Рубрики
Разное

При каком такте коленчатый вал получает энергию от поршня: Коленчатый вал получает энергию от поршня при такте: — Ответ СДО

Содержание

При каком такте коленчатый вал получает энергию от поршня?

При каком такте коленчатый вал получает энергию от поршня?
а)впуск;                       
б)сжатие;                               
в)расширение;                         
г)выпуск

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Ваш ответ

Отображаемое имя (по желанию):

Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован:Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован

Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений.

Анти-спам проверка:

Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь.

2 Ответы

0 голосов

0 голосов

в) расширение

ответил

от
аноним

Похожие вопросы

При движении поршня от НМТ к ВМТ в процессе такта «сжатие» в каком положении должны находиться клапана?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Биосфера получает энергию от

спросил

от
Вопросы и ответы

в категории Тесты ЕНТ, КТА, ВОУД Ответы на тесты ЕНТ

В каком ответе наиболее точно дано определение хода поршня ?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Какой вал передает крутящий момент от раздаточной коробки к заднему ведущему мосту?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Какой вал передает крутящий момент от коробки перемены передач к раздаточной коробке?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Какой вал передает крутящий момент от раз¬даточной коробки к переднему ведущему мосту?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Как называются точки, в которых скорость поршня равна нулю и он достигает крайних положений при своем движении?

спросил

от
аноним

в категории Авто-Мото

Как называется выручка от реализации, при которой предприятие уже не имеет убытков, но еще и не получает прибыли:

спросил

от
Akma

в категории Тесты ЕНТ, КТА, ВОУД Ответы на тесты ЕНТ

Отработанная ступень ракеты, когда она отделяется от космического корабля Какой импульс получает при этом космический корабль?

спросил

от
Вопросы и ответы

в категории Естественные науки

Где можно приобрести вал карданный качественный?

спросил

от
Степан

в категории Авто-Мото

Пуля при попадании в вал проходит на глубину h2. Найдите глубину h3,на которую проходит пуля той же

спросил

от
Вопросы и ответы

в категории Естественные науки

В каком процессе кол-во теплоты переданное газу полностью превратится во внутреннюю энергию?

спросил

от
Вопросы и ответы

в категории Естественные науки

Вознаграждение, которое получает ра¬ботник предприятия в зависимости от количества и качества затра¬ченного им труда

спросил

от
Akma

в категории Тесты ЕНТ, КТА, ВОУД Ответы на тесты ЕНТ

Тепловая машина за цикл от нагревателя получает количество теплоты 100 Дж и отдает холодильнику 75 Дж. КПД машины равен

спросил

от
Жауапбек

в категории Естественные науки

Устройство автомобиля



Не пропустите новогоднюю распродажу материалов для учителей! Всё готовое на каждый урок со скидкой до 50 %




 

СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно


Выбрать материалы

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока




Общее устройство, рабочие циклы двигателя

Вопрос 1

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИМЕЕТ V- ОБРАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕД РЯДНЫМ?

Варианты ответов
  • уменьшение высоты двигателя
  • увеличение длины и ширины двигателя
  • компактность и увеличенная жесткость коленвала
Вопрос 2

ЧТО ОЗНАЧАЕТ ТЕРМИН »НИЖНЯЯ МЕРТВАЯ ТОЧКА» НМТ?

Варианты ответов
  • расстояние от оси коленвала до поршня
  • ближайшее положение поршня к оси коленвала
  • ближайшее положение поршня к оси распределительного вала
Вопрос 3

ПРИ ДВИЖЕНИИ ПОРШНЯ ОТ НМТ К ВМТ В ПРОЦЕССЕ ТАКТА «СЖАТИЕ» В КАКОМ ПОЛОЖЕНИИ ДОЛЖНЫ НАХОДИТЬСЯ КЛАПАНА?

Варианты ответов
  • Оба клапана открыты
  • Впускной закрыт, выпускной открыт
  • Впускной открыт, выпускной закрыт
  • Оба клапана закрыты
Вопрос 4

ЧТО ОЗНАЧАЕТ КОЛЕСНАЯ ФОРМУЛА 6Х4?

Варианты ответов
  • грузоподъемность 6 тонн
  • количество колес-6 и запасных-4
  • количество 6 и 4 ведущих
Вопрос 5

ЧТО ЗАСТАВЛЯЕТ ПЕРЕМЕЩАТЬСЯ ПОРШЕНЬ В ДВИГАТЕЛЕ, ПРОВОРАЧИВАЯ КОЛЕНВАЛ?

Варианты ответов
  • Образовавшиеся при сгорании топлива газы
  • Образовавшаяся в свече искра
  • Впрыснутое под большим давлением топливо
Вопрос 6

СОВМЕСТНАЯ И СОГЛАСОВАННАЯ РАБОТА СИСТЕМ И МЕХАНИЗМОВ ДВИГАТЕЛЯ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЕГО БЕСПЕРЕБОЙНУЮ РАБОТУ. КАКОЕ КОЛИЧЕСТВО ОСНОВНЫХ СИСТЕМ И МЕХАНИЗМОВ ИМЕЕТ ДВИГАТЕЛЬ?

Варианты ответов
  • 2 механизма и 2 системы
  • 4 механизма и 2 системы
  • 2 механизма и 4 системы
  • 4 механизма и 4 системы
Вопрос 7

КАК НАЗЫВАЮТСЯ ТОЧКИ, В КОТОРЫХ СКОРОСТЬ ПОРШНЯ РАВНА НУЛЮ И ОН ДОСТИГАЕТ КРАЙНИХ ПОЛОЖЕНИЙ ПРИ СВОЕМ ДВИЖЕНИИ?

Варианты ответов
  • мертвые точки
  • крайние точки
  • крайние точки
Вопрос 8

ГДЕ ПРОИСХОДИТ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ?

Варианты ответов
  • в карбюраторе
  • в воздухопроводе
  • в цилиндре двигателя
Вопрос 9

ПРИ КАКОМ ТАКТЕ КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ ОТ ПОРШНЯ?

Варианты ответов
  • впуск
  • сжатие
  • расширение
  • выпуск
Вопрос 10

КАК ВЛИЯЕТ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ НА МОЩНОСТЬ И ЭКОНОМИЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ?

Варианты ответов
  • повышается КПД, мощность и экономичность двигателя с увеличением степени сжатия
  • повышается КПД, мощность и экономичность двигателя с увеличением степени сжатия
  • никак не отражается на этих показателях
Вопрос 11

КАК ПРОИСХОДИТ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ РАБОЧЕЙ СМЕСИ В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ?

Варианты ответов
  • запальной электрической свечой
  • свечой накаливания
  • самовоспламенением от сжатия
Вопрос 12

КАКИМ ТЕРМИНОМ НАЗЫВАЮТ СОВОКУПНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ В ОПРЕДЕЛЕННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ?

Варианты ответов
  • тактом
  • рабочим циклом
  • рабочим процессом
Вопрос 13

ОТ ОТНОШЕНИЯ КАКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАВИСИТ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ?

Варианты ответов
  • отношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра
  • отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания
  • отношение рабочего объема цилиндра к объему камеры сгорания
Вопрос 14

КАКИЕ ТАКТЫ МОГУТ СОВЕРШАТЬСЯ В ЦИЛИНДРЕ 4-Х ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ , КОГДА ПОРШЕНЬ ДВИЖЕТСЯ ОТ ВМТ К НМТ?

Варианты ответов
  • Впуск или выпуск
  • Выпуск или рабочий ход
  • Рабочий ход или сжатие
  • Рабочий ход или впуск
Вопрос 15

ПОРШЕНЬ ДВИЖЕТСЯ ОТ НМТ К ВМТ, ОТКРЫТ ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН. КАКОЙ ТАКТ ПРОИСХОДИТ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ?

Варианты ответов
  • Впуск
  • Сжатие
  • Рабочий ход
  • Выпуск
Вопрос 16

В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ, ПРИ ГАЗОТУРБИННОМ НАДУВЕ, КОМПРЕССОР, ПОДАЮЩИЙ ВОЗДУХ В ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ, ПРИВОДИТСЯ В ДЕЙСТВИЕ

Варианты ответов
  • Отработанными газами двигателя
  • Клиноременной передачей от коленвала
  • Электродвигателем
  • Шестернями косозубыми
Вопрос 17

ПОРШЕНЬ ДВИЖЕТСЯ ОТ НМТ К ВМТ ,ОБА КЛАПАНА ЗАКРЫТЫ. КАКОЙ ТАКТ ПРОИСХОДИТ?

Варианты ответов
  • Впуск
  • Выпуск
  • Рабочий ход
  • Сжатие
Вопрос 18

РАБОЧИЙ ЦИКЛ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРОИСХОДИТ ЗА 4 ТАКТА. КАКОЙ ОТВЕТ ДАЕТ ИХ ПРАВИЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ПЕРЕЧИСЛЕНИЕ?

Варианты ответов
  • Впуск, рабочий ход, сжатие, выпуск
  • Впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск
  • Впуск, выпуск, сжатие, рабочий ход
  • Впуск, сжатие, выпуск, рабочий ход
Вопрос 19

ПРИ ДВИЖЕНИИ ПОРШНЯ ОТ ВМТ К НМТ ОСВОБОЖДАЕТСЯ ПРОСТРАНСТВО. КАК ОНО НАЗЫВАЕТСЯ?

Варианты ответов
  • полный объем цилиндра
  • рабочий объем цилиндра
  • объем камеры сжатия
Вопрос 20

ЗА СКОЛЬКО ОБОРОТОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА СОВЕРШАЕТСЯ РАБОЧИЙ ЦИКЛ В ЧЕТЫРЕХТАКТНОМ ДВИГАТЕЛЕ?

Варианты ответов
  • За 1 оборот (360°)
  • За 2 оборота (720°)
  • За 4 оборота (1440°)
  • Среди ответов нет правильного
Вопрос 21

В КАКОМ АВТОМОБИЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ВПРЫСК ТОПЛИВА В ЦИЛИНДРЫ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ, В МЕЛКОРАСПЫЛЕННОМ ВИДЕ?

Варианты ответов
  • В карбюраторном
  • В газовом
  • В дизельном
Вопрос 22

НА КАКИЕ ТИПЫ, ДВИГАТЕЛИ ДЕЛЯТСЯ ПО СПОСОБУ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ?

Варианты ответов
  • Двигатели, работающие на жидком и твердом топливе
  • Двигатели внутреннего и внешнего смесеобразования
  • На 4-х тактные и 2-х тактные двигатели
Вопрос 23

В КАКОМ ОТВЕТЕ НАИБОЛЕЕ ТОЧНО ДАНО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХОДА ПОРШНЯ ?

Варианты ответов
  • движение поршня от НМТ до ВМТ
  • путь который прошел поршень от ВМТ до НМТ
  • путь поршня от одной мертвой точки до другой
Вопрос 24

КАКОЙ ДВИГАТЕЛЬ ИМЕЕТ БОЛЬШУЮ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ?

Варианты ответов
  • дизельный
  • карбюраторный
  • одинаковая у всех двигателей
Вопрос 25

ЧТО ТАКОЕ ОБЪЕМ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ?

Варианты ответов
  • Объем под поршнем, когда он движется к ВМТ
  • Объем над поршнем , когда он находится в ВМТ
  • Объем под поршнем в момент воспламенения рабочей смеси


Пройти тест

Сохранить у себя:

© 2022,
Торсунов Темирхан Олегович

 115

термодинамика — Энергия, передаваемая поршню в такте сжатия и выпуска?

спросил

Изменено
8 лет, 11 месяцев назад

Просмотрено
5к раз

$\begingroup$

В такте сжатия бензинового двигателя смесь сжимается за счет движения поршня вверх. Откуда поршень получает энергию для сжатия смеси?

Аналогичным образом, в такте выпуска поршень снова движется вверх, чтобы вытеснить газы. Откуда поршень получает энергию?

  • термодинамика

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Использование направлений вроде вверх в этом контексте бессмысленно, потому что вы не определили, как ориентирован поршень.

Во время такта сжатия типичного 4-тактного бензинового двигателя поршень получает энергию от коленчатого вала. Причина, по которой вся схема все еще работает, заключается в том, что вы получаете гораздо больше энергии после сжигания во время рабочего такта. Сложите общую энергию, переданную между поршнем и коленчатым валом за весь цикл (два оборота коленчатого вала), и вы обнаружите, что общая энергия от поршня к коленчатому валу положительна.

Такт выпуска требует относительно мало энергии, так как теоретически выпускной клапан в это время открыт, и для вытеснения выхлопных газов требуется небольшое давление.

Вы пропустили оставшийся ход, то есть впуск. Это также требует немного энергии, так как давление в поршне в традиционном двигателе в это время отрицательное. В это время поршень всасывает в цилиндр воздух или воздушно-топливную смесь.

Таким образом, такты впуска, сжатия и выпуска потребляют некоторую энергию от вращения коленчатого вала, но эта энергия более чем компенсируется энергией, передаваемой коленчатому валу во время рабочего такта. Это также одна из причин, по которой эти двигатели необходимо запускать механически. Прежде чем вы получите первую положительную отдачу, потребуется как минимум два отнимающих энергию удара. Эта первоначальная энергия должна подаваться извне путем вращения коленчатого вала, например, стартера в вашем автомобиле или вашей рукой, когда вы тянете трос газонокосилки.

В лучшем случае поршень вырабатывает энергию только 1/4 часть времени. Вот почему 4 цилиндра — обычное число для многоцилиндровых двигателей. Один поршень находится в рабочем такте. Часть этой энергии используется для питания трех других цилиндров, а остальная часть является выходной мощностью двигателя. Больше цилиндров делает общую работу более плавной. При меньшем количестве цилиндров требуется больший маховик, особенно если число цилиндров меньше 4.

$\endgroup$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Очевидное и не столь очевидное, EPI, Inc.

WHAT’S
NEW
HERE ?EPI
Products
and Services

Technical Articles and Product Descriptions

Mechanical Engineering FundamentalsPiston
Engine
TechnologyEPI
Engine
ProjectsAircraft
Engine
ConversionsDetailed
Gearbox TechnologyEPI
Gearbox
ProjectsAircraft
Propeller
TechnologySpecial
Purpose
SystemsRotorWay
Вертолет
Проблемы

Справочные материалы

EPI
Справочник
Библиотека EPI Руководства
и
Публикации Некоторые
Интересное
Ссылки

Дополнительные продукты

Материалы
Для продажи
(иногда)

2  

 

Журнал Race Engine Technology

ВВЕДЕНИЕ в Race Engine Technology ПОДПИСАТЬСЯ
на Race Engine TechnologyДОСТУПНО
НАЗАД
ВЫПУСКИ

 

Последнее обновление: 16 декабря 2021 г.

ПРИМЕЧАНИЕ. Все наши продукты, разработки и услуги являются УСТОЙЧИВЫМИ, ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗГЛЮТЕНОВЫМИ, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не будут огорчать чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА или тонкие ЧУВСТВА

Коленчатый вал, шатуны, поршни и механизм, который улавливает часть энергии, выделяемой при сгорании, и преобразует эту энергию в полезное вращательное движение, способное совершать работу. На этой странице описываются характеристики возвратно-поступательного движения, которое коленчатый вал и узел шатуна сообщают поршням.

Коленчатый вал содержит две или более центрально расположенных соосных цилиндрических («коренных») шейки и одну или несколько смещенных цилиндрических шатунных («шатунных») шеек. Коленчатый вал V8, изображенный на рис. 1 , имеет пять коренных и четыре шатунных шейки.

Рисунок 1

Коренные шейки коленчатого вала вращаются в комплекте опорных подшипников («коренные подшипники»), вызывая смещение шатунных шеек
вращаться по круговой траектории вокруг центров коренных шеек, диаметр которых в два раза больше смещения шатунных шеек.
диаметр этого пути — это «ход» двигателя, то есть расстояние, на которое поршень перемещается от одного конца до другого конца
его цилиндр. Большие концы шатунов («шатуны») содержат подшипники («шатунные подшипники»), которые
на смещенных шатунных шейках.

Подробнее о работе подшипников коленчатого вала см. на странице ПОДШИПНИКИ ДВИГАТЕЛЯ. Для получения подробной информации о конструкции и реализации коленчатого вала см.
Страница CRANKSH\\HAFT DESIGN.

Малый конец шатуна прикреплен к поршню с помощью плавающего цилиндрического штифта («шпилька», или в британском , «поршневой палец»).
Вращение большого конца шатуна на шейке шатуна приводит к совмещению малого конца, который удерживается поршнем.
с осью цилиндра, чтобы перемещать поршень вверх и вниз по оси цилиндра.

Рис. 2: ВМТ

Следующее описание объясняет не столь очевидные характеристики движения, которое обеспечивает механизм коленчатого вала/шатуна.
к поршню.

На рис. 2 показан вид с торца в разрезе механизма коленчатого вала, шатуна и поршня (CCP), когда поршень
в самой дальней части его хода вверх (от коленчатого вала), который известен как положение верхней мертвой точки (ВМТ)
(даже в перевернутых и горизонтальных двигателях).

Наибольшее расстояние перемещения поршня вниз (по направлению к коленчатому валу) известно как положение нижней мертвой точки (НМТ).

В показанном механизме CCP коленчатый вал имеет ход 4000 дюймов, а расстояние между центрами шатуна составляет 6100 дюймов.
отношение шатуна к ходу (R/S) — это длина шатуна от центра к центру, деленная на ход.
В этом примере R/S составляет 6,100/4,000 = 1,525.

Это соотношение важно, поскольку оно оказывает значительное влияние на асимметрию движения поршня (поясняется ниже) и на результирующую вибрацию
и балансовые характеристики, а также некоторые ТТХ.

(ПРИМЕЧАНИЕ: если вы считаете, что установка более длинных шатунов увеличит ход двигателя, вам не нужно идти дальше
на этой странице или на всем сайте, если на то пошло. )

Для целей этого обсуждения удлиненная осевая линия отверстия цилиндра пересекает центр коренного подшипника коленчатого вала, и
штифт совпадает с осевой линией цилиндра (определяется как нулевое смещение штифта) . Хотя применимы следующие описания
строго для конфигураций с нулевым смещением запястья, общие замечания применимы и к конфигурациям с ненулевым смещением.

Рисунок 3: 90° после ВМТ

Важно понимать, что движение поршня в пределах 90° до и после ВМТ не является симметричным с
движение на 90° до и после НМТ. Вращение коленчатого вала при перемещении шатунной шейки из положения ВМТ на 90° после ВМТ (и из
90° от ВМТ до ВМТ) перемещает поршень существенно БОЛЕЕ половины длины хода. И наоборот, поворот коленчатого вала от 90°
ATDC (или 90° BBDC) в положение BDC перемещает поршень существенно МЕНЬШЕ, чем половина значения хода. Эта асимметрия движения важна
потому что это источник нескольких интересных свойств, связанных с работой, производительностью и долговечностью поршневого двигателя.

На рис. 3 показан исследуемый CCP с шатунной шейкой, повернутой на 90° после ВМТ. Обратите внимание, что поршень переместился более чем на 58% от своего полного
ход (2,337 дюйма). Это связано с тем, что в дополнение к движению шатунной шейки вниз на 2000 дюймов (полухода) (движение, проецируемое на
в вертикальной плоскости), шатунная шейка также сместилась горизонтально наружу на 2000 дюймов, в результате чего шатун оказался под углом к ​​вертикальной плоскости. вертикальная плоскость
на 0,337 дюйма с фактических 6,100 дюймов до 5,763 дюймов, показанных на рисунке. Это динамическое «укорочение» шатуна имеет эффект
добавления 0,337 дюйма движения вниз к 2,000 дюймам движения вниз, вызванного вращением шатунной шейки, как показано двумя
вертикальные синие линии в Рисунок 3 .

Для всех, кто интересуется, вот как вычисляется эта «эффективная длина». Фактическая длина шатуна {6,100 дюймов}, прогнозируемая
длина в вертикальной плоскости и горизонтальное перемещение в 2,00 дюйма, вызванное вращением коленчатого вала, образуют прямоугольный треугольник, в котором 6,100
Размер длины шатуна равен гипотенузе , а половина хода 2,00″ является одной из сторон этого прямоугольного треугольника. Теорема Пифагора { средняя школа
геометрия}
утверждает, что для прямоугольного треугольника гипотенуза равна квадратному корню из суммы квадратов двух перпендикулярных катетов,
в виде уравнения:

A² + B² = C²

, где A — одна сторона прямоугольного треугольника, B — другая сторона, а C — гипотенуза.

Решение этого уравнения для неизвестного участка («эффективная длина» шатуна) дает следующее решение:

B = SQRT( C² — A²)

или

SQRT (6,1²-2,0²) = 5,763

Обратите внимание, что в положениях вращения кривошипа, отличных от 0, 90, 180 и 270, расчет немного сложнее, требуя расчета угла
между вертикальной плоскостью и осевой линией шатуна, затем умножая длину осевой линии шатуна на косинус этого угла (снова , простая тригонометрия средней школы ).

Рисунок 4: 180° после ВМТ

 

 

Теперь вернемся к движению поршня.

Поскольку поршень уже прошел около 58% хода в течение первых 90° вращения кривошипа, это само собой разумеющееся
что в течение следующих 90 ° поворота кривошипа (до НМТ) поршень должен будет пройти только оставшиеся 42% хода, чтобы достичь НМТ,
как показано на Рисунок 4 .

Причина в том, что при вращении кривошипа в направлении НМТ шатунная шейка также перемещается горизонтально назад к центру цилиндра и
«восстанавливает» эффективную длину стержня. Это косинусное «удлинение» шатуна противостоит нисходящему
движение поршня, вычитая 0,337 из полухода вертикального движения, полученного из 90° до НМТ. Этот эффект иллюстрируется
нижние две вертикальные синие линии в Рисунок 4 .

 

 

Рис. 5. Полуход

Очевидно, что когда коленчатый вал находится в любом положении, кроме ВМТ или НМТ, ось шатуна больше не параллельна
центральная линия цилиндра (линия, вдоль которой вынуждены двигаться поршень, поршневой палец и маленький конец штока). Следовательно
«эффективная длина» шатуна в любой точке, отличной от ВМТ или НМТ, представляет собой фактическую длину шатуна от центра до центра, умноженную на
косинус угла между стержнем и осевой линией цилиндра. Понятно, что динамическое изменение эффективной длины шатуна увеличивает
и вычитает чисто синусоидальное движение, вызванное вращением шатунной шейки.

На рис. 5 показано, что при R/S в этом примере ККТ (1.525) положение полухода поршня происходит примерно при
Поворот коленвала на 81° после ВМТ. Быстрое изменение объема камеры сгорания после положения ВМТ имеет некоторые интересные последствия.
относительно диаграммы PV и теплового КПД (обсуждается на другой странице).

 

 

СКОРОСТЬ ПОРШНЯ

Скорость по определению представляет собой мгновенную скорость изменения положения относительно опорной переменной. Скорость поршня — это просто
измерение того, насколько быстро поршень позиция изменяется относительно опорной переменной. Это скорость изменения позиции
широко известен как « первая производная кривой положения «. (Для более подробного объяснения
скорость и ускорение и производные, см. наши СКОРОСТЬ и УСКОРЕНИЕ
страницу или любой текст базового расчета, например, ref-1:2:39) .)

0155 в качестве эталона для этих графиков. Как правило, человек заинтересован
в скорости изменения положения поршня по отношению к времени , что дает скорость в дюймах или футах в секунду, и значение
будет зависеть от скорости вращения коленчатого вала.

Очевидно, что при движении поршня от ВМТ к НМТ и обратно скорость постоянно меняется, и что скорость поршня равна нулю
в ВМТ и ВМТ. Значение и положение максимальной скорости относительно вращения кривошипа (максимальный наклон кривой положения)
зависит от отношения R/S.

На рис. 6 показано положение точки максимальной скорости поршня в градусах коленчатого вала до и после ВМТ для
конфигурация, используемая в этом примере (ход 4 дюйма, длина штока 6,100 дюйма, R / S = 1,525). В этом положении (73,9 ° до и после ВМТ)
поршень прошел только 43,9% (1,756 дюйма) от общего хода (4,000 дюйма). Для этой конфигурации (R/S = 1,525) при 4000 об/мин пик
скорость поршня 4390 футов в минуту. Для более длинного хода с тем же R / S положение пиковой скорости поршня было бы таким же, но
фактическое значение этой скорости было бы выше (конечно, при тех же оборотах).

На рис. 7 показаны графики зависимости положения поршня и мгновенной скорости от вращения коленчатого вала. Синяя линия
(«положение») показывает положение поршня (в % хода) в любой точке во время одного оборота коленчатого вала. Синяя линия искусственно
ориентированы так, чтобы показать положение в интуитивном смысле (верх, низ), поэтому знаки «-» следует игнорировать по отношению к положению.
Зеленая линия скорости показывает относительную скорость поршня (в % от максимальной) в любой точке. Скорость со знаком «плюс» — это движение
К коленчатому валу; скорость со знаком «минус» — это движение ОТ коленчатого вала.

Еще раз обратите внимание, что в ВМТ и снова в НМТ скорость поршня равна нулю, потому что в этих точках поршень меняет направление на противоположное, и чтобы
изменить направление, поршень должен быть остановлен в какой-то момент.

Обратите также внимание на то, что график положения (синий) показывает, что для этого отношения R/S (1,525) 50% положения хода происходят приблизительно при 81°
до и после ВМТ (как показано на рис. 5 выше). График скоростей (зеленая линия) показывает максимальные скорости поршня
происходят примерно при 74° до и после ВМТ (как показано на рис. 9).0144 рис. 6 выше). Линия скорости также показывает, что скорость поршня
в любой точке вращения от ВМТ до максимальной скорости больше, чем при том же числе градусов до НМТ. Например, сравните
скорость в 30° после ВМТ (62%) со скоростью в 30° до НМТ (34%).

Рисунок 7

На профиль кривой скорости и, следовательно, на положение максимальной скорости влияет отношение R/S. Как стержень
становится короче по отношению к ходу (меньшее отношение R/S), происходят две интересные вещи, которые могут оказать важное влияние на наполнение цилиндра:
(1) точка максимальной скорости поршня приближается к ВМТ, и (2) поршень быстрее удаляется от ВМТ, создавая более сильный импульс впуска.
Расположение максимальной скорости поршня влияет на конструкцию профилей кулачков распределительного вала (особенно на впуске) для оптимизации процесса впуска.
в определенном диапазоне скоростей и может влиять на характеристики впуска в отношении силы и формы впуска
импульс для настройки барана.

СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ ПОРШНЯ

Существует еще одна скорость поршня, которая используется скорее как «эмпирическое правило» при оценке двигателя. Это называется «средний поршень»
скорость», которое представляет собой расчетное значение, показывающее среднюю скорость поршня при известных оборотах в двигателе с известной длиной хода.

Принимая во внимание, что за каждый оборот коленчатого вала поршень проходит расстояние, равное удвоенной длине хода, затем средний поршень
Скорость ( MPS ) рассчитывается по формуле:

MPS (футов в минуту)   =   об/мин x 2 x ход (дюймы) / 12 (дюймы на фут)   =
об/мин x ход / 6

Средняя скорость поршня при 4000 об/мин для примера с ходом 4000 дюймов:

MPS (футов в минуту)
2667 футов в минуту.

Для практических целей общепризнано, что для авиационного двигателя 3000 футов в минуту является комфортным максимальным MPS и
опыт показал, что двигатели с MPS, значительно превышающим это значение, испытывают проблемы с надежностью. Обратите внимание, что R / S не имеет
влияет на MPS, хотя и влияет на ПИКОВУЮ скорость поршня (4390 футов в минуту для примера двигателя {R / S = 1,525} при 4000 об/мин).

УСКОРЕНИЕ ПОРШНЯ

Сила, необходимая для ускорения объекта, пропорциональна произведению веса объекта на ускорение. Отсюда ясно, что
ускорение поршня важно, потому что многие из значительных сил воздействуют на поршни, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, подшипники,
и блок напрямую связаны с ускорением поршня. Ускорение поршня также является основным источником некоторых внешних вибраций, создаваемых двигателем.
двигатель.

Крутильные колебания коленчатого вала вызываются в основном силами сгорания в сочетании с силами ускорения поршня, когда они становятся большими (думаю,
высокие обороты). Крутильные колебания обсуждаются отдельно на нашей странице КРУТИТЕЛЬНЫЕ ВИБРАЦИИ.

Ускорение по определению представляет собой первую производную кривой скорости и вторую производную кривой положения. Другими словами,
ускорение — это (мгновенный) наклон кривой скорости в любой заданной точке вдоль оси отсчета. Проще говоря, это мера
насколько быстро изменяется скорость, обычно выражаемая по отношению ко времени. Если скорость не меняется по отношению к эталону, то
нет ускорения. И наоборот, если скорость изменяется очень быстро по отношению к эталону, имеет место большое ускорение.
(См. нашу страницу СКОРОСТЬ и УСКОРЕНИЕ для более подробного объяснения.)

Из рис. 7 видно, что скорость поршня постоянно изменяется относительно постоянного изменения углового
положение коленчатого вала (вращение). Следовательно, чтобы перейти от точки нулевой скорости (ВМТ) к точке максимальной скорости, поршень
должен подвергаться большой функции ускорения, которая зависит от угла поворота коленчатого вала.

На рис. 8 показаны графики ускорения, скорости и положения для обсуждаемого примера CCP. (Все числовые значения
представлены для 1,525 об/с в этом примере. )

ПРИМЕЧАНИЕ: для данной конфигурации двигателя значения скорости и ускорения зависят от мгновенной угловой скорости коленчатого вала (об/мин). Поэтому на следующих диаграммах кривые скорости и ускорения показаны в процентах от максимального значения, которое будет иметь место при любых оборотах в минуту. Величины будут меняться с RPM, но процент пика не изменится.

Рисунок 8

Максимальное положительное значение ускорения (100%) приходится на ВМТ. Между ВМТ и максимальной скоростью поршня (в данном случае 74°) ускорение
положительна, но уменьшается к нулю (скорость поршня все еще увеличивается, но менее быстро). При максимальной скорости поршня (74° при этом R/S),
поршень перестает ускоряться и начинает замедляться. В этот момент ускорение меняет направление (с плюса на
«минусовое» число), и при этом на мгновение проходит через нуль.

При этом R / S максимальное отрицательное ускорение возникает не в НМТ, а примерно по 40° в обе стороны от НМТ. Значение этого максимального отрицательного
ускорение составляет всего около 53% от максимального положительного ускорения, наблюдаемого в ВМТ. Ускорение в НМТ составляет всего 49% от максимума ВМТ.
ускорение от максимальной скорости поршня (74°) до НМТ отрицательно, и это ускорение замедляет поршень до нулевой скорости. Следовательно, это может
быть (неправильно) называть замедлением. Однако такое же отрицательное ускорение прикладывается к поршню после НМТ и вызывает увеличение его скорости.

Точка нулевого ускорения возникает (по определению) в точке максимальной скорости поршня (74° B/A ВМТ), где скорость имеет обратное направление,
но скорость изменения скорости (наклон кривой) равна нулю.

Несколько странная форма в нижней части кривой полного ускорения поршня (пурпурная) является результатом того, что общее ускорение поршня
представляет собой сумму нескольких порядков ускорения, причем первые два являются наиболее значительными. Два основных заказа, которые объединяются, чтобы произвести эту общую сумму
профиль ускорения важен, потому что он может создавать серьезные проблемы с вибрацией для конструктора двигателя.
(прикрытые КОЛЕНВАЛАМИ).

На рис. 8 показана та же кривая общего ускорения поршня (пурпурная линия), что и на , рис. 7 ,
наряду с двумя значительными порядками ускорений поршня (первого и второго порядка), которые в совокупности образуют эту кривую. Кривая полного ускорения поршня (пурпурный цвет)
представляет собой сумму двух отдельных порядков ускорения: первичного (синий) и вторичного (зеленый).

Рисунок 8

Как объяснялось выше в разделе «Движение поршня», движение поршня в первые 90° вращения состоит из суммы эффекта полухода движения
шатунной шейки в проекции на вертикальную плоскость (2,000 дюйма) и эффект кажущегося «укорочения» на 0,337 дюйма длины шатуна
проецируется на вертикальную плоскость. Второй поворот на 90° также вызывает движение в вертикальной плоскости на половину хода, но косинусный эффект
удлинение шатуна в вертикальной плоскости приводит к перемещению на 0,337 дюйма, которое вычитается из полухода.

Первичное ускорение (синяя линия) является результатом движения поршня, вызванного составляющей движения шатунной шейки, спроецированной на
вертикальная плоскость. Эта кривая представляет собой синусоиду, которая повторяется один раз за один оборот коленчатого вала (первый порядок) и составляет большую часть
ускорение. Обратите внимание, что кривая основного ускорения пересекает ноль в точке 9Точки вращения 0° и пики в ВМТ и НМТ.

Вторичное ускорение (зеленая линия) является результатом дополнительного движения поршня, вызванного косинусным динамическим изменением эффективной длины
шатун. Это движение добавляется к движению поршня между ВМТ и точкой максимальной скорости и вычитается из движения поршня между максимальной скоростью.
точка и БДК. Эта кривая также является синусоидальной и повторяется дважды за один оборот коленчатого вала (второй порядок) и пересекает нуль при 45°, 135°, 225° и 315°.
точки вращения. Полное ускорение поршня в любой точке равно сумме значений первичной и вторичной кривых ускорения.

Современные поршневые двигатели, как правило, имеют отношение R/S примерно в диапазоне от 1,5 до 2,0. Обратите внимание, что отношение шток/ход менее 1,3 соответствует
практическое применение, невозможное из-за физических ограничений, таких как необходимость поршневых колец и поршневого пальца, достаточная длина юбки поршня,
и неудобство, связанное с тем, что поршень не соприкасается с противовесом коленчатого вала, не говоря уже о чрезмерной боковой нагрузке, которую может создать такое маленькое соотношение.

Вот два практических примера, сравнивающих влияние R/S на ускорение и скорость. Двигатель 1 («Е1») представляет собой
Lycoming IO-360 (или IO-540) с длиной шатуна 6,75 дюйма и ходом 4,375 дюйма для отношения R/S 1,543, что близко к нижнему пределу спектра в
современный дизайн. На другом конце этого спектра находится двигатель 2 («Е2») — типичный (примерно 2007 г.) 2,4-литровый двигатель Формулы-1 V8 мощностью 755 л. позвоните в очень короткий шток «). Однако ход в этом двигателе F1 составляет 1,566»,
что дает очень большое отношение R/S 2,56. Влияние этих двух крайних соотношений R/S показано на Рис. 9 ниже

Рис. 9

На Рис. 9, красные линии представляют ускорение поршня (в % от пикового значения) для двигателя 1 (1,543 R/S): первичный (большие штрихи), вторичный (маленькие штрихи) и общий (сплошной). Синие линии показывают ускорение поршня для двигателя 2 с 2,560 об/с (в % от пикового значения): первичное (большие штрихи), вторичное (маленькие штрихи) и общее (сплошная линия).

Из этого графика совершенно ясно, что двигатель с очень
маленькое отношение R/S 1,543 («длинный» 6,75-дюймовый шатун ) имеет значительно более низкое пиковое первичное ускорение (76 против 84%), но более высокое вторичное ускорение (24 против 16%), а
очень четкое изменение направления ускорения вокруг НМТ, подтверждающее существенную вторичную составляющую вибрации.

Сравните это с большими синими линиями отношения R/S 2,56 («короткий» 4,01-дюймовый шатун), показывающими значительно более высокий пик
первичное ускорение (84 против 76%), но более низкое вторичное ускорение (16 против 24%), а кривая общего ускорения ближе к
симметричный, что подтверждает существенное снижение вторичной составляющей вибрации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *