Цилиндр. Виды, объём цилиндра, площадь поверхности. В цилиндре
Цилиндр. Виды, объём цилиндра, площадь поверхности :: SYL.ru
Название науки «геометрия» переводится как "измерение земли". Зародилась стараниями самых первых древних землеустроителей. А было так: во время разливов священного Нила потоки воды иногда смывали границы участков земледельцев, а новые границы могли не совпасть со старыми. Налоги же крестьянами уплачивались в казну фараона пропорционально величине земельного надела. Измерением площадей пашни в новых границах после разлива занимались специальные люди. Именно в результате их деятельности и возникла новая наука, получившая развитие в Древней Греции. Там она и название получила, и приобрела практически современный вид. В дальнейшем термин стал интернациональным названием науки о плоских и объёмных фигурах.
Планиметрия – раздел геометрии, занимающийся изучением плоских фигур. Другим разделом науки является стереометрия, которая рассматривает свойства пространственных (объёмных) фигур. К таким фигурам относится и описываемая в этой статье – цилиндр.
Примеров присутствия предметов цилиндрической формы в повседневной жизни предостаточно. Цилиндрическую (гораздо реже – коническую) форму имеют почти все детали вращения - валы, втулки, шейки, оси и т.д. Цилиндр широко используется и в строительстве: башни, опорные, декоративные колонны. А кроме того посуда, некоторые виды упаковки, трубы всевозможных диаметров. И наконец – знаменитые шляпы, ставшие надолго символом мужской элегантности. Список можно продолжать бесконечно.
Определение цилиндра как геометрической фигуры
Цилиндром (круговым цилиндром) принято называть фигуру, состоящую из двух кругов, которые при желании совмещаются с помощью параллельного переноса. Именно эти круги и являются основаниями цилиндра. А вот линии (прямые отрезки), связывающие соответствующие точки, получили название «образующие».
Важно, что основания цилиндра всегда равны (если это условие не выполняется, то перед нами – усечённый конус, что-либо другое, но только не цилиндр) и находятся в параллельных плоскостях. Отрезки же, соединяющие соответствующие точки на кругах, параллельны и равны.
Совокупность бесконечного множества образующих - не что иное, как боковая поверхность цилиндра – один из элементов данной геометрической фигуры. Другая её важная составляющая – рассмотренные выше круги. Называются они основаниями.
Виды цилиндров
Самый простой и распространённый вид цилиндра – круговой. Его образуют два правильных круга, выступающих в роли оснований. Но вместо них могут быть и другие фигуры.
Основания цилиндров могут образовывать (кроме кругов) эллипсы, другие замкнутые фигуры. Но цилиндр может иметь не обязательно замкнутую форму. Например основанием цилиндра может служить парабола, гипербола, другая открытая функция. Такой цилиндр будет открытым или развернутым.
По углу наклона образующих к основаниям цилиндры могут быть прямыми или наклонными. У прямого цилиндра образующие строго перпендикулярны плоскости основания. Если данный угол отличается от 90°, цилиндр – наклонный.
Что такое поверхность вращения
Прямой круговой цилиндр, без сомнения – самая распространённая поверхность вращения, используемая в технике. Иногда по техническим показаниям применяется коническая, шарообразная, некоторые другие типы поверхностей, но 99% всех вращающихся валов, осей и т.д. выполнены именно в форме цилиндров. Для того чтобы лучше уяснить, что такое поверхность вращения, можно рассмотреть, как же образован сам цилиндр.
Допустим, имеется некая прямая a, расположенная вертикально. ABCD – прямоугольник, одна из сторон которого (отрезок АВ) лежит на прямой a. Если вращать прямоугольник вокруг прямой, как это показано на рисунке, объём, который он займёт, вращаясь, и будет нашим телом вращения – прямым круговым цилиндром с высотой H = AB = DC и радиусом R = AD = BC.
В данном случае, в результате вращения фигуры - прямоугольника - получается цилиндр. Вращая треугольник, можно получить конус, вращая полукруг – шар и т.д.
Площадь поверхности цилиндра
Для того чтобы вычислить площадь поверхности обычного прямого кругового цилиндра, необходимо подсчитать площади оснований и боковой поверхности.
Вначале рассмотрим, как вычисляют площадь боковой поверхности. Это произведение длины окружности на высоту цилиндра. Длина окружности, в свою очередь, равняется удвоенному произведению универсального числа П на радиус окружности.
Площадь круга, как известно, равняется произведению П на квадрат радиуса. Итак, сложив формулы для площади определения боковой поверхности с удвоенным выражением площади основания (их ведь два) и произведя нехитрые алгебраические преобразования, получаем окончательное выражение для определения площади поверхности цилиндра.
Определение объёма фигуры
Объем цилиндра определяется по стандартной схеме: площадь поверхности основания умножается на высоту.
Таким образом, конечная формула выглядит следующим образом: искомое определяется как произведение высоты тела на универсальное число П и на квадрат радиуса основания.
Полученная формула, надо сказать, применима для решения самых неожиданных задач. Точно так же, как объем цилиндра, определяется, например, объём электропроводки. Это бывает необходимо для вычисления массы проводов.
Отличия в формуле только в том, что вместо радиуса одного цилиндра стоит делённый надвое диаметр жилы проводки и в выражении появляется число жил в проводе N. Также вместо высоты используется длина провода. Таким образом рассчитывается объем «цилиндра» не одного, а по числу проводков в оплётке.
Такие расчёты часто требуются на практике. Ведь значительная часть ёмкостей для воды изготовлена в форме трубы. И вычислить объем цилиндра часто бывает нужно даже в домашнем хозяйстве.
Однако, как уже говорилось, форма цилиндра может быть разной. И в некоторых случаях требуется рассчитать, чему равен объем цилиндра наклонного.
Отличие в том, что площадь поверхности основания умножают не на длину образующей, как в случае с прямым цилиндром, а на расстояние между плоскостями – перпендикулярный отрезок, построенный между ними.
Как видно из рисунка, такой отрезок равен произведению длины образующей на синус угла наклона образующей к плоскости.
Как построить развёртку цилиндра
В некоторых случаях требуется выкроить развёртку цилиндра. На приведённом рисунке показаны правила, по которым строится заготовка для изготовления цилиндра с заданными высотой и диаметром.
Следует учитывать, что рисунок приведен без учёта швов.
Отличия скошенного цилиндра
Представим себе некий прямой цилиндр, ограниченный с одной стороны плоскостью, перпендикулярной образующим. А вот плоскость, ограничивающая цилиндр с другой стороны, не перпендикулярна образующим и не параллельна первой плоскости.
На рисунке представлен скошенный цилиндр. Плоскость а под неким углом, отличным от 90° к образующим, пересекает фигуру.
Такая геометрическая форма чаще встречается на практике в виде соединений трубопроводов (колена). Но бывают даже здания, построенные в виде скошенного цилиндра.
Геометрические характеристики скошенного цилиндра
Наклон одной из плоскостей скошенного цилиндра слегка изменяет порядок расчёта как площади поверхности такой фигуры, так и ее объёма.
www.syl.ru
Цилиндр — урок. Геометрия, 11 класс.
Цилиндр — это тело вращения, которое получается при вращении прямоугольника вокруг его стороны.
Прямоугольник AOO1A1 вращается вокруг стороны OO1.OO1 — ось симметрии цилиндра и высота цилиндра.AA1 — образующая цилиндра, длина которой равна длине высоты цилиндра.\(AO\) — радиус цилиндра.
Полученная цилиндрическая поверхность называется боковой поверхностью цилиндра, а круги — основаниями цилиндра.
Осевое сечение цилиндра — это сечение цилиндра плоскостью, которая проходит через ось цилиндра. Это сечение является прямоугольником.
При сечении цилиндра плоскостью, параллельной оси цилиндра (т.е. перпендикулярной основанию), также получается прямоугольник.
На рисунке изображён цилиндр, пересечённый плоскостью, которая параллельна оси цилиндра OO1.
ABB1A1 — прямоугольник.\(OA = OB = R\) — радиусы.
\(OC\) — расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения.Дуга \(AB\) равна центральному углу \(AOB\).
При сечении цилиндра плоскостью, параллельной основанию, в сечении получаем круг, равный основаниям цилиндра.
Если представить, что боковая цилиндрическая поверхность разрезана по образующей AA1 и развёрнута, получаем прямоугольник.
Сторона AA1 равна высоте \(H\), а другую сторону образует развёрнутая окружность основания длиной 2πR.
Так как развёртка — прямоугольник, то боковая поверхность определяется по формуле:
Sбок.=2πR⋅H
Основания цилиндра — два круга с общей площадью 2⋅πR2.
Полная поверхность цилиндра определяется по формуле:
Sполн.=2πRH+2πR2=2πR⋅H+R
www.yaklass.ru
Цилиндр [wiki.eduVdom.com]
Цилиндром (прямым круговым цилиндром) называется тело, состоящее из двух кругов (оснований цилиндра), совмещаемых параллельным переносом, и всех отрезков, соединяющих соответствующие при параллельном переносе точки этих кругов. Отрезки, соединяющие соответствующие точки окружностей оснований, называются образующими цилиндра.
Цилиндр является телом вращения.
Цилиндр
Рис.1
Вот другое определение:
Цилиндр — тело, которое ограничено цилиндрической поверхностью с замкнутой направляющей и двумя параллельными плоскостями, пересекающими образующие данной поверхности.
Цилиндрическая поверхность — поверхность, которая образуется движением прямой линии вдоль некоторой кривой. Прямую называют образующей цилиндрической поверхности, а кривую линию — направляющей цилиндрической поверхности.
Боковая поверхность цилиндра — часть цилиндрической поверхности, которая ограничена параллельными плоскостями.
Основания цилиндра — части параллельных плоскостей, отсекаемые боковой поверхностью цилиндра.
Рис.1 мини
Цилиндр называется прямым (См.Рис.1), если его образующие перпендикулярны плоскостям оснований. В противном случае цилиндр называется наклонным.
Круговой цилиндр — цилиндр, основания которого являются кругами.
Прямой круговой цилиндр (просто цилиндр) – это тело, полученное при вращении прямоугольника вокруг одной из его сторон. См.Рис.1.
Радиус цилиндра – радиус его основания.
Образующая цилиндра — образующая цилиндрической поверхности.
Высотой цилиндра называется расстояние между плоскостями оснований. Осью цилиндра называется прямая, проходящая через центры оснований. Сечение цилиндра плоскостью, проходящей через ось цилиндра, называется осевым сечением.
Ось цилиндра параллельна его образующей и является осью симметрии цилиндра.
Плоскость, проходящая через образующую прямого цилиндра и перпендикулярная осевому сечению, проведенному через эту образующую, называется касательной плоскостью цилиндра. См.Рис.2.
Рис.2
Развёртка боковой поверхности цилиндра — прямоугольник со сторонами, равными высоте цилиндра и длине окружности основания.
Площадь боковой поверхности цилиндра — площадь развёртки боковой поверхности. $$S_{бок}=2\pi\cdot rh$$ , где h – высота цилиндра, а r – радиус основания.
Площадь полной поверхности цилиндра — площадь, которая равна сумме площадей двух оснований цилиндра и его боковой поверхности, т.е. выражается формулой: $$S_{полн}=2\pi\cdot r^2 + 2\pi\cdot rh = 2\pi\cdot r(r+h)$$ , где h – высота цилиндра, а r – радиус основания.
Объем всякого цилиндра равен произведению площади основания на высоту: $$V = S\cdot h$$ Объем круглого цилиндра: $$V=\pi r^2 \cdot h$$ , где (r — радиус основания).
Призма есть частный вид цилиндра (образующие параллельны боковым ребрам; направляющая — многоугольник, лежащий в основании). С другой стороны, произвольный цилиндр можно рассматривать как выродившуюся («сглаженную») призму с очень большим числом очень узких граней. Практически цилиндр неотличим от такой призмы. Все свойства призмы сохраняются и в цилиндре.
wiki.eduvdom.com
Цилиндр как геометрическая фигура
Цилиндр (круговой цилиндр) – тело, которое состоит из двух кругов, совмещаемых параллельным переносом, и всех отрезков, соединяющих соответствующие точки этих кругов. Круги называются основаниями цилиндра, а отрезки, соединяющие соответствующие точки окружностей кругов, – образующими цилиндра.
Основания цилиндра равны и лежат в параллельных плоскостях, а образующие цилиндра параллельны и равны. Поверхность цилиндра состоит из оснований и боковой поверхности. Боковую поверхность составляют образующие.
Цилиндр называется прямым, если его образующие перпендикулярны плоскостям основания. Цилиндр можно рассматривать как тело, полученное при вращении прямоугольника вокруг одной из сторон как оси. Существуют и другие виды цилиндра – эллиптический, гиперболический, параболический. Призму так же рассматривают, как разновидность цилиндра.
На рисунке 2 изображён наклонный цилиндр. Круги с центрами О и О1 являются его основаниями.
Радиус цилиндра – радиус его основания. Высота цилиндра – расстояние между плоскостями оснований. Осью цилиндра называется прямая, проходящая через центры оснований. Она параллельна образующим. Сечение цилиндра плоскостью, проходящей через ось цилиндра, называется осевым сечением. Плоскость, проходящая через образующую прямого цилиндра и перпендикулярная осевому сечению, проведённому через эту образующую, называется касательной плоскостью цилиндра.
Плоскость, перпендикулярная оси цилиндра, пересекает его боковую поверхность по окружности, равной окружности основания.
Призмой, вписанной в цилиндр, называется такая призма, основания которой – равные многоугольники, вписанные в основания цилиндра. Её боковые рёбра являются образующими цилиндра. Призма называется описанной около цилиндра, если её основания — равные многоугольники, описанные около оснований цилиндра. Плоскости её граней касаются боковой поверхности цилиндра.
Площадь боковой поверхности цилиндра можно вычислить, умножив длину образующей на периметр сечения цилиндра плоскостью, перпендикулярной образующей.
Площадь боковой поверхности прямого цилиндра можно найти по его развёртке. Развёртка цилиндра представляет собой прямоугольник с высотой h и длиной P, которая равна периметру основания. Следовательно, площадь боковой поверхности цилиндра равна площади его развёртки и вычисляется по формуле:
Sb = Ph.
В частности, для прямого кругового цилиндра:
P = 2πR, и Sb = 2πRh.
Площадь полной поверхности цилиндра равна сумме площадей его боковой поверхности и его оснований.
Для прямого кругового цилиндра:
Sp = 2πRh + 2πR2 = 2πR(h + R)
Для нахождения объёма наклонного цилиндра существуют две формулы.
Можно найти объём, умножив длину образующей на площадь сечения цилиндра плоскостью, перпендикулярной образующей.
Объём наклонного цилиндра равен произведению площади основания на высоту (расстояние между плоскостями, в которых лежат основания):
V = Sh = S l sin α,
где l – длина образующей, а α – угол между образующей и плоскостью основания. Для прямого цилиндра h = l.
Формула для нахождения объёма кругового цилиндра выглядит следующим образом:
V = π R2 h = π (d2 / 4)h,
где d – диаметр основания.
© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
blog.tutoronline.ru
Цилиндр
Цилиндр двигателя - обработанное отверстие в блоке цилиндров, внутри которого движется поршень. В случае, если блок цилиндров выполнен из алюминия, внутрь цилиндра впрессовывается вставка-гильза из тугоплавкого материала.
Классический пример цилиндра - оружейный ствол. Пуля, как поршень, движется вдоль его стенок под воздействием энергии расширяющихся газов
Двигатели, основанные на применении поршня, движущегося внутри закрытого ложа цилиндрической формы, известны с давних пор. На этом принципе еще два века назад строились «двигатели горячего воздуха», к примеру, двигатель Стирлинга, или еще более старые тепловые машины. Применительно к автомобилю мы знакомы с цилиндром как с частью двигателя внутреннего сгорания. Однако и таких двигателей разных конструкций наберется не менее двух десятков. Но, несмотря на явные различия во внешнем виде и конструкции, их объединяет одна общая исходная деталь – цилиндр. Она может быть разной формы, и даже не цилиндрической. Тем не менее, она есть всегда.
Цилиндр как основа двигателя
В цилиндре происходят все важнейшие процессы получения и преобразования энергии, необходимой для движения автомобиля. Цилиндр, по сути, связующее звено двух энергий: в нем энергия сгорания топлива переходит в энергию движения, вращающего коленчатый вал.
Поршень и цилиндр Цилиндр во время работы испытывает колоссальные нагрузки. С одной стороны это высокая температура и давление расширяющихся газов, с другой стороны высокая скорость движения поршня, которая достигает 8 метров в секунду.
При сгорании топлива в цилиндрах образуется такое огромное количество тепловой энергии, что двигатель приходится охлаждать даже когда на улице -25 градусов
Этот процесс можно сравнить с оружейным выстрелом, где пороховые газы толкают пулю, разгоняющуюся в стволе, (кстати, тоже имеющем форму цилиндра) до дульной скорости от 300 до 1000 метров в секунду, в зависимости от длины ствола. К тому же с огромной частотой, как, например, в пистолете-пулемете "Венус", до 2500 выстрелов в минуту.
И если на спортивном автомобиле группа цилиндров должна выдержать один рекордный заезд, то в обычном легковом автомобиле от цилиндров требуется работа в течение многих лет, без потери мощности, динамики и других показателей.
Поэтому инженеры автомобильных компаний вынуждены постоянно решать две основные проблемы, связанные с надежностью цилиндров – отвод тепла и смазывание поверхности, вдоль которой движется поршень.
Конструкция цилиндра
В первых двигателях внутреннего сгорания каждый цилиндр находился внутри отдельного корпуса. Такая конструкция сохранилась и в наши дни и используется, к примеру, при создании мотоциклетных двигателей. В этом случае она не утратила актуальности, потому что для охлаждения открытых со всех сторон двигателей мотоциклов применяется воздух. В автомобильных двигателях все цилиндры объединены в единый прочный корпус, который называется блоком цилиндров.
Для того, чтобы цилиндр двигателя мог выдерживать высоки нагрузки он выполняется из прочного материала - чугуна или специальной стали с различными присадками. Ради снижения веса современные блоки часто делают из алюминия. В этом случае внутренняя часть цилиндра выполняется в виде прочной стальной гильзы, запрессованной в блок.
Внутренняя поверхность цилиндра, непосредственно контактирующая с движущимся поршнем, выполняется из металла со специальными добавками для повышения прочности.
Внешняя часть цилиндра, составляющая единое целое с корпусом блока, называется рубашкой. Внутри рубашки по каналам циркулирует охлаждающая жидкость.
Чтобы облегчить поршню скольжение внутри цилиндра, разработчики BMW предложили покрывать стенки цилиндров Никасилом - специальным сплавом, позволяющим обходиться без гильз в алюминиевом блоке
В двухтактных двигателях цилиндры имеют несколько иную конструкцию и отличаются от цилиндров четырехтактных двигателей наличием окон – впускных и продувочных. Помимо этого в нижней части цилиндра двухтактного двигателя имеется пластина для создания нижнего рабочего пространства под поршнем.
Системы охлаждения цилиндров
Для отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя предусмотрена система охлаждения, которая может быть либо воздушной, либо жидкостной.
Воздушное охлаждение
Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или созданным искусственно посредством воздухозаборников потоком воздуха, отводящим тепло от цилиндра.
Причудливый рисунок на внутренней поверхности цилиндра называется хоном, потому что для его нанесения используется хонинговальный станок
Жидкостное охлаждение
При жидкостном (чаще называемом водяным) охлаждении цилиндры снаружи омываются циркулирующей в толще блока охлаждающей жидкостью. Нагретые цилиндры отдают часть тепла жидкости, которая в дальнейшем попадает в радиатор, охлаждается и вновь подается к цилиндрам.
Система смазки цилиндров
Качественное смазывание стенок – вторая по значимости проблема после отвода тепла. Если цилиндр не смазывать изнутри, поршень попросту заклинит, что приведет к немедленному разрушению двигателя.
Для удержания стабильной масляной пленки на зеркале (внутренней поверхности) цилиндров, он подвергается хонингованию – нанесению микросетки на внутреннюю стенку. Благодаря наличию такой сетки на стенках всегда присутствует слой масла, что снижает трение (поршень-цилиндр), отводит излишки тепла и увеличивает в разы пробег до капитального ремонта.
Нестандартные покрытия цилиндра
Разработчики применяют новейшие технологии и материалы для упрочнения зеркала цилиндра и его износостойкости.
Самый большой объем автомобильного двигателя – 117 литров. Такой огромный объем реализован в двигателе карьерного самосвала с 24 цилиндрами
Так внедрение кристаллов кремния в зеркало цилиндра многократно подняло ресурс двигателя, но одновременно и повысило требования к качеству масла и соблюдению температурного режима. Первые двигатели, созданные с применением этой технологии, были непригодными для ремонта и слишком дорогими. Дальнейшие разработки в этой области позволили несколько улучшить ситуацию в плане ремонтопригодности. Вместо того чтобы покрывать специальным составом поверхность цилиндров, выточенных в толще металла, в блок начали устанавливать подлежащие замене гильзы с напылением кремния.
Типовые технические характеристики цилиндров автомобильных двигателей
- Диаметр цилиндра
- Высота цилиндра
- Рабочий объем – объем цилиндра от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки движения поршня.
- Полный объем цилиндра – объем камеры сгорания и рабочего объема вместе.
- Степень сжатия - определяется делением полного объема цилиндра на объем камеры сгорания. Этот критерий показывает, во сколько раз сжата горючая смесь в цилиндре. От увеличения степени сжатия в цилиндре увеличивается давление на поршень при сгорании топлива, а значит, возрастает мощность силовой установки в целом. Увеличение этого параметра очень выгодно, так как от такого же количества смеси можно получить больший КПД.
blamper.ru
Напряжение в цилиндре - Справочник химика 21
Значения максимальных напряжении в цилиндре получим , если по/ожить в формулах (252) и (253) /п = 1 [c.175]
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ [c.185]Температурные напряжения в цилиндрах [c.187]
Как видно из таблиц, при сфероидальных днищах т сферических днищах с плавным переходом наблюдается то же, ио при малых значениях р Я толщина днища оказывается весьма значительной. [c.297]
МЕСТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ. ОПОРЫ И ЛАПЫ [c.307]
Мембранные напряження в цилиндре равны [c.518]
Пример [8]. Определить напряжения в цилиндре, рассмотренном в предыдущем примере в предположении, что днище имеет толщину, соизмеримую с толщиной стенки цилиндра. [c.94]
Максимальные напряжения в цилиндре около края [c.95]
Наибольшие напряжения в цилиндрах высокого давления возникают у входа радиальных каналов в полость цилиндра. Максимальными являются касательные напряжения, действующие в точке пересечения вну- [c.291]
Выбирая размеры клапанов и расстояния их друг от друга, следует учитывать, что наибольшие напряжения в цилиндре, вызывающие иногда образование трещин и разрывы, обычно наблюдаются в ослабленных сечениях между клапанами. В этих сечениях кроме напряжений литейных, температурных и от давления газа, а также от осевых сил, передаваемых при последовательном расположении других цилиндров, возникают еще добавочные напряжения от затягивания шпилек, уплотняющих клапанные крышки, и нажимных винтов, закрепляющих клапаны. Все эти напряжения трудно поддаются расчету, и потому при проектировании рекомендуется учитывать соотношения размеров в конструкциях цилиндров, проверенных на практике. [c.323]
Дифференцируя (3.53) по времени t и учитывая (3.54), можно получить уравнение для оценки динамики изменения напряжений в цилиндре при эксплуатации [c.541]Так, с увеличением давления газа на приеме I ступени и при постоянном давлении за последней ступенью возрастают давления газа между ступенями сжатия компрессора. Это в свою очередь приводит к повышению напряжений в цилиндрах, межступенчатых сосудах и аппаратах, изменяет суммарные поршневые силы, действующие на механизм движения компрессора, а также влияет на температуры газа между ступенями сжатия. Кроме того, увеличение массовой производительности компрессора и снижение общей степени повышения давления влечет за собой изменение потребляе- [c.290]
На рис. 8.21 дана зависимость влияния обратной текучести на распределение напряжений в цилиндре с отношением диаметров, равным 3, и пределом текучести 24,6 кгс/мм Так как отношение диаметров цилиндра большее 2,22, противоположная текучесть может возникать при давлении, в 2 раза превышающем предельное. Предполагается, что полное перенапряжение стенки (за предел текучести) и распределение напряжений показаны на рис. 8.21. Если давление автофреттажа снимается, то обратная текучесть возникает в зоне, определяемой по уравнению (8.106). Остаточные напряжения вычисляются по уравнениям (8.107)— [c.363] Величина наибольших изгибающих напряжений в цилиндри ческой оболочке равна [c.76]Зная все силы, можно определить напряжения в цилиндре и в конусе, как об этом было сказано в примерах приложения в главе IV раздела Центрифуги . [c.332]
Характер распределения остаточных напряжений в цилиндрах и кольцах становится еще более сложным, если в процессе формования производится натяжение волокон, как, например, при изготовлении изделий, имеющих форму тел вращения, намоткой на оправку непрерывного пучка волокон, предварительно пропитанных связующим (препрега) [77—84 85, с. 294 86, с. 142]. Благодаря натяжению слои препрега оказывают давление на слои, [c.65]
На рис. 2.39 приведены максимальные значения остаточных напряжений в цилиндрах разного радиуса при одинаковой скорости охлаждения. Хорошо видно, что при прочих равных условиях размер изделия сушественно влияет на уровень остаточных напряжений. Даже в сравнительно небольших блоках их уровень оказывается весьма значительным. Если учесть, что в ходе процесса кристаллизации aij могут быть больше, чем в конечном состоянии (как показано на рис. 2.36), а предел прочности материала при повышенной температуре ниже, чем при комнатной, становятся вполне понятными случаи возникновения трещин и разрывов в ходе формирования массивных изделий (блоков или заготовок). Поэтому при определении режима охлаждения изделий, изготавливаемых из кристаллизующихся полимеров, необходимо проводить оценочный расчет внутрен- [c.91]
Значения максимальных напряжений в цилиндре получим, если положить в формулах (156) и (157) т= [c.128]
Максимум сил и моменгов будет имен, место на краю (х = 0). Переходя от сил к напряжениям и учитывая мембранные напряжения, получим максимальные напряжения в цилиндре (на краю) [c.179]
Из приведенного следует, что напряження в цилиндре сильно унали по сравнению с мембранными, равными [c.198]
Увеличение напряжений в цилиндре с половинным наполнением по сравнению с цилиндром, заполненным целиком, хотя можно было ожидать обратное, находит возможное объяснение в том факте, что цилиндр, наполненный жидкостью по всему сечению, находится под давлением (переменным), действующим на всю его внутреннюю поиерхность. Очевидно, что такое давление препятствует искривлению оси цилиндра, стремясь ее выпрямить, что имеет своим последствием такое уменьшение прогибов и, следова тельно, напряжений, которое превышает увеличение их от действия веса добавленной жидкости. [c.216]
Можно считать установленным, что при принятых в современном аппаратостроении параметрах днищ влияние краевого эффекта на цилиндр незначительно и последний молмембранной теории. Л. Г. Фридман-Ротницкая, подробно исследовавшая в своей диссертации вопрос, получила значения максимальных напряжений в цилиндрах, приводимые в табл. 30 для сфероидальных днищ и в табл. 31 для сферических днищ с плавным переходом при /г = / г = 2. [c.296]
Л. И. Лурье в 1946 г. дал приближенное решение задачи определения напряжений в цилиндре с одним отверстием, позволяющее оценить эффект концентрац1Ш напряжений с учетом кривизны обоаочки. [c.518]
Сопоставляя максимальные растягивающие напряжения в цилиндре и полуша-ровом днище, видим, что максимальные напряжения в цилиндре при одном и том же давлении, внутреннем диаметре и толщине стенки в 2 раза больше, чем в полушаровом днище. [c.103]
| Таблица П3 17 Формулы для перемещений и напряжений в цилиндре из одиородиого материала |  |
При заданном внутреннем давлении в цилиндре нельзя сколько бы не увеличили толщину стенки, уменьшить таиген циальное напряжение, действующее у внутренней поверхности больше, чем до определенной величины. Для дальнейшего умеиь шения напряжений в цилиндре имеются несколько способов сводящихся к тому, что тем или иным путем выравниваются напряжения по толщине стенки. Остановимся на некоторых из них. [c.405]
Остаточные напряжения у внутренней поверх1Ности цилиндра имеют з нак,. обратный знаку напряжений, возникающих от внутреннего давления... Благодаря этому суммарные напряжения в цилиндре снижаются и прочность его увеличивается. Этот метод повышения прочности цилиндров носит название автофрети-рования или автоскрепления. [c.406]
Для практики существенными являются не только величины напряжений в покрытиях на искривленных и плоских поверхностях, но и соотношение между этими величинами. Для выявления этих соотношений были проведены расчеты для полосы и цилиндра [10]. Формулы для расчета напряжений в цилиндре с покрытием имеют вид (при Т = onst) [c.15]
Некоторые решения разработаны автором и публикуются, насколько он может судить, впервые. Таковы решение краевой задачи для цилиндрической оболочки, полученное элементарным путем приближенное решение краевой задачи для оболочки вращения в общем случае, примененное затем к расчету сфероидального днища некоторые решения для определения температурных напряжений в цилиндрах решение для кольцевой пластинки, нагруженной пареболической нагрузкой решение для кольцевой пластинки с гиперболическим профилем расчет вращающихся цилиндров с горизонтальной осью, напол кеь.ккх жкдьсстью расчет кривых цилиндрических лопастей, и некоторые другие. [c.4]
chem21.info
Моторное масло попадает в цилиндры: почему так происходит
Как известно, двигатель внутреннего сгорания состоит из большого количества нагруженных деталей и узлов. При этом для нормальной работы сопряженных поверхностей (пар трения) необходимо подавать на такие поверхности смазку. Моторное масло в двигателе служит для защиты, смазывания, охлаждения, а также для удаления продуктов износа.
В норме масло, которое смазывает различные элементы ДВС, не должно в избытке попадать в камеру сгорания. Другими словами, в исправном моторе допускается только незначительное проникновение смазки в камеру сгорания двигателя. Однако в процессе эксплуатации силовой установки нередко возникают различные отклонения и поломки.
Неполадки приводят к тому, что масло начинает усиленно расходоваться, нарушается работа системы зажигания (свечи зажигания в масле), камера сгорания загрязняется маслом, двигатель коксуется и т.д. Далее мы поговорим о том, почему смазка оказывается в цилиндре двигателя и свечи заливает маслом, а также какой может быть причина подобной неисправности.
Читайте в этой статье
Моторное масло попадает в камеру сгорания: основные причины
Итак, водитель может обнаружить, что свечи зажигания в масле, двигатель дымит сизым дымом, повышен расход масла, а также силовой агрегат хуже заводится, может троить, несколько теряется мощность мотора и т.д.
Не удивительно, что смазка в камере сгорания отрицательно сказывается на работе ДВС. Если иначе, угар моторного масла (в цилиндре двигателя смазочная жидкость сгорает в тот момент, когда в цилиндре происходит сжигание топливно-воздушной смеси) не только требует постоянного контроля уровня и долива смазочной жидкости, но и постепенно выводит двигатель из строя.
Вполне очевидно, что данную проблему нужно решать как можно быстрее, чтобы избежать более серьезных последствий. Теперь давайте рассмотрим, почему происходит попадание масла в камеру сгорания.
Прежде всего, верным признаком такой неполадки является наличие масла на свечах зажигания. Если просто, в том случае, когда электроды в смазке, это говорит о том, что замасливания свечей напрямую указывает об избыточном проникновении смазочного материала в цилиндр двигателя.
Что касается причин, в списке основных специалисты выделяют следующие:
Далее рассмотрим указанные неисправности по порядку. Как правило, износ внутренней поверхности направляющих клапанов приводит к появлению сильного люфта между стрежнем клапана и направляющей втулкой. В результате масло из ГБЦ попадает в камеру сгорания и замасливает свечи зажигания.
Реже проблемным участок становится направляющая втулка клапана, которая выходит из тела ГБЦ. Обычно такая ситуация возникает в том случае, если направляющие уже ранее менялись, однако ставились не ремонтные увеличенные размеры, а стандартные.
- Если говорить о сальниках клапанов, указанные детали выполнены из резины. Со временем сальник твердеет, теряет эластичность и начинает пропускать масло в цилиндры. Также быстро вывести из строя сальники клапанов способен перегрев ДВС.
В списке симптомов, указывающих на проблемы с сальниками клапанов, отмечено присутствие масла на резьбе свечи зажигания, а также появление синего маслянистого выхлопа на холодном моторе. При этом после прогрева ДВС интенсивность дымления снижается или полностью исчезает.
Кроме потери эластичности сальников вполне возможно, что произошло растяжение обжимной пружины, пружина может соскакивать с тела сальника и т.д. Бывает и так, что сальник «отрывается» от направляющей втулки. Если втулка изношена, клапан начинает работать таким образом, что прижим приходится только на одну сторону. В результате кромка сальника отгибается, позволяя тем самым маслу попадать в камеру сгорания.
Именно по этой причине выполнять замену маслосъемных колпачков нецелесообразно в случае сильного износа втулок или стержней клапанов. Дело в том, что даже новые сальники клапанов не смогут нормально работать и быстро выйдут из строя, то есть расход масла после ремонта не упадет.Еще отметим, что также изнашиваются и сами клапана. Если говорить о масле в цилиндрах, тогда проблема связна со стержнем клапана. Износ стержня приводит к тому, что появляется увеличенный зазор между направляющей и стержнем клапана. Масло в этом случае через неплотности «стекает» в цилиндр. Для эффективного решения проблемы необходима замена клапанов, а также во многих случаях и направляющих втулок клапанов.
- Что касается цилиндров и поршней, в этом случае во время движения поршня трение возникает между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами. Поршневые кольца устанавливаются на поршне и необходимы для уплотнения зазоров между поршнем и стенками цилиндров.
Для того чтобы добиться смазки и одновременно избежать попадания масла в камеру сгорания, на поршень ставится так называемое маслосъемное кольцо, которое «снимает» смазку со стенки цилиндра при движении поршня. Если же кольца изношены или имеются дефекты зеркала цилиндра, тогда моторное масло буквально затягивается в камеру сгорания.
Признаками проблем с кольцами является скопление моторного масла на резьбе свечей зажигания, а также на изоляторе. Чтобы точнее определить неисправность, рекомендуется замерить компрессию в цилиндрах двигателя. Если компрессия низкая, в такой ситуации одним из возможных решений будет замена поршневых колец. Еще достаточно часто меняются и сами поршни, так как на них вполне могут треснуть перегородки под кольца.
В случае, когда в масляную систему попадает горючее или антифриз, двигателю нужен срочный ремонт. При этом важно понимать, что как ОЖ, так и горючее крайне негативно влияет на свойства смазочного материала. Это значит, что двигатель с такой неисправностью дальше эксплуатировать нельзя, так как высока вероятность его сильного износа и даже заклинивания.- Система вентиляции картера в норме нейтрализует скопление картерных газов и нормализует показатель давления в картере. Если вентиляция не работает должным образом, давление повышается, что и приводит к попаданию масла в камеру сгорания.
В результате поршневые кольца не могут «снять» лишнее масло со стенок цилиндров, смазка попадает в камеру сгорания, происходит замасливание свечей и т.д.
Что в итоге
Как видно, масло в цилиндрах двигателя может появляться по разным причинам. При этом во всех случаях наблюдается повышение расхода смазки, появляется сизый дым из выхлопной трубы, а также отмечается наличие смазочного материала на свечах зажигания.
Важно понимать, что избытков масла в камере сгорания быть не должно. В противном случае двигатель будет подвержен повышенному износу, камера сгорания загрязняется, страдают седла и тарелки клапанов, а также элементы ЦПГ. По этой причине необходимо своевременно выявить и устранить причину появления масла в цилиндре двигателя.
Читайте также
krutimotor.ru
