так как пульс появляется на ранних, промежуточных и поздних стадиях исследования. (B) Величина эффекта импульса в единицах эквивалентной когерентности движения как функция времени импульса для всех трех наблюдателей.

Эксперимент 1B

Поскольку величина эффекта в Эксперименте 1A очень мала и поэтому трудно поддается количественной оценке, Эксперимент 1B был проведен, чтобы получить более надежную меру временного профиля взвешивания. Для этого для каждой комбинации согласованности и продолжительности мы создали четыре условия: (i) условие , постоянное, , при котором когерентность остается фиксированной на протяжении всего испытания, (ii) условие , начало , в котором когерентность является фиксированной, не — нулевое значение в течение первой половины испытания и ноль во время второй половины, (iii) условие конец , при котором когерентность равна нулю в первой половине испытания и является фиксированным ненулевым значением во время второй половина, и (iv) переключает условие , при котором когерентность остается постоянной по величине, но направление движения переключается в середине испытания.Условие переключения возникло только с двумя низкими уровнями когерентности, чтобы свести к минимуму вероятность того, что участники заметят переключение в направлении движения. Ожидается, что постоянное условие приведет к более высокой точности выбора, поскольку оно содержит вдвое больше информации, чем ранние / поздние условия. Есть два важных теста. Первый — это уровень точности в раннем состоянии по сравнению с таковым в позднем состоянии; и второй — предпочтение выбора альтернативы, поддерживаемой в первой половине, по сравнению с альтернативой во второй половине в состоянии переключения.Шаблон первенства означает более высокую точность в раннем состоянии, чем в позднем, и больший выбор альтернативы, поддерживаемый в первой половине испытания. Новость означает противоположное. Наблюдения показаны на Рисунке 7.

Рисунок 7. Результаты эксперимента 1Б . (A) Точность как функция длительности стимула в постоянных, ранних и поздних условиях. Слева: данные (символы) и негерметичный конкурирующий аккумулятор подходят (линии).Планки погрешностей соответствуют 95% доверительному интервалу. Справа: соответствие данных и ограниченной диффузии. (B) Прогнозы утечки конкурирующего аккумулятора (голубой) и ограниченной диффузии (пурпурный) в состоянии переключения. Параметры моделей взяты из подгонки на панели A. Доля вариантов, поддерживаемых в начале испытания, была нанесена на график в зависимости от продолжительности стимула. Планки погрешностей соответствуют 95% доверительному интервалу. Большие полосы погрешностей связаны с меньшим размером выборки в состоянии переключения.

На рисунке 7A точность, усредненная по уровням когерентности, отображается как функция длительности стимула для постоянного (синий), раннего (черный) и позднего (красный) условий для трех наблюдателей.Результаты также соответствуют моделям LCA (левая панель) и BD (правая панель). У всех наблюдателей точность возрастает с увеличением продолжительности стимула, а точность в постоянных условиях выше, чем в ранних и поздних условиях. Что еще более важно, точность в раннем состоянии выше, чем в позднем, что подразумевает эффект первенства. Однако величина разницы в точности в двух условиях варьируется между тремя наблюдателями. Он очень велик в одном из них (MT), который полностью игнорировал поздние доказательства, за исключением условия кратчайшего запаздывания, но меньше в двух других.В SC это различие также уменьшается по мере увеличения продолжительности стимула. Взаимодействие между паттерном новизна-первичность и длительностью стимула согласуется с нелинейной моделью LCA, но создает проблему для модели BD, как показано ниже.

Количественные показатели качества подгонки показаны для моделей LCA и BD в таблице 1. Мы использовали BIC, который учитывает количество степеней свободы, для измерения качества подгонки. BD и LCA одинаково хорошо соответствуют данным CS и MT, в то время как LCA лучше соответствует данным SC — участника, который продемонстрировал взаимодействие между эффектом первичности и продолжительностью стимула.

Таблица 1 . Байесовские значения критериев информации и параметры модели для моделей LCA и BD для трех субъектов в эксперименте 1B .

На рис. 7В мы построили график вероятностей выбора альтернативы, поддержанной в первой половине испытания. Значение выше 0,5 означает первенство, а значение ниже 0,5 означает новизну. В соответствии с результатами для раннего / позднего состояния, условие переключения также показывает явное превосходство в CS и MT, и этот эффект особенно силен в MT.Для SC мы видим паттерн первичности, когда длительность стимула коротка, и он исчезает и даже возвращается к паттерну новизны по мере увеличения продолжительности стимула. Из-за меньшего размера данных мы не использовали условие переключения при подборе модели. Скорее, мы взяли параметры из подбора условия постоянного / раннего / позднего и построили прогнозы модели в условиях переключения (сплошные линии на рисунке 7B). Опять же, обе модели примерно одинаково подходят первым двум участникам, но BD не соответствует данным SC, как LCA.

Эксперименты 2A и 2B

Обе версии эксперимента 1 повторяют предвзятость приматов, описанную Kiani et al. (2008). Поскольку результаты эксперимента 1B и проведенная нами аппроксимация данных показали, что у двух из трех участников не было возможности различить две модели, используя подбор данных, мы выбрали во втором наборе экспериментов, чтобы сосредоточиться на обнаружении качественный образец данных, который может различать модели (рис. 5). Хотя этот шаблон возникает только при определенном наборе параметров LCA, он особенный, потому что он противоречит тому, что модель BD может предсказать .В частности, мы хотели проверить, демонстрирует ли кто-либо из наблюдателей переход от первенства к новизне, что является сигнатурным предсказанием нелинейной модели LCA и является проблемой для модели BD.

Еще одна цель нашего второго эксперимента — изучить, можно ли обратить или ослабить смещение первичности, наблюдаемое в эксперименте 1. Хотя предвзятость приматов кажется надежным наблюдением (Kiani et al., 2008), не исключено, что она может зависеть от задачи. Давление времени в Эксперименте 1 очень велико, до такой же степени, что и в эксперименте Киани и др., А, возможно, даже более экстремально.(см. текст сноски 5). В таких обстоятельствах лица, принимающие решения, по-видимому, должны быть готовы быстро отреагировать, когда придет сигнал; это может способствовать либо более низкой границе решения для модели BD, либо более сильному латеральному ингибированию в LCA.

Чтобы исследовать этот вопрос, мы ослабили давление времени в наших оставшихся экспериментах. Во-первых, мы уменьшили окно ответа после сигнала go с 300 мс до 1 с. Это давало наблюдателям достаточно времени, чтобы подготовить свой ответ после сигнала го.Во-вторых, мы использовали равномерно распределенные длительности стимулов вместо экспоненциально распределенных длительностей. Таким образом, большая продолжительность стимула одинаково вероятна, как и короткая длительность стимула (см. Раздел «Обсуждение» для дальнейшего рассмотрения этого вопроса).

Как и в эксперименте 1, каждый участник был протестирован в течение нескольких сеансов, чтобы обеспечить статистическую мощность (см. Материалы и методы). Всего с помощью этой процедуры было протестировано семь наблюдателей. Первые четыре участника были протестированы в эксперименте 2А с длительностью стимула 150–1750 мс.Заметив, что их уровни точности сильно различаются, мы адаптировали уровень сложности индивидуально и использовали более широкий диапазон продолжительности стимула (150–2350 мс) для еще трех участников.

Результаты представлены на Рисунке 8A. Средний показатель первичности , определяемый как средний уровень точности в начальных условиях минус средний уровень точности в поздних условиях, резко падает от эксперимента 1B к эксперименту 2A и 2B. Поскольку нет существенной разницы в процедурах или результатах между участниками 2A и 2B, мы объединяем эти две группы в одну и называем это экспериментом 2.Оценка первенства была значительно выше в эксперименте 1B, чем в эксперименте 2 [11 против 2%; т (8) = 2,98; p <0,02]. В то время как все наблюдатели в эксперименте 1B продемонстрировали эффект первенства, наблюдатели из второй группы значительно различались. Поэтому мы провели индивидуальный дисперсионный анализ по главному эффекту раннего и позднего воздействия и по взаимосвязи между размером этого эффекта и продолжительностью стимула. Для проведения этого анализа мы разделили данные каждого наблюдателя на мини-сеансы или квазипредметов , которые соответствовали всем комбинациям сеансов по когерентности.Каждый такой квази-субъект внес равное количество испытаний в соответствующие зависимые переменные продолжительности и состояния (раннее и позднее), исключая общую изменчивость, связанную с уровнем утомляемости, тренированности или успеваемости. Таким образом, мы подвергли данные мини-сеанса многократному (4 × 2) дисперсионному анализу с 4 уровнями продолжительности испытания и 2 уровнями времени в рамках испытания (ранний и поздний). Результаты ANOVA приведены в таблице 2.

Рисунок 8.Результаты эксперимента 2 . (A) Оценка первенства всех участников экспериментов 2A и 2B по сравнению с таковыми в эксперименте 1B. Оценка первичности рассчитывается как точность в начале минус точность в поздних условиях, усредненная по всем когерентностям и всем длительностям стимула. Красные кружки соответствуют индивидуальным данным. Планки погрешностей соответствуют 1 SE. (B) Точность как функция длительности стимула для участника WW в эксперименте 2A. Постоянные, ранние и поздние состояния показаны синим, черным и красным цветом соответственно.Планки погрешностей соответствуют 95% доверительному интервалу.

Таблица 2 . Результаты ANOVA, изучающего влияние времени в рамках испытания (раннее или позднее) и его взаимодействие с продолжительностью испытания для всех участников экспериментов 2A и 2B .

Таблица 2 показала, что только два из семи наблюдателей (LK и CB) продемонстрировали значительный главный эффект первенства. Что еще более интересно, участник WW показал значительную взаимосвязь между временным весом и продолжительностью (рис. 8B).Решения WW в основном основывались на ранней информации, когда продолжительность стимула была короткой, и на поздней информации, когда продолжительность стимула была большой. Этот переход от первенства к новизне является признаком нелинейной модели LCA и не согласуется с моделью BD. Пожалуйста, обратитесь к Приложению для получения подробных индивидуальных данных по всем семи участникам (Рисунок A3).

Обсуждение

Стимулировано недавним исследованием Kiani et al. (2008), мы исследовали временное взвешивание доказательств при принятии решений с использованием протокола с контролем времени.У обеих протестированных обезьян Kiani et al. обнаружили предвзятость приматов — ранняя информация была важнее при принятии решений — и предложили модель BD в качестве механистической основы для этого наблюдения. Согласно этой модели, наблюдатели принимают решение, когда достигается предел решения, и после этого игнорируют любую информацию. В эксперименте 1 мы исследовали два типа манипуляций с доказательствами: короткие импульсы движения (или возмущения; см. Также Huk and Shadlen, 2005) и более крупные изменения свидетельств в ходе испытаний в середине продолжительности стимула.Оба метода дали аналогичные результаты, свидетельствующие о первенстве, хотя эффект последней манипуляции был более устойчивым. В нашей первой паре экспериментов (1A и 1B) мы использовали процедуру с высоким давлением времени, аналогичную Kiani et al. Во второй паре экспериментов (2A и 2B) мы ослабили давление времени, допустив более медленные реакции после сигнала го и используя относительно более длительные испытания. Эксперименты 1A и 1B воспроизводили предвзятость приматов, описанную Kiani et al. в то время как в экспериментах 2A и 2B смещение приматов значительно уменьшилось.Вместе с некоторыми участниками мы также обнаружили, что смещение первичности снижается или даже переходит в новизну (с более сильным весом до поздних свидетельств по сравнению с ранними свидетельствами) по мере увеличения продолжительности стимула. Мы показали, что модель LCA может учитывать смещение первичности, а также модель BD, и что она также может фиксировать переход от первичности к новизне, паттерн, который представляет собой проблему для модели BD.

Модель LCA не предполагает наличия решения, связанного с парадигмой, управляемой временем.В этой модели точность выравнивается из-за дисбаланса между утечкой и ингибированием, а временная шкала этого процесса определяется абсолютным значением разницы между силой утечки и силой подавления. Знак признак этой разницы, хотя он не влияет на общий профиль точности времени, оказывает глубокое влияние на относительный вес ранних и поздних доказательств (Usher and McClelland, 2001; Gao et al., 2011). В отличие от LCA с преобладанием утечки, которая придает больший вес поздним свидетельствам, LCA с преобладанием ингибирования придает больший вес ранним свидетельствам.Таким образом, эта структура, а также модель аттрактора (Wang, 2002), представляют собой альтернативу описанию паттерна первичности в модели BD. LCA и связанные модели также согласуются с аспектами результатов более раннего исследования возмущений, проведенного Huk и Shadlen (2005). В этом исследовании влияние временного изменения свидетельств на активность предполагаемых нейронов накопления свидетельств в области LIP выше при применении на ранних этапах интервала наблюдения и становится очень слабым ближе к концу (Huk and Shadlen, 2005; Рисунок 10B).Авторы попытались подогнать эти результаты, используя модель BD, и отметили, что она не объясняет очень слабое влияние более поздних импульсов на ответы нейрона (стр. 3027). Эти авторы предложили модель аттрактора Ванга (2002) как один из механизмов, который может объяснить остаточный эффект. На рисунке 9 мы представляем неформальное моделирование, показывающее, что LCA с преобладанием ингибирования также может улавливать паттерн Huk and Shadlen (2005), обнаруженный в их данных. Подобно нейронам в LIP, аккумуляторы в LCA очень чувствительны к импульсам движения, возникающим в начале периода предъявления стимула, и этот эффект постепенно ослабевает по мере продолжения времени интеграции.

Рис. 9. Влияние короткого импульса на состояния активации двух излучающих конкурирующих аккумуляторов в разное время в испытании . Каждое испытание длилось 200 временных шагов. Два аккумулятора получили входные данные по Гауссу со средним значением и стандартным отклонением, равными 1. Импульс вводился на 40 временных шагов и увеличивал среднее значение на входе в целевой аккумулятор на 1 единицу. По оси y мы наносим на график изменение, которое импульс привел к разнице между целевым и нецелевым накопителями.Изменение рассчитывается путем вычитания разницы между активностью аккумуляторов через 40 временных шагов после смещения импульса за вычетом разницы активности в начале импульса. Эффект уменьшается с увеличением времени начала импульса. Модель протекающего конкурирующего аккумулятора была смоделирована с ингибированием, в три раза большим, чем утечка (β = 0,15, k = 0,05). Планки погрешностей соответствуют 95% доверительному интервалу.

Основным результатом эксперимента 2 было уменьшение систематической ошибки первичности по сравнению с экспериментом 1.Это различие во временном весе доказательств можно понять в связи с двумя процедурными различиями между двумя экспериментами. Первое изменение заключается в том, что окно ответа было уменьшено с 300 до 1000 мс. С окном ответа 300 мс участники должны быть готовы очень быстро реагировать, как только поступит сигнал. Согласно модели BD, это давление времени может заставить их принять нижнюю границу решения, чтобы они были готовы ответить, когда появится сигнал го. Точно так же в соответствии с LCA это временное давление может стимулировать регулировку силы бокового торможения, поскольку более сильное торможение помогает стимулировать разницу в активации двух аккумуляторов, что может способствовать более быстрому реагированию (Gao et al., 2011; Гао и Макклелланд, готовится). В любом случае нехватка времени может быть одним из факторов, способствующих сильной модели превосходства, наблюдаемой в нашем Эксперименте 1 и в Kiani et al. (2008) .

Второе экспериментальное изменение заключается в том, что мы использовали равномерно распределенные длительности стимулов, а не экспоненциально распределенные длительности. Причина, по которой Киани и др. (2008) использовали экспоненциально распределенную длительность стимула, чтобы убедиться, что у наблюдателей нет информации о времени появления сигнала го.Этот выбор, однако, приводит к гораздо более частым краткосрочным испытаниям, чем к длительным испытаниям. Этот фактор может побудить участников убедиться, что они готовы ответить на раннем этапе испытания, что может еще больше способствовать предвзятости приматов. Эмпирические данные нашего исследования позволяют предположить две возможные причины, по которым Kiani et al. обнаружили только первенство, в то время как исследование Usher and McClelland (2001) обнаружило все три модели первенства, новизны и сбалансированной интеграции. Как и в эксперименте 2, участникам исследования Usher и McClelland не предъявлялись преимущественно короткие стимулы или короткие сроки.Наши результаты также предполагают, что давление времени, вызванное узким окном ответа и / или более короткими испытаниями, является одним из факторов, определяющих относительную важность информации в разные моменты времени.

Результаты этих экспериментов также показывают важные индивидуальные различия (см. Также Usher and McClelland, 2001). Нас особенно интересовало, демонстрируют ли наблюдатели переход от первичности, когда продолжительность стимула короткая, к новизне, когда продолжительность стимула большая.Это предсказание сигнатуры LCA с преобладанием ингибирования является сложной задачей для модели BD. Такой переход был обнаружен при выполнении подопытного WW в Эксперименте 2A, и аналогичная картина была обнаружена у наблюдателя SC в Эксперименте 1B. Несмотря на обнаружение прогнозируемой сигнатуры нелинейного LCA, мы считаем, что любые выводы на этом этапе должны быть предварительными, поскольку они подтверждаются данными только от 2 из 10 участников.

Дальнейшие эксперименты с дополнительными наблюдателями и экспериментальными протоколами потребуются для более тщательного изучения относительных достоинств моделей BD и LCA и для более детального определения условий, при которых могут быть получены образцы как новизны, так и первичности.Это важно, потому что ряд других экспериментальных парадигм продемонстрировал паттерны новизны (Pietsch and Vickers, 1997; Usher and McClelland, 2001; Newell et al., 2009). Также обратите внимание, что здесь мы рассмотрели только временное взвешивание перцептивных свидетельств в парадигме, управляемой временем. Хотя это и более сложно (поскольку невозможно спланировать изменение средней точки доказательства, когда RT находится под контролем субъекта), изучение временных доказательств также возможно в парадигме свободного ответа. Недавно Zhou et al.(2009) разработали сложный протокол возмущений, который может различать ряд конкурирующих RT-моделей выбора в условиях высокого отношения сигнала к носу (низкая частота ошибок). Будущая работа с такими протоколами возмущений, а также со сбалансированными или несбалансированными переключателями доказательств (например, 40% слева против 60% справа) жизненно важна для полного понимания деталей механизмов принятия решений, так же как и исследования, которые собирают достаточно данных. на участника, чтобы достоверно изучить индивидуальные различия.

Еще один фактор, который может объяснить разницу во временном профиле, полученном в этом исследовании и в Kiani et al. (2008), по сравнению с исследованиями, которые показали, что эффект новизны — это степень практики. Практика в наших исследованиях, как и в исследовании Киани, довольно обширна. Одна из возможностей, предложенная Брауном и Хиткотом (2005), заключается в том, что практика увеличивает эффективность сбора доказательств за счет уменьшения эффективной утечки. Этот фактор также мог сыграть роль при сравнении наших экспериментов 1 и 2, поскольку участники эксперимента 1 в среднем имели больше практики, чем участники эксперимента 2.

Kiani et al. (2008) предположили, что ограниченная интеграция является универсальным принципом принятия решений, который применяется не только к самостоятельным решениям, но и к задачам, в которых продолжительность накопления доказательств контролируется экспериментатором. Результаты, которые мы сообщаем здесь, вместе с другими исследованиями, показывающими эффекты новизны, предполагают, что этот вывод следует пересмотреть. Интересно, что одним из мотивов, предложенных Киани и его коллегами против дырявой интеграции, была идея о том, что дырявая интеграция может быть неадаптивной, поскольку она отбрасывает некоторые свидетельства.Хотя это может быть правдой в некоторых условиях, также верно и то, что ограничение интеграции информации также игнорирует важную информацию, относящуюся к решениям. Можно было бы предположить, что неограниченная интеграция (достигнутая в модели дрейфа-диффузии без ограничений или с помощью линейной версии LCA с идеальным балансом между утечкой и ингибированием) всегда будет лучшей политикой, но это может игнорировать важные непредвиденные обстоятельства, которые могут сделать стратегию новизны и первенства более адаптивной. Эти непредвиденные обстоятельства включают необходимость быть готовой к быстрому реагированию и необходимость быть чувствительной к изменению доказательств, а также к другим факторам.

Мы предполагаем, что механизм, задействованный в ОЖЦ с преобладанием нелинейного ингибирования, имеет преимущество гибкого и обратимого приоритета ранней информации. Интересно, что хотя нелинейность снижает оптимальность модели при выборе между двумя альтернативами, она имеет то преимущество, что делает механизм более оптимальным и надежным, когда существует большее количество альтернатив (Bogacz et al., 2007). В другой работе в наших лабораториях этот механизм подтверждается данными, показывающими, что ответы, вызванные сигналом go, быстрее для правильного, чем неправильного выбора (Гао и МакКлелланд, в стадии подготовки), а также предвзятостью в принятии решений в пользу альтернатив, свидетельства которых временно противоречат друг другу. — коррелирует с доказательствами других альтернатив (Tsetsos et al., 2011). Еще одна работа показывает, что некоторые участники демонстрируют бимодальные состояния принятия решений, подобные этим, демонстрируемые LCA с преобладанием ингибирования (как показано на рисунке 3, правый столбец; Lachter et al., 2011).

В заключение, мы предполагаем, что принципы, задействованные в LCA — неплотная интеграция и латеральное торможение — могут быть обобщены за пределами области решений, основанных на доказательствах, на которых мы сосредоточились здесь. Эти принципы, вдохновленные известными свойствами нейронных систем (Usher and McClelland, 2001), также присутствуют в модели аттрактора Ванга (2002) и в моделях, основанных на теории поля решений, подходе, который успешно применялся к различным аспектам. решений, основанных на предпочтениях, таких как рискованный выбор (Busemeyer and Townsend, 1993; Johnson and Busemeyer, 2005), и нескольких отличительных характеристик эффективности при принятии решений с множеством атрибутов и альтернатив (Roe et al., 2001; Usher and McClelland, 2004; Цецос и др., 2010).

Авторские взносы

Хуан Гао и Джеймс Л. Макклелланд разработали и провели эксперименты. Мариус Ашер, Константинос Цецос, Хуан Гао и Джеймс Л. Макклелланд разработали теоретические идеи. Константинос Цецос, Мариус Ашер и Хуан Гао проанализировали данные и провели моделирование. Статью написали Мариус Ашер, Константинос Цецос, Хуан Гао и Джеймс Л. Макклелланд.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантом исследовательской лаборатории ВВС FA9550-07-1-0537. Мы благодарим рецензентов за полезные комментарии и Jenica Law за вычитку рукописи.

Сноски

Список литературы

Богач, Р., Браун, Э., Мохлис, Дж., Холмс, П., и Коэн, Дж. Д. (2006). Физика принятия оптимальных решений: формальный анализ моделей производительности в двухальтернативных задачах с принудительным выбором. Psychol. Rev. 113, 700–765.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Богач Р. и Коэн Дж. Д. (2004). Параметризация моделей коннекционизма. Behav. Res. Методы 36, 732–741.

CrossRef Полный текст

Богач Р., Ашер М., Чжан Дж. Х. и Макклелланд Дж. Л. (2007). Расширение биологически вдохновленной модели выбора: множественные альтернативы, нелинейность и многомерный выбор, основанный на ценностях. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 362, 1655–1670.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Диттерич Дж. (2010). Сравнение механизмов мультиальтернативного перцептивного принятия решений: способность объяснять человеческое поведение, прогнозы для нейрофизиологии и отношения с теорией принятия решений. Фронт. Neurosci. 4: 184. DOI: 10.3389 / fnins.2010.00184

CrossRef Полный текст

Гао, Дж., Тортелл, Р., Макклелланд, Дж. Л. (2011). Динамическая интеграция информации о вознаграждении и стимуле при перцептивном принятии решений. PLoS ONE 6, e16749. DOI: 10.1371 / journal.pone.0016749

CrossRef Полный текст

Хорвиц, Г. Д., Ньюсом, В. Т. (2001). Выбор цели для саккадических движений глаз: прелюдия активности в верхних холмиках во время задания на определение направления. J. Neurophysiol. 86, 2543–2558.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Гук, А.К. и Шадлен М. Н. (2005). Нейронная активность теменной коры макака отражает временную интеграцию визуальных сигналов движения во время принятия перцептивного решения. J. Neurosci. 25, 10420–10436.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Киани Р., Хэнкс Т. Д. и Шадлен М. Н. (2008). Ограниченная интеграция в теменной коре лежит в основе решений, даже если продолжительность просмотра диктуется окружающей средой. J. Neurosci. 28, 3017–3029.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Лактер, Дж., Коррадо, Дж. С., Джонстон, Дж. К., и Макклелланд, Л. Л. (2011). «Распределение рейтингов уверенности для простой задачи восприятия», 52-е ежегодное собрание Психономического общества , Сиэтл.

Ньюэлл, Б. Р., Вонг, К. Ю., Чунг, Дж. К. Х. и Раков, Т. (2009). Думать, моргать или спать на нем? Влияние способов мышления на принятие сложных решений. Q. J. Exp. Psychol. 62, 707–732.

CrossRef Полный текст

Питч, А. Дж., И Викерс, Д. (1997). Объем памяти и интеллект: новые методы оценки конкурирующих моделей фундаментального механизма обработки информации. J. Gen. Psychol. 199, 229–339.

CrossRef Полный текст

Рэтклифф Р. (1978). Теория восстановления памяти. Psychol. Ред. 85, 59–108.

CrossRef Полный текст

Рэтклифф Р., Хасегава, Ю. Т., Хасегава, Р. П., Смит, П. Л., и Сегрейвс, М. А. (2007). Модель двойной диффузии для записи данных одной ячейки из верхнего холмика в задаче распознавания яркости. J. Neurophysiol. 97, 1756–1774.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Рэтклифф Р. и Роудер Дж. Н. (1998). Моделирование времени отклика для решений с двумя вариантами. Psychol. Sci. 9, 347–356.

CrossRef Полный текст

Ройтман, Дж.Д., и Шадлен М. Н. (2002). Ответ нейронов в латеральной интрапариетальной области во время комбинированной задачи на время реакции визуального различения. J. Neurosci. 22, 9475–9489.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Рори А. Э., Гао Дж., Макклелланд Дж. Л. и Ньюсом У. Т. (2010). Интеграция сенсорной информации и информации о вознаграждении во время принятия перцептивного решения в латеральной интрапариетальной коре (LIP) обезьяны-макаки. PLoS ONE 5, e9308.DOI: 10.1371 / journal.pone.0009308

CrossRef Полный текст

Шадлен, М. Н., Ньюсом, В. Т. (2001). Нейронная основа перцептивного решения в теменной коре (область LIP) макаки-резуса. J. Neurophysiol. 86, 1916–1936.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст

Цецос, К., Ашер, М., и Макклелланд, Дж. Л. (2011). Тестирование многоальтернативных моделей решений с нестационарными доказательствами. Фронт.Neurosci. 5:63. DOI: 10.3389 / fnins.2011.00063

CrossRef Полный текст

Вальд, А. (1946). Дифференциация под знаком ожидания в фундаментальном тождестве последовательного анализа. Ann. Математика. Стат. 17, 493–497.

CrossRef Полный текст

Викельгрен, В. А. (1977). Компромисс между скоростью и точностью и динамикой обработки информации. Acta Psychol. (Amst.) 41, 67–85.

CrossRef Полный текст

Вонг, К.Ф., Хук, А. С., Шадлен, М. Н., и Ван, X. J. (2007). Динамика нейронной цепи, лежащая в основе накопления изменяющихся во времени данных во время принятия перцептивного решения. Фронт. Comput. Neurosci. 1: 6. DOI: 10.3389 / нейро.10.006.2007

CrossRef Полный текст

Чжоу, X., Вонг-Лин, К.-Ф., и Холмс, П. (2009). Изменяющиеся во времени возмущения могут отличать модели от интеграции до порога для перцептивного принятия решений в задачах времени реакции. Neural Comput. 21, 2336–2362.

Pubmed Реферат | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Приложение

Протокол возмущений в эксперименте 1A

В эксперименте 1А мгновенное изменение (или импульс) когерентности движения было введено в 80% испытаний длительностью более 300 мс. Импульс движения может быть вставлен между 100 мс после начала стимула и 200 мс до его окончания. Рисунок A1 иллюстрирует протокол возмущения: T мс после начала действия стимула (100 мс < T < T _{в целом} -200 мс) когерентность движения, которая ранее равнялась a , увеличенная на p ( я.т.е. уровень когерентности во время импульса составлял a + p , при p = ± 3,2%). Длительность импульса Δ T = 200 мс.

Рисунок A1. Иллюстрация протокола возмущений в эксперименте 1B . После T мс уровень когерентности движения изменяется с a на a + p в течение 200 мс.

Исключенные сеансы в эксперименте 1B

Для участников CS и MT первая сессия была отклонена из-за ошибки программирования (см. Текстовую сноску 2).Участники CS и SC имели высокую и стабильную среднюю точность для всех сеансов (стандартное отклонение точности составляло 2,2 и 3% соответственно), поэтому мы использовали 13 (после исключения первого сеанса) и 12 сеансов соответственно. Для участников MT производительность была нестабильной в течение первых 10 сеансов (см. Рисунок A2). Эти сеансы не были включены в анализ, в результате чего было проанализировано 9 сеансов (SD точности для первых 10 сеансов составляло 5%; после исключения этих сеансов стандартное отклонение составляло 1,7% для оставшихся 9 сеансов).

Рисунок A2. Средняя точность как функция сеанса для трех субъектов в эксперименте 1B . Для SC и CS, производительность которых была относительно высокой и стабильной, все сеансы были сохранены для анализа. Для испытуемых МТ сеансы 1–10 (до красной вертикальной линии) были исключены, поскольку точность участников была нестабильной.

Отдельные результаты экспериментов 2A и 2B

На рисунке A3 представлены результаты всех участников (4 для эксперимента 2A и 3 для эксперимента 2B).Таблица 2 в основном тексте показывает статистический анализ, выполненный по каждому субъекту, в отношении направления временного эффекта (первичность / новизна) и его взаимодействия с продолжительностью испытания. Участники LK и CB показали значительное превосходство, в то время как участник WW продемонстрировал значительную взаимосвязь между первичностью / новизной и продолжительностью испытания. Это взаимодействие однозначно предсказывается моделью LCA (см. Эксперимент 1A). Модели, показанные другими участниками, не делают различий между моделями.

Рисунок A3. Точность как функция продолжительности и состояния стимула в эксперименте 2A (участники DG, LK, MM и WW) и эксперименте 2B (адаптивное состояние; участники AP, CB и SY) . Планки погрешностей соответствуют 95% доверительному интервалу.

Паровые аккумуляторы

| Спиракс Сарко

Расчет пароаккумулятора

Паровой аккумулятор в паровой системе дает увеличенную емкость.Правильная конструкция парового аккумулятора обеспечивает любой расход. Нет теоретических ограничений на размер парового аккумулятора, но, конечно, практические соображения будут накладывать ограничения.

На практике объем пароаккумулятора основан на накоплении, необходимом для удовлетворения пикового спроса, с допустимым перепадом давления, при одновременной подаче чистого сухого пара с подходящей скоростью выпуска пара с поверхности воды. Пример 3.22.2, приведенный ниже, используется для расчета потенциальной паропроизводительности горизонтального парового аккумулятора.

Пример 3.22.2

Котел:

Максимальная продолжительная мощность = 5000 кг / ч

Нормальное рабочее давление = 10 бар изб. (Hf = 781 кДж / кг, из паровых таблиц)

Дифференциал переключения горелки = 1 бар (0,5 бар в каждую сторону от 10 бар изб.)

Заводские требования:

Максимальная мгновенная перегрузка = 12000 кг / ч

Давление распределения = 5 бар изб.

Хотя максимальная мгновенная перегрузка составляет 12 000 кг / ч, для определения размера аккумулятора следует использовать среднее значение перегрузки.

Это предотвращает ненужный завышение размера аккумулятора. Точно так же необходимо определить и использовать среднюю «непиковую» нагрузку при расчете размеров. Непиковая нагрузка — это любая нагрузка ниже MCR котла.

Определение среднего значения перегрузки и непиковой нагрузки

Есть три возможных метода определения средних нагрузок для существующей котельной:

1. Предположительно, исходя из опыта.
2. Для исследования существующих диаграмм паропроизводительности котла для определения средних нагрузок и периодов времени, в течение которых они возникают.
3. Чтобы запрограммировать компьютер паромера для интегрирования паровой нагрузки в периоды перегрузки и непиковой нагрузки.

Метод 1 может оказаться довольно безрассудным, если дорогой аккумулятор окажется слишком маленьким.

Однако, если котельная все еще находится на стадии проектирования, обоснованное предположение будет единственным вариантом. Знание проектировщика установки должно позволить дать разумную оценку максимальной нагрузки установки, разнообразия нагрузок и времени, в течение которого они возникают.

Метод 2 довольно прост в использовании и должен давать достаточно точный результат.

Метод 3 обеспечит наиболее точные результаты, а стоимость счетчика пара невелика по сравнению с общей стоимостью проекта гидроаккумулятора.

Следующая процедура показывает, как определить среднюю паровую нагрузку на основе существующей диаграммы, записывающей характер нагрузки. Процедура построена на рисунке 3.22.4, на котором показана схема потока для примера 3.22.2.

Из рисунка 3.22.4 видно, что непиковые нагрузки были разделены на следующие средние нагрузки и периоды времени. Из этих данных можно определить среднюю избыточную нагрузку для каждого периода непиковой нагрузки.

Средний избыточный поток рассчитывается следующим образом:

1-я непиковая нагрузка

2-я непиковая нагрузка

Аналогичное упражнение выполняется для периодов перегрузки, показанных на Рисунке 3.22.4.

1-я перегрузка

2-я перегрузка

Необходимо выбрать расчетное давление гидроаккумулятора, и обычно выбирают давление на 1 бар выше, чем давление распределения.Это дает разумную паропроизводительность мгновенного испарения без чрезмерного увеличения номинального давления ниже по потоку.

В этом примере давление распределения составляет 5 бар изб., Поэтому расчетное давление в гидроаккумуляторе изначально можно принять равным 6 бар изб. (Примечание: масса воды берется при рабочем давлении котла).

На основании этой информации теперь можно определить размер аккумулятора.

Паровой аккумулятор:

Обратите внимание, что эти 2 797 кг пара мгновенного испарения будут выпущены за время, необходимое для падения давления.Если это был час, скорость пропаривания составляет 2 797 кг / ч; если бы это было более 30 минут, то скорость пропаривания была бы:

Если паровой аккумулятор подключен к котлу мощностью 5000 кг / ч и обеспечивает средний спрос в пределах своей мощности, комбинированные выходы котла и аккумулятора могут соответствовать средним условиям перегрузки 5 594 + 5 000 = 10 594 кг / ч. в течение 30 минут. Альтернативой является дополнительная комбинация котлов, способных производить 10 594 кг / ч в течение 30 минут с указанными ранее ограничениями.

Теперь можно проверить размер аккумулятора.

Цифры, использованные в примере 3.22.2, используются ниже для облегчения проверки.

Котел

Максимальная продолжительная мощность = 5000 кг / ч

Нормальное рабочее давление = 10 бар изб.

Заводские требования

Наибольшая средняя перегрузка = 10300 кг / ч в течение 30 минут каждые 95 минут

Давление = 5 бар изб.

Требуемый запас пара = 10 300 кг / ч — 5 000 кг / ч пара, подаваемого котлом

Требуемый запас пара = 5300 кг / ч

Однако пар требуется только в течение 30 минут каждый час, поэтому необходимое накопление пара должно составлять:

Количество воды, необходимое для выпуска 2 650 кг пара, зависит от доли пара мгновенного испарения, выделяемого из-за падения давления.

Это соответствует критерию наличия достаточного количества воды для производства необходимого количества пара мгновенного испарения. Видно, что емкость хранения 2 797 кг больше, чем требуется для хранения 2 650 кг пара.

Если паровой аккумулятор будет заряжаться котлом под давлением 10 бар изб. И выпускаться под давлением 6 бар изб. В установку, то долю пара мгновенного испарения можно рассчитать следующим образом:

Емкость судна больше 87,9 м³, поэтому судно удовлетворяет этому критерию.

Используя размеры емкости, указанные ранее, площадь водной поверхности составляет приблизительно 20,53 м² при полной загрузке, что составляет 90% емкости емкости.

Максимальная скорость пропаривания из гидроаккумулятора составляет 5300 кг / ч, следовательно:

Эмпирические испытания показывают, что скорость, с которой сухой пар может выделяться с поверхности воды, является функцией давления. Рабочее приближение предполагает:

Максимальная скорость выпуска без уноса пара (кг / м² ч) = 220 x давление (бар абс.)

Паровой аккумулятор в Примере 3.22.2 работает при 6 бар изб. (7 бар абс.). Максимальная скорость выпуска без уноса пара составит:

220 x 7 бар a = 1 540 кг / м² ч

Это показано графически на Рисунке 3.22.5.

Пример при 258 кг / м² ч значительно ниже максимального значения, и можно ожидать сухого пара. Если бы скорость выброса пара была слишком высокой, необходимо было бы рассмотреть разные диаметры и длины, дающие одинаковый объем емкости.

Следует подчеркнуть, что это всего лишь указание, и детали конструкции всегда должны быть переданы специализированным производителям.

% PDF-1.3 % 1693 0 объект > эндобдж xref 1693 90 0000000016 00000 н. 0000003691 00000 н. 0000003780 00000 н. 0000004683 00000 п. 0000004808 00000 п. 0000004935 00000 н. 0000005062 00000 н. 0000005189 00000 н. 0000005316 00000 н. 0000005444 00000 н. 0000005572 00000 н. 0000005699 00000 н. 0000005825 00000 н. 0000005953 00000 п. 0000006081 00000 н. 0000006209 00000 н. 0000006337 00000 н. 0000006465 00000 н. 0000006592 00000 н. 0000006720 00000 н. 0000006847 00000 н. 0000006975 00000 н. 0000007103 00000 н. 0000007231 00000 п. 0000007359 00000 н. 0000007486 00000 н. 0000007614 00000 н. 0000007742 00000 н. 0000007870 00000 п. 0000007998 00000 н. 0000008126 00000 н. 0000008254 00000 н. 0000008382 00000 п. 0000008510 00000 п. 0000008641 00000 п. 0000008772 00000 н. 0000008904 00000 н. 0000009036 00000 н. 0000009168 00000 п. 0000009300 00000 н. 0000009432 00000 н. 0000009564 00000 н. 0000009696 00000 п. 0000009828 00000 н. 0000009960 00000 н. 0000010092 00000 п. 0000010223 00000 п. 0000010355 00000 п. 0000010487 00000 п. 0000010619 00000 п. 0000010751 00000 п. 0000010883 00000 п. 0000011015 00000 п. 0000011147 00000 п. 0000011279 00000 п. 0000011993 00000 п. 0000012619 00000 п. 0000012671 00000 п. 0000012723 00000 п. 0000012838 00000 п. 0000013375 00000 п. 0000020995 00000 п. 0000021653 00000 п. 0000022033 00000 п. 0000022427 00000 н. 0000029031 00000 н. 0000029557 00000 п. 0000029928 00000 н. 0000030604 00000 п. 0000031156 00000 п. 0000031341 00000 п. 0000031441 00000 п. 0000032739 00000 п. 0000032984 00000 п. 0000033532 00000 п. 0000034086 00000 п. 0000034526 00000 п. 0000035034 00000 п. 0000035652 00000 п. 0000036056 00000 п. 0000042709 00000 п. 0000043241 00000 п. 0000043616 00000 п. 0000044077 00000 п. 0000044682 00000 п. 0000045217 00000 п. 0000046038 00000 п. 0000050544 00000 п. 0000053172 00000 п. 0000002096 00000 н. трейлер ] / Назад 1604574 >> startxref 0 %% EOF 1782 0 объект > поток hX {Lw &

Accumulators_S11 — COMP211 — Rice University Campus Wiki

Накопление результата — очень полезный способ просмотра алгоритмов, которые просматривают структуры данных.Все рекурсивные алгоритмы для рекурсивных типов данных, например списки и деревья, можно рассматривать как алгоритмы аккумуляторов. Однако алгоритмы накопления НЕ ограничиваются рекурсивными структурами данных!

Фундаментальное понятие накопительного алгоритма состоит в том, что данные, необходимые для конкретного вычисления, распределяются по всей структуре данных, что требует процесса обхода, который «накапливает» ответ по мере того, как алгоритм «перемещается» от одного элемента данных к другому. Обратите внимание, что понятие «накопление» здесь является самым общим и не обязательно означает аддитивный или мультипликативный процесс — это может быть процесс, в котором каждый элемент сохраняется или отбрасывается, как это сделал бы алгоритм фильтрации.

«Обратное накопление»

Давайте посмотрим на пример того, что книга HTDP называет «естественным» алгоритмом рекурсии:

Посмотрите на роль рекурсивного результата «(sum (rest lon))». Минусы? предложение можно описать как добавление first с рекурсивным результатом. Можно сказать, что рекурсивный результат — это накопление суммы остальной части списка. То есть значение, возвращаемое рекурсивным вызовом «sum», является накопленной на данный момент суммой в алгоритме.Все минусы? предложение заключается в создании нового значения для накопленного результата путем добавления первого к рекурсивному результату.

В алгоритмах этого типа окончательный ответ создается путем перемещения данных из конца списка (то есть из пустого списка в начало списка) и накопления суммы по мере прохождения данных. Накопленный результат передается через возвращаемое значение функции.

Мы назовем этот стиль накопления алгоритмом Reverse Accumulation , потому что результат накапливается по мере того, как объект «возвращается» обратно из структуры данных.

Вот еще один пример, в котором используется более обобщенное понятие «накопление»:

Здесь мы видим, что накопленное значение — это просто самое большое значение из остальной части списка в любой заданной точке.

Мы можем извлечь шаблон для алгоритмов обратного накопления, который основан на шаблоне для любого списка:

Но мы можем пойти дальше, отметив, что «…» в минусах? Предложение просто представляет некоторую функцию, применяемую к первой и рекурсивному результату.Кроме того, «база» — это просто какой-то параметр, который мы могли бы передать как входной параметр. Таким образом, мы можем переписать шаблон следующим образом, включая изменение имени, которое я обосновываю позже:

Шаблон больше нет! Код теперь на 100% конкретный, ничего не нужно заполнять! Мы определили функцию под названием «foldr» («сворачивание вправо»), которую тот же самый foldr определил в последней лабораторной работе:

Убедитесь, что это определение является общим процессом обратного накопления в списке.

foldr — это функция более высокого порядка, которая выполняет алгоритмический процесс обратного накопления в списке.

С помощью этого анализа можно увидеть, что для обратного накопления требуется 2 части, два входных параметра для свертывания, кроме самого списка:

• Функция, которая принимает первое значение и аккумулятор (рекурсивный результат) и вычисляет следующее значение аккумулятора.
• Базовое значение, которое является начальным значением аккумулятора (которое возвращает пустой список).

Таким образом, приведенные выше примеры можно записать в терминах foldr, просто указав соответствующую функцию генерации аккумулятора и базовое значение аккумулятора:

«Прямое накопление»

Общая мантра о перемещении данных во время выполнения алгоритма состоит в том, чтобы сказать, что мы «перемещаем данные оттуда, где они есть, туда, где они могут быть обработаны».

В алгоритме обратного накопления в списке мы полностью возвращаемся к пустому списку, прежде чем начнем накапливать наш результат, потому что это единственное место, где возвращаемое значение определяется однозначно.Таким образом, результат накапливается в «обратном» направлении по мере того, как мы медленно выходим из рекурсии слой за слоем.

Если мы можем накапливать результаты, перемещая данные от конца списка к началу списка, можем ли мы также накапливать результат, перемещая данные в другом направлении , а именно от начала списка к концу? Но конечно!

Давайте посмотрим, как мы суммируем список чисел, используя « Вперед накопление «:

Обратите внимание, прежде всего, что функция требует вспомогательной функции? Почему?

Поскольку единственный способ передать данные вперед в списке — это использовать входной параметр, но поскольку прямое накопление является деталью реализации функции, во входных параметрах исходной функции нет (и не должно быть) положений. , sum_fwd, для передачи накопленного результата.Таким образом, необходима вспомогательная функция с дополнительным входным параметром для обработки накапливаемого значения.

Вся «внешняя» функция, «sum_fwd», — это установка начального значения аккумулятора. Это , а не рекурсивная функция. Рекурсивен только помощник .

Мы можем написать шаблон для форвардного накопления, опять же на основе шаблона для любого списка:

Мы можем ясно видеть нерекурсивную внешнюю функцию и рекурсивную вспомогательную функцию.Значение аккумулятора рассчитывается и передается вперед через дополнительный входной параметр вспомогательной функции. Мы также можем видеть, что пустые случаи двух функций не совпадают. В частности, пустой кейс помощника возвращает значение аккумулятора, в то время как пустой кейс внешней функции выполняет некоторую базовую операцию.

Вот два вышеупомянутых примера обратного накопления, написанных в стиле прямого накопления:

Особый случай прямого накопления

Очень соблазнительно сказать, что приведенное выше эквивалентно:

Но чтобы совершить этот прыжок, необходимо выполнение 2 условий:

1. «… «и во вспомогательном, и во внешнем cons? должны быть идентичны.
2. «база» должна представлять значение, а не что-то вроде исключения.

Важно еще раз подчеркнуть, что это особый случай, когда базовое значение четко определено. Общий шаблон выше всегда будет работать и должен быть шаблоном выбора, если вы не знаете, как написать свой алгоритм прямого накопления. Как только он заработает, вы можете преобразовать его в более специализированный корпус, если он того требует.

Например, поиск самого большого элемента в списке следует только по общему шаблону:

Тем не менее, давайте рассмотрим этот частный случай, когда два вышеуказанных условия действительно выполняются. В этом случае мы можем свернуть наш шаблон дальше вниз с необходимым изменением имени:

И снова наш шаблон сократился до 100% конкретного кода функции высшего порядка. Здесь функция называется «foldl» («fold-left») и совпадает с функцией foldl, определенной в последней лабораторной работе:

foldl — функция более высокого порядка, которая выполняет алгоритм прямого накопления в списке , когда существует четко определенное базовое значение .

Мы можем видеть с помощью этого анализа, что для прямого накопления типа foldl требуется 2 части, два входных параметра для сворачивания, кроме самого списка:

• Функция, которая берет первое значение и аккумулятор и вычисляет следующее значение аккумулятора.
• Базовое значение, являющееся начальным значением аккумулятора.

Привет! Разве это не те две части, которые, как мы сказали, требуют обратного накопления? Что говорится о прямом и обратном накоплении?

Прямое и обратное накопление — это просто противоположные направления для обхода структуры данных в процессе ее обработки и, таким образом, по сути, это один и тот же процесс.

Например, примеры, которые мы использовали выше, не зависят от направления, в котором проходит список. Мы также можем записать их в терминах foldl:

Но разве это не тот же самый код, что и выше, для случая обратного накопления, где мы просто заменили foldl на foldr? Имеет ли это смысл?

С другой стороны, попробуйте следующее:

Вы можете объяснить разницу?

Рекурсия хвоста

Если вы посмотрите на шаблоны для прямого накопления, вы увидите интересный факт: каждое возвращаемое значение является прямым, необработанным возвращаемым значением вызова функции, в частности вызова вспомогательной функции.Сравнивая с шаблоном обратного накопления, мы видим, что в данном сценарии этот факт неверен. Прямое возвращение результата рекурсивного вызова имеет специальное имя «хвостовая рекурсия», потому что возвращается «хвост» рекурсивного вызова. По причинам, выходящим за рамки нашего текущего обсуждения, оказывается, что можно выполнять дополнительную оптимизацию хвостовых рекурсивных алгоритмов, а именно, можно преобразовать их в циклы, которые выполняются намного быстрее и с гораздо меньшим объемом памяти, чем рекурсивные вызовы.Фактически, в теоретической информатике циклы — не более чем частный случай оптимизированных хвостовых рекурсивных алгоритмов.

Компиляторы

Scheme определены стандартами Scheme для выполнения оптимизаций хвостовой рекурсии. Мы можем убедиться в этом, если запустим следующий код:

Вы должны увидеть, что версия foldl работает значительно быстрее, чем версия foldr. И если вы закомментируете foldr и foldl по одному, попробуйте увеличить размер «целых чисел» в 10 раз, вы увидите, что foldl работает с гораздо меньшим объемом памяти, чем foldr.Как вы думаете, почему я написал «make-ints» как алгоритм прямого накопления?

Программирование модели делегирования

Выходя за рамки функционального программирования, существует важная точка зрения на процесс накопления, которая становится все более полезной по мере увеличения размера ваших программ. Рассмотрим это сравнение между обратным и прямым накоплением:

• При обратном накоплении вы делегируете функцию, которая обрабатывает остальную часть списка.Затем эта функция возвращает значение (аккумулятор), которое вы затем используете для завершения обработки текущих данных (сначала) и, таким образом, создания нового значения аккумулятора (возвращаемое значение, которое является завершенным результатом).
• При прямом накоплении вы делегируете функцию, которая обрабатывает остальную часть списка. Эта функция берет частично обработанные данные (новый аккумулятор, сформированный из первого и предыдущего значения аккумулятора) и завершает обработку, возвращая завершенный результат.

Оба процесса можно выразить в терминах делегирования остальной части списка. Единственная разница в том, что должна делать функция в остальной части списка.

В «программировании модели делегирования» подразумевается, что общая обработка данных включает два основных фактора: локальную обработку локальных данных, например первая из списка и делегированная обработка нелокальных данных, например остальная часть списка. Обработка никогда не преодолевает барьеры инкапсуляции, поэтому обработка инкапсулированных данных, например.грамм. данные, содержащиеся в остальной части списка, всегда выполняются через делегирование другой функции.

Когда мы перейдем к объектно-ориентированному программированию, точка зрения модели делегирования станет основным режимом, в котором мы разбиваем обработку данных между объектами, которые, помимо прочего, являются инкапсулированными данными. В частности, общая обработка связанной структуры объектов будет включать делегирование от одного объекта к другому.

Полное руководство по гидравлическим системам: понимание гидравлики

От лифта на работе до самосвала, который проезжает по улице, везде гидравлика.Вам может быть интересно, что такое гидравлика. Эта мощная система приводит в движение одни из самых тяжелых механизмов. Гидравлика может поднимать огромные грузы и работать на высоких скоростях. Они популярны на строительных площадках и во многих других областях.

Существует много типов гидравлических систем с различными компонентами, каждая из которых работает на одних и тех же принципах использования энергии. Гидравлические насосы создают давление в жидкости, и ее движение используется для приведения в действие всего, от кранов до автомобилей.В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о гидравлических системах.

Как работает гидравлическая система?

Вы, вероятно, уже знакомы с некоторыми основными принципами работы гидравлической системы и ее компонентов. По своему опыту вы, вероятно, знаете, что твердые тела, как правило, невозможно раздавить. Если вы возьмете твердый предмет, например ручку или кусок дерева, и попытаетесь сжать его, с материалами ничего не случится. Они не сжимаются и не сжимаются.Точно так же действует и жидкость. Он несжимаемый, то есть не сжимается, когда вы надавливаете на него. Он занимает столько же места, сколько и без давления. Представьте воду в шприце. Если накрыть его конец пальцем и попытаться надавить, ни вода, ни поршень никуда не денутся.

Что касается гидравлических систем, именно несжимаемость играет важную роль в их работе. В том же шприце, если вы обычно нажимаете на поршень, вы будете выпускать воду с высокой скоростью через узкий конец, даже если вы не оказывали такое сильное давление.Когда вы нажимаете на поршень, вы оказываете давление на воду, которая будет пытаться уйти, как бы это ни было, в данном случае под высоким давлением через очень узкий выход. Это приложение показывает нам, что мы можем умножить силу, которую затем можно использовать для питания более сложных устройств.

В очень упрощенной системе гидравлическая система состоит из трубопровода, на одном конце которого имеется груз или поршень для сжатия жидкости. Когда этот груз давит на жидкость, он выталкивает ее из гораздо более узкой трубы на другом конце.Вода не сжимается, а вместо этого проталкивается через трубу и выходит за ее узкий конец на высокой скорости. Эта система работает и в обратном направлении. Если мы приложим силу к узкому концу на большем расстоянии, это создаст силу, способную сдвинуть что-то гораздо более тяжелое на другом конце.

Блез Паскаль, французский математик, физик и изобретатель, стандартизировал эти свойства в середине 1600-х годов. Принцип Паскаля гласит, что в замкнутом пространстве любое изменение давления, приложенного к жидкости, распространяется через жидкость во всех направлениях.Другими словами, если вы приложите давление к одному концу емкости с водой, такое же давление будет приложено к другой стороне. Этот принцип позволяет увеличить силу и воздействовать на более крупный и тяжелый объект.

С этой системой есть небольшой компромисс. Обычно вы можете приложить больше силы или скорости к одному концу, чтобы увидеть противоположный результат на другом. Например, если вы надавите на узкий конец с высокой скоростью и малым усилием, вы приложите большое усилие, но низкую скорость, к широкому концу.Расстояние, на которое может пройти ваш узкий конец, также будет влиять на то, как далеко переместится широкий. Торговое расстояние и сила типичны для многих систем, и гидравлика не исключение.

Увеличение силы — важный фактор при подъеме тяжелых предметов. Если поршень на более широкой стороне в шесть раз больше размера меньшего, тогда сила, приложенная к жидкости от большего поршня, будет в шесть раз сильнее на меньшем конце. Например, сила в 100 фунтов вниз на более широком конце создает усилие в 600 фунтов вверх на узком конце.Это умножение силы позволяет гидравлическим системам быть относительно небольшими. Они отлично подходят для питания огромных машин, не занимая слишком много места.

Гидравлика также может быть очень гибкой, и существует много различных типов гидравлических систем. Вы можете перемещать жидкости по очень узким трубам и обводить их вокруг другого оборудования. Они имеют множество размеров и форм и могут даже разветвляться на несколько путей, позволяя одному поршню приводить в действие несколько других.Автомобильные тормоза обычно являются примером этого. Педаль тормоза приводит в действие два главных цилиндра, каждый из которых достигает двух тормозных колодок, по одной на все колеса. Вы можете найти гидравлику, приводящую в действие различные компоненты через цилиндры, насосы, прессы, подъемники и двигатели.

Гидравлические системы имеют несколько основных компонентов для управления их работой:

• Резервуар: В гидравлических системах обычно используется резервуар для удержания излишков жидкости и привода механизма. Важно охладить жидкость, используя металлические стенки для отвода тепла, выделяемого при трении, с которым она сталкивается.Резервуар без давления также может позволить захваченному воздуху покинуть жидкость, что способствует повышению эффективности. Поскольку воздух сжимается, он может отклонить движение поршней и снизить эффективность работы системы.
• Жидкость: Гидравлические жидкости могут быть разными, но обычно это масла на нефтяной, минеральной или растительной основе. В зависимости от области применения жидкости могут иметь разные свойства. Например, тормозная жидкость должна иметь высокую температуру кипения из-за механизма сильного нагрева, через который она проходит.Другие характеристики включают смазку, радиационную стойкость и вязкость.

Давайте посмотрим, как обычно работает гидравлика в тяжелом оборудовании:

• Двигатель: Обычно он работает от бензина и позволяет гидравлической системе работать. В больших машинах это должно быть способно генерировать много энергии.
• Насос: Гидравлический масляный насос направляет поток масла через клапан в гидроцилиндр.Эффективность насоса часто измеряется в галлонах в минуту и ​​фунтах на квадратный дюйм (psi).
• Цилиндр: Цилиндр принимает жидкость под высоким давлением от клапанов и приводит в движение движение.
• Клапан: Клапаны помогают транспортировать жидкость по системе, контролируя такие параметры, как давление, направление и поток.

Прочие машины, в которых используется гидравлика, включают автомобили на строительных площадках. Экскаваторы, краны, бульдозеры и экскаваторы могут управляться надежными гидравлическими системами.Например, экскаватор снабжает свою массивную стрелу гидроцилиндрами с гидравлическим приводом. Жидкость закачивается в тонкие трубы, удлиняя гидроцилиндры и, соответственно, рычаг. Гидравлическая мощность, стоящая за этим, может использоваться для подъема огромных грузов. Помимо строительных машин, гидравлика используется во всем, от лифтов до двигателей, даже в системах управления самолетами.

В чем разница между открытыми и закрытыми гидравлическими системами?

Открытые и закрытые системы гидравлики относятся к различным способам снижения давления в насосе.Это поможет снизить износ.

В открытой системе насос всегда работает, перемещая масло по трубам без создания давления. Как вход насоса, так и обратный клапан подсоединены к гидравлическому резервуару. Их также называют системами с «открытым центром» из-за открытого центрального пути регулирующего клапана, когда он находится в нейтральном положении. В этом случае гидравлическая жидкость возвращается в резервуар. Жидкость, поступающая из насоса, поступает в устройство, а затем возвращается в резервуар.В контуре также может быть предохранительный клапан для отвода лишней жидкости в резервуар. Обычно устанавливаются фильтры, чтобы жидкость оставалась чистой.

Открытые системы, как правило, лучше подходят для приложений с низким давлением. Кроме того, они дешевле и проще в обслуживании. Одно из предостережений заключается в том, что они могут создать избыточное тепло в системе, если давление превышает настройки клапана. Еще одно место для дополнительного тепла — это резервуар, который должен быть достаточно большим, чтобы охлаждать жидкость, протекающую через него.В открытых системах также можно использовать несколько насосов для подачи питания на различные системы, такие как рулевое управление или управление.

Закрытая система соединяет обратный клапан непосредственно со входом гидравлического насоса. В нем используется единственный центральный насос для непрерывного перемещения жидкости. Клапан также блокирует поступление масла из насоса, вместо этого отправляя его в аккумулятор, где оно остается под давлением. Масло остается под давлением, но не движется, пока не будет активировано. Нагнетательный насос подает холодное отфильтрованное масло на сторону низкого давления.Этот шаг поддерживает давление в контуре. Закрытая система часто используется в мобильных приложениях с гидростатической трансмиссией и использует один насос для питания нескольких систем.

Они могут иметь резервуары меньшего размера, потому что им просто нужно достаточно жидкости для нагнетательного насоса, который относительно невелик. Открытая система может обрабатывать больше приложений с высоким давлением. Закрытая система предлагает немного большую гибкость, чем открытая система, но также требует немного более высокой цены и более сложного ремонта.Закрытые системы могут работать с меньшим количеством жидкости в гидравлических линиях меньшего размера, а клапаны можно использовать для изменения направления потока.

Вы даже можете преобразовать открытую систему в закрытую, заменив некоторые компоненты и добавив пространство для подачи масла после обратного пути.

Типы гидравлических насосов

Есть несколько различных типов гидравлических насосов. Они могут значительно различаться по способам перемещения жидкости и степени вытеснения.

Практически все гидравлические насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения , что означает, что они подают точное количество жидкости. Их можно использовать в приложениях с высокой мощностью более 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Объемные насосы непрямого действия зависят от давления в зависимости от количества перемещаемой жидкости, в то время как поршневые насосы прямого действия — нет. Насосы без положительного давления чаще используются в пневматике и при низком давлении. К ним относятся центробежные и осевые насосы.

Насосы прямого вытеснения могут иметь постоянный или переменный рабочий объем.Большинство насосов имеют постоянный рабочий объем.

• В с фиксированным рабочим объемом насос обеспечивает одинаковое количество жидкости в каждом цикле насоса.
• В модели с переменным рабочим объемом насос может подавать различное количество жидкости в зависимости от скорости, на которой он работает, или физических свойств насоса.

Шестерня Насос стоит недорого и более устойчив к загрязнению жидкостью, что делает их пригодными для работы в суровых условиях.Однако они могут быть менее эффективными и изнашиваться быстрее.

• Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением: В них используются две шестерни с плотным зацеплением внутри корпуса. Одна — ведущая, или приводная, шестерня, а другая — ведомая, или свободнопоточная. Жидкость задерживается в пространстве между шестернями и вращается через корпус. Поскольку он не может двигаться назад, он проходит через выпускной насос.
• Насос с внутренним зацеплением: Конструкция с внутренним зубчатым колесом размещает внутреннее зубчатое колесо, возможно, с проставкой в ​​форме полумесяца, внутри шестерни внешнего ротора.Жидкость перемещается между шестернями за счет эксцентриситета — отклонения шестерни от круглости. Внутренняя шестерня с меньшим количеством зубцов вращает внешнюю шестерню, а прокладка входит между ними, создавая уплотнение. Жидкость всасывается, проходит через шестерни, герметизируется и выпускается.

Далее идет пластинчатых насоса . Они могут быть неуравновешенными или сбалансированными, фиксированными или переменными. Они бесшумны и работают при давлении ниже 4000 фунтов на квадратный дюйм.

• Неуравновешенный лопастной насос: Этот насос с фиксированным рабочим объемом имеет ведомый ротор и лопатки, которые выдвигаются в радиальных пазах.Уровень эксцентриситета ротора определяет уровень смещения. По мере вращения пространство между лопастями увеличивается, создавая вакуум для втягивания жидкости. Захваченная жидкость перемещается по системе через вращающиеся лопасти и выталкивается наружу по мере того, как пространство между ними уменьшается.
• Насос со сбалансированными лопастями: Насос со сбалансированными лопастями, также с фиксированным рабочим объемом, перемещает ротор через эллиптическое кулачковое кольцо. Он использует два входа и выхода на каждый оборот.
• Пластинчатый насос с регулируемым рабочим объемом: Рабочий объем в этом типе насоса может изменяться за счет эксцентриситета между ротором и корпусом.Наружное кольцо кожуха подвижное.

Наша последняя категория насосов — это поршневые насосы , которые отлично подходят для высокопроизводительных приложений.

• Рядные аксиально-поршневые насосы: Рядные насосы совмещают центр блока цилиндров с центром приводного вала. Угол наклона пластины автомата перекоса / кулачка помогает определить величину смещения. Впускной и выпускной патрубки расположены в пластине клапана, которая попеременно подключается к каждому цилиндру.Когда поршень движется вверх мимо впускного отверстия, он втягивает жидкость из резервуара. Точно так же он будет выталкивать жидкость из выпускного отверстия по мере прохождения через него.
• Аксиально-поршневые насосы с наклонной осью: Насосы с наклонной осью выровнены по центру блока цилиндров под углом к ​​центру приводного вала. Эта конструкция работает аналогично продольному осевому насосу.
• Радиально-поршневые насосы: Радиально-поршневые насосы используют семь или девять радиальных цилиндров, а также реактивное кольцо, штифт и приводной вал.Поршни установлены радиально вокруг приводного вала, а входное и выходное отверстия находятся в шкворне, типе шарнира.

Подробнее о гидравлике

Теперь, когда вы знаете, что такое гидравлика, вы можете видеть, что гидравлика находит широкое применение и может использоваться во всевозможных компонентах оборудования, которое используется в строительстве, транспортировке и т. Д. Возможно, теперь вы даже сможете придумать несколько собственных примеров гидравлической системы. Сила воды использовалась веками, и теперь с помощью клапанов, поршней и цилиндров гидравлика может работать в самых разных форматах.Открытые и закрытые, фиксированные или переменные, положительные и неположительные — все они могут перемещать огромные веса и использовать преимущества современной техники. Если вы занимаетесь каким-либо бизнесом, возможно, вы сможете заставить работать гидравлику на вас.

В Hard Chrome Specialists мы предлагаем услуги по ремонту всех типов гидравлических систем, а также нанесение покрытия, электрополировку и изготовление на заказ. Мы надеемся, что вы узнали сегодня что-то новое о том, как работает гидравлика, и немного больше узнали об этой невероятно мощной системе.Если вы хотите узнать больше о гидравлике, свяжитесь с нами сегодня!

\ п

\ п

Существует много типов гидравлических систем, все из которых работают на одних и тех же принципах использования энергии. Гидравлические насосы создают давление в жидкости, и ее движение используется для приведения в действие всего, от кранов до автомобилей. В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о гидравлических системах.

\ п

\ п

Как работает гидравлика?

\ п

Вы, наверное, уже знакомы с некоторыми основными принципами работы гидравлической системы. По своему опыту вы, вероятно, знаете, что твердые тела, как правило, невозможно раздавить. Если вы возьмете твердый предмет, например ручку или кусок дерева, и попытаетесь сжать его, с материалами ничего не случится.Они не сжимаются и не сжимаются. Точно так же действует и жидкость. Он несжимаемый, то есть не сжимается, когда вы надавливаете на него. Он занимает столько же места, сколько и без давления. Представьте воду в шприце. Если накрыть его конец пальцем и попытаться надавить, ни вода, ни поршень никуда не денутся.

\ п

\ п

Что касается гидравлики, то именно несжимаемость играет важную роль в ее работе.В том же шприце, если вы обычно нажимаете на поршень, вы будете выпускать воду с высокой скоростью через узкий конец, даже если вы не оказывали такое сильное давление. Когда вы нажимаете на поршень, вы оказываете давление на воду, которая будет пытаться уйти, как бы это ни было, в данном случае под высоким давлением через очень узкий выход. Это приложение показывает нам, что мы можем умножить силу, которую затем можно использовать для питания более сложных устройств.

\ п

\ п

В очень упрощенной системе гидравлическая система состоит из трубопровода, на одном конце которого имеется груз или поршень для сжатия жидкости.Когда этот груз давит на жидкость, он выталкивает ее из гораздо более узкой трубы на другом конце. Вода не сжимается, а вместо этого проталкивается через трубу и выходит за ее узкий конец на высокой скорости. Эта система работает и в обратном направлении. Если мы приложим силу к узкому концу на большем расстоянии, это создаст силу, способную сдвинуть что-то гораздо более тяжелое на другом конце.

\ п

\ п

Блез Паскаль, французский математик, физик и изобретатель, стандартизировал эти свойства в середине 1600-х годов.Принцип Паскаля гласит, что в замкнутом пространстве любое изменение давления, приложенного к жидкости, распространяется через жидкость во всех направлениях. Другими словами, если вы приложите давление к одному концу емкости с водой, такое же давление будет приложено к другой стороне. Этот принцип позволяет увеличить силу и воздействовать на более крупный и тяжелый объект.

\ п

\ п

С этой системой есть небольшой компромисс.Обычно вы можете приложить больше силы или скорости к одному концу, чтобы увидеть противоположный результат на другом. Например, если вы надавите на узкий конец с высокой скоростью и малым усилием, вы приложите большое усилие, но низкую скорость, к широкому концу. Расстояние, на которое может пройти ваш узкий конец, также будет влиять на то, как далеко переместится широкий. Торговое расстояние и сила типичны для многих систем, и гидравлика не исключение.

\ п

\ п

Увеличение силы — важный фактор при подъеме тяжелых предметов.Если поршень на более широкой стороне в шесть раз больше размера меньшего, тогда сила, приложенная к жидкости от большего поршня, будет в шесть раз сильнее на меньшем конце. Например, сила в 100 фунтов вниз на более широком конце создает усилие в 600 фунтов вверх на узком конце. Это умножение силы позволяет гидравлическим системам быть относительно небольшими. Они отлично подходят для питания огромных машин, не занимая слишком много места.

\ п

\ п

Гидравлика также может быть очень гибкой, и существует много различных типов гидравлических систем.Вы можете перемещать жидкости по очень узким трубам и обводить их вокруг другого оборудования. Они имеют множество размеров и форм и могут даже разветвляться на несколько путей, позволяя одному поршню приводить в действие несколько других. Автомобильные тормоза обычно являются примером этого. Педаль тормоза приводит в действие два главных цилиндра, каждый из которых достигает двух тормозных колодок, по одной на все колеса. Вы можете найти гидравлику, приводящую в действие различные компоненты через цилиндры, насосы, прессы, подъемники и двигатели.

\ п

\ п

Гидравлические системы имеют несколько основных компонентов для управления их работой:

\ п

\ n
• Резервуар: В гидравлических системах обычно используется резервуар для хранения излишков жидкости и питания механизма.Важно охладить жидкость, используя металлические стенки для отвода тепла, выделяемого при трении, с которым она сталкивается. Резервуар без давления также может позволить захваченному воздуху покинуть жидкость, что способствует повышению эффективности. Поскольку воздух сжимается, он может отклонить движение поршней и снизить эффективность работы системы.

\ п

• Жидкость: Гидравлические жидкости могут быть разными, но обычно это масла на нефтяной, минеральной или растительной основе.В зависимости от области применения жидкости могут иметь разные свойства. Например, тормозная жидкость должна иметь высокую температуру кипения из-за механизма сильного нагрева, через который она проходит. Другие характеристики включают смазку, радиационную стойкость и вязкость.

\ п

\ п

\ п

Давайте посмотрим, как обычно работает гидравлика в тяжелом оборудовании:

\ п

\ п

\ n
• Двигатель: Обычно он работает от бензина и позволяет гидравлической системе работать.В больших машинах это должно быть способно генерировать много энергии.

\ п

• Насос: Гидравлический масляный насос направляет поток масла через клапан в гидроцилиндр. Эффективность насоса часто измеряется в галлонах в минуту и ​​фунтах на квадратный дюйм (psi).

\ п

• Цилиндр: Цилиндр принимает жидкость под высоким давлением от клапанов и приводит в движение движение.

\ п

• Клапан: Клапаны помогают транспортировать жидкость по системе, контролируя такие параметры, как давление, направление и поток.

\ п

\ п

\ п

Прочие машины, в которых используется гидравлика, включают автомобили на строительных площадках. Экскаваторы, краны, бульдозеры и экскаваторы могут управляться надежными гидравлическими системами.Например, экскаватор снабжает свою массивную стрелу гидроцилиндрами с гидравлическим приводом. Жидкость закачивается в тонкие трубы, удлиняя гидроцилиндры и, соответственно, рычаг. Гидравлическая мощность, стоящая за этим, может использоваться для подъема огромных грузов. Помимо строительных машин, гидравлика используется во всем, от лифтов до двигателей, даже в системах управления самолетами.

\ п

\ п

Open vs.Закрытые гидравлические системы

\ п

Открытые и закрытые системы гидравлики относятся к различным способам снижения давления в насосе. Это поможет снизить износ.

\ п

\ п

В открытой системе насос всегда работает, перемещая масло по трубам без создания давления.Как вход насоса, так и обратный клапан подсоединены к гидравлическому резервуару. Их также называют системами с «открытым центром» из-за открытого центрального пути регулирующего клапана, когда он находится в нейтральном положении. В этом случае гидравлическая жидкость возвращается в резервуар. Жидкость, поступающая из насоса, поступает в устройство, а затем возвращается в резервуар. В контуре также может быть предохранительный клапан для отвода лишней жидкости в резервуар. Обычно устанавливаются фильтры, чтобы жидкость оставалась чистой.

\ п

\ п

Открытые системы, как правило, лучше подходят для приложений с низким давлением.Кроме того, они дешевле и проще в обслуживании. Одно из предостережений заключается в том, что они могут создать избыточное тепло в системе, если давление превышает настройки клапана. Еще одно место для дополнительного тепла — это резервуар, который должен быть достаточно большим, чтобы охлаждать жидкость, протекающую через него. В открытых системах также можно использовать несколько насосов для подачи питания на различные системы, такие как рулевое управление или управление.

\ п

\ п

Закрытая система соединяет обратный клапан непосредственно со входом гидравлического насоса.В нем используется единственный центральный насос для непрерывного перемещения жидкости. Клапан также блокирует поступление масла из насоса, вместо этого отправляя его в аккумулятор, где оно остается под давлением. Масло остается под давлением, но не движется, пока не будет активировано. Нагнетательный насос подает холодное отфильтрованное масло на сторону низкого давления. Этот шаг поддерживает давление в контуре. Закрытая система часто используется в мобильных приложениях с гидростатической трансмиссией и использует один насос для питания нескольких систем.

\ п

\ п

Они могут иметь резервуары меньшего размера, потому что им просто нужно достаточно жидкости для нагнетательного насоса, который относительно невелик.Открытая система может обрабатывать больше приложений с высоким давлением. Закрытая система предлагает немного большую гибкость, чем открытая система, но также требует немного более высокой цены и более сложного ремонта. Закрытые системы могут работать с меньшим количеством жидкости в гидравлических линиях меньшего размера, а клапаны можно использовать для изменения направления потока.

\ п

\ п

Вы даже можете преобразовать открытую систему в закрытую, заменив некоторые компоненты и добавив пространство для подачи масла после обратного пути.

\ п

\ п

Типы гидравлических насосов

\ п

Есть несколько различных типов гидравлических насосов. Они могут значительно различаться по способам перемещения жидкости и степени вытеснения.

\ п

\ п

Практически все гидравлические насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения , что означает, что они подают точное количество жидкости.Их можно использовать в приложениях с высокой мощностью более 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Поршневые поршневые насосы зависят от давления в зависимости от количества перемещаемой жидкости, в то время как поршневые насосы прямого действия этого не делают. Насосы без положительного давления чаще используются в пневматике и при низком давлении. К ним относятся центробежные и осевые насосы.

\ п

\ п

Насосы прямого вытеснения могут иметь постоянный или переменный рабочий объем.Большинство насосов имеют постоянный рабочий объем.

\ п

\ n
• В с фиксированным рабочим объемом насос обеспечивает одинаковое количество жидкости в каждом цикле насоса.

\ п

• В модели с переменным рабочим объемом насос может подавать различное количество жидкости в зависимости от скорости, на которой он работает, или физических свойств насоса.

\ п

\ п

\ п

Шестерня Насос стоит недорого и более устойчив к загрязнению жидкостью, что делает их пригодными для работы в суровых условиях. Однако они могут быть менее эффективными и изнашиваться быстрее.

\ п

\ n
• Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением: В них используются две шестерни с плотным зацеплением внутри корпуса.Одна — ведущая, или приводная, шестерня, а другая — ведомая, или свободнопоточная. Жидкость задерживается в пространстве между шестернями и вращается через корпус. Поскольку он не может двигаться назад, он проходит через выпускной насос.

\ п

• Насос с внутренним зацеплением: Конструкция с внутренним зубчатым колесом размещает внутреннее зубчатое колесо, возможно, с проставкой в ​​форме полумесяца, внутри шестерни внешнего ротора. Жидкость перемещается между шестернями за счет эксцентриситета — отклонения шестерни от круглости.Внутренняя шестерня с меньшим количеством зубцов вращает внешнюю шестерню, а прокладка входит между ними, создавая уплотнение. Жидкость всасывается, проходит через шестерни, герметизируется и выпускается.

\ п

\ п

\ п

Далее идет пластинчатых насоса . Они могут быть неуравновешенными или сбалансированными, фиксированными или переменными. Они бесшумны и работают при давлении ниже 4000 фунтов на квадратный дюйм.

\ п

\ n
• Неуравновешенный лопастной насос: Этот насос с фиксированным рабочим объемом имеет ведомый ротор и лопатки, которые выдвигаются в радиальных пазах. Уровень эксцентриситета ротора определяет уровень смещения. По мере вращения пространство между лопастями увеличивается, создавая вакуум для втягивания жидкости. Захваченная жидкость перемещается по системе через вращающиеся лопасти и выталкивается наружу по мере того, как пространство между ними уменьшается.

\ п

• Насос со сбалансированными лопастями: Насос со сбалансированными лопастями, также с фиксированным рабочим объемом, перемещает ротор через эллиптическое кулачковое кольцо. Он использует два входа и выхода на каждый оборот.

\ п

• Пластинчатый насос с регулируемым рабочим объемом: Рабочий объем в этом типе насоса может изменяться за счет эксцентриситета между ротором и корпусом.Наружное кольцо кожуха подвижное.

\ п

\ п

\ п

Наша последняя категория насосов — это поршневые насосы , которые отлично подходят для высокопроизводительных приложений.

\ п

\ n
• Рядные аксиально-поршневые насосы: Рядные насосы совмещают центр блока цилиндров с центром приводного вала.Угол наклона пластины автомата перекоса / кулачка помогает определить величину смещения. Впускной и выпускной патрубки расположены в пластине клапана, которая попеременно подключается к каждому цилиндру. Когда поршень движется вверх мимо впускного отверстия, он втягивает жидкость из резервуара. Точно так же он будет выталкивать жидкость из выпускного отверстия по мере прохождения через него.

\ п

• Аксиально-поршневые насосы с наклонной осью: Насосы с наклонной осью выровнены по центру блока цилиндров под углом к ​​центру приводного вала.Эта конструкция работает аналогично продольному осевому насосу.

\ п

• Радиально-поршневые насосы: Радиально-поршневые насосы используют семь или девять радиальных цилиндров, а также реактивное кольцо, штифт и приводной вал. Поршни установлены радиально вокруг приводного вала, а входное и выходное отверстия находятся в шкворне, типе шарнира.

\ п

\ п

\ п

Подробнее о гидравлике

\ п

Гидравлика находит широкое применение и может использоваться во всевозможных компонентах оборудования, которое используется в строительстве, транспортировке и т. Д.Сила воды использовалась веками, и теперь с помощью клапанов, поршней и цилиндров гидравлика может работать в самых разных форматах. Открытые и закрытые, фиксированные или переменные, положительные и неположительные — все они могут перемещать огромные веса и использовать преимущества современной техники. Если вы занимаетесь каким-либо бизнесом, возможно, вы сможете заставить работать гидравлику на вас.

\ п

\ п

В Hard Chrome Specialists мы предлагаем услуги по ремонту всех типов гидравлических систем, а также нанесение покрытия, электрополировку и изготовление на заказ.Мы надеемся, что вы узнали сегодня что-то новое о том, как работает гидравлика, и немного больше узнали об этой невероятно мощной системе. Если вы хотите узнать больше о гидравлике, свяжитесь с нами сегодня! » }

Аккумулятор давления

Аккумулятор давления

Системы силового привода гидроаккумулятора являются наиболее распространенными гидравлическими силовыми приводами, используемыми в артиллерийском оборудовании. Вместо того, чтобы использовать выходной поток насоса системы непосредственно для управления механизмом, он перекачивается в колбу-накопитель.Основная функция гидроаккумулятора — хранить объем жидкости под давлением. Поскольку системе требуется жидкость, она подается из колбы. Только что описанный регулятор давления контролирует давление в колбе, поддерживая его в заданных пределах. Системы, требующие большого объема жидкости под давлением, будут оснащены несколькими колбами.

На Рисунке 4-19 показан наиболее распространенный тип аккумулятора — газовая баллонная колба. В этой колбе-накопителе используется баллон, заполненный азотом, внутри стального баллона.Цилиндр снабжен тарельчатым клапаном, который предотвращает попадание баллона в выходную линию давлением азота, когда система не находится под напряжением. Баллон, заполненный азотом до определенного давления, сжимается жидкостью по мере заполнения цилиндра. Когда достигается верхний уровень давления, поток жидкости от насоса к гидроаккумулятору прекращается. Затем давление в баллоне продолжает вызывать поток жидкости, поддерживая давление в системе. Без накопительных емкостей насос системы может легко отставать от требований системы во время пиковых нагрузок.

Насосы и силовые приводы

Гидравлический насос предназначен для подачи потока жидкости в гидравлическую систему. Насос не

Рисунок 4-19.-Газовый баллонный аккумулятор.

Рисунок 4-20.-Роторный шестеренчатый насос.

производят давление. Давление в системе создается из-за сопротивления системы потоку жидкости. Насосы могут быть нескольких различных типов, но наиболее распространенными являются роторный шестеренчатый насос и аксиально-поршневой насос.

Роторный шестеренчатый насос (рис. 4-20) работает, улавливая жидкость во впускном (всасывающем) отверстии и проталкивая ее через нагнетательный патрубок в систему. Шестеренчатый насос используется во всех системах боеприпасов для подачи потока жидкости при различных давлениях. Однако они наиболее эффективны при давлении около 500 фунтов на квадратный дюйм. Существует несколько конфигураций и модификаций шестеренчатого насоса. Они не будут обсуждаться в этом тексте.

Аксиально-поршневой насос используется в большинстве силовых приводов, для которых требуется либо регулируемая мощность, либо большая производительность.Сначала опишем принцип работы, потом покажем, как они используются.

На Рис. 4-21 показано, как изменяется производительность аксиально-поршневого насоса. В насосе используются поршни, прикрепленные к подвижной наклонной пластине. Поршни и цилиндр вращаются вместе с помощью электродвигателя между наклонной пластиной и пластиной клапана. Наклонная пластина перемещается влево или вправо за счет хода поршней. Чем больше угол наклона, тем длиннее ход поршня и тем выше производительность насоса.Направление потока меняется на противоположное путем изменения направления наклона. Когда

Рисунок 4-21.-Работа аксиально-поршневого насоса. 4-15

Рисунок 4-22.-Гидравлический блок КАБИНЫ.

Ход поршня равен нулю, производительность насоса отсутствует, хотя насос все еще вращается.

Эта конфигурация аксиально-поршневого насоса используется в основном для силовых приводов поездов и подъемников, сервисных колец с магазином и заряжающих устройств на артиллерийских установках и ракетных пусковых установках.Мощность насоса используется для привода гидравлического двигателя. Единственная разница между насосом (конец A) и гидравлическим двигателем (конец B) заключается в том, что наклонная пластина установлена ​​под постоянным углом. Эти комбинированные насосы на конце A и двигатели на конце B называются агрегатами CAB. На Рис. 4-22 показана установка CAB-модуля. Мощность насоса передается на двигатель, который работает в обратном направлении. Насос принимает механический вход и превращает его в регулируемый двунаправленный гидравлический выход. Двигатель принимает переменную гидравлическую мощность и преобразует ее в переменную двунаправленную механическую мощность.