Предмети:
- въведение
- Първични и вторични движения на буталото
- Скорост на буталото
- Ускорение на буталото
- Пълен преглед на движението на буталото, скоростта и ускорението
Предговор:
Движението нагоре и надолу (транслаторно) на буталото се преобразува във въртеливо движение от механизма на манивела-биела. Буталото се движи нагоре и надолу по права линия. Това се нарича първично движение на буталото. Мотовилката обаче не се движи само нагоре и надолу, но и настрани. Поради страничното движение на мотовилката, буталото ще измине малко по-голямо разстояние. В допълнение към по-голямото разстояние, буталото също е достигнало най-високата си скорост на движение в тази точка. Това допълнително разстояние се нарича вторично движение на буталото.
Фигурата показва движението на буталото. Горното синьо бутало показва къде е ГМТ (горна мъртва точка). Синьото бутало в средата вдясно показва разстоянието на основното движение на буталото (т.е. при което мотовилката не е станала наклонена). Долното червено бутало показва допълнителното разстояние, създадено от въртенето на коляновия вал и наклона на мотовилката; това е вторичното движение на буталото.
Когато коляновият вал е завъртян на 90 градуса, скоростта на движение на буталото е най-висока. Вторичното движение на буталото осигурява по-голямо изминато разстояние. Чрез добавяне на разстоянието на вторичното движение към това на основното движение може да се определи общото разстояние, изминато от буталото.
Съотношението между дължината на шийката на манивелата и дължината на свързващия прът определя големината на вторичното движение. Вторичното движение на буталото също оказва влияние върху скоростта и ускорението на буталото.
Първични и вторични движения на буталото:
Първичното и вторичното движение на буталото са показани на графики в този раздел като изминато разстояние. Сумата от първичното и вторичното движение на буталото е общото движение на буталото. Структурата на общия път на буталото е обяснена по-долу.
Първично движение на буталото:
Силата в посоката от ГМТ към ГМТ и силата от ODP към ГМТ заедно причиняват вибрация, която се появява веднъж на оборот на коляновия вал. Ето защо тази сила се нарича още първична сила. Първичната сила прави първично движение.
- Първичното движение на буталото е 0 при 0° въртене на коляновия вал и също 180 при 0°;
- Ако разгледаме изключително основното движение на буталото, при въртене на коляновия вал на 90° буталото е на половината ход (също на половината на цилиндъра), а именно на 90 mm.
Вторично движение на буталото:
Страничното движение на свързващия прът осигурява вторичното движение на буталото. Колкото по-голямо е съотношението между коляновия щифт и дължината на мотовилката, толкова по-голяма е вторичната сила и следователно вторичното движение.
- В TDC вторичното движение е 0;
- При завъртане на коляновия вал на 90° вторичното движение е максимално;
- Към първичното движение добавяме разстоянието, което буталото изминава по време на вторичното движение. Това е действителният път, който е изминало буталото.
Действително движение на буталото:
Действителното движение на буталото се формира от сумата от първичното и вторичното движение на буталото. Това може да се прочете като „общо“ в графиката.
- Буталото вече е на половината ход в цилиндъра, преди коляновият вал да се е завъртял на 90 градуса. На графиката виждаме, че буталото е изминало 110 мм при 90 градуса. Това е 61% от общия инсулт;
- Дължината на шийката на манивела и следователно съотношението коляно-биела (често наричано ламбда) определя вторичния и следователно общия ход на буталото.
Вторичното движение на буталото усилва вибрациите на двигателя. В двигател с четири или по-малко цилиндъра, където вторичните сили са относително големи, балансиращи валове прилага се за ограничаване на вибрациите на двигателя.
Скорост на буталото:
По време на работния процес буталото обръща посоката си на движение при ODP и TDC. При ODP и TDC скоростта на буталото е нула. Това е така, защото буталото променя посоката си в тези точки. Когато буталото се движи от TDC към ODP, скоростта на буталото се увеличава. Скоростта на първичното бутало достига максималната си стойност около 90 градуса на въртене на коляновия вал. Това е резултат от положителното ускорение на буталото по време на движение надолу. Въпреки това, когато ъгълът на свързващия прът се увеличава, вторичната скорост на буталото влиза в действие. Вторичната скорост на буталото е свързана с наклона на мотовилката и допринася за допълнителен принос към общата скорост на буталото. Тази вторична скорост на буталото кара общата скорост на буталото да достигне максималната си стойност по-рано, отколкото само първичната скорост на буталото би причинила. Това обикновено се случва преди ъгъла на коляновия вал от 90 градуса. На графиката по-долу виждаме, че общата скорост на буталото вече е максимална при приблизително 75%.
Ускорение на буталото:
Скоростта на буталото беше обсъдена в предишния параграф. Графиката показва, че скоростта на буталото при TDC и ODP е 0 и скоростта се увеличава и намалява по време на движение надолу и нагоре. С ускорението на буталото разглеждаме ускорението и забавянето на буталото в цилиндъра.
Когато ъгълът на манивелата е 0 градуса, буталото е в горната част на своя ход, готово да започне движението си надолу. В този момент ускорението на буталото е максимално. Това се дължи на рязката промяна в посоката на движение на буталото, от спиране в най-високата точка до започване на движение надолу. При движение към ГМТ ускорението намалява. Първичното ускорение на буталото е 0 при 90 градуса на въртене на коляновия вал. В предишния параграф можем да видим, че скоростта на буталото отново намалява при 90 градуса. Между 90 и 180 градуса на коляновия вал буталото спира, докато достигне ГМТ. На графиката виждаме спирането като отрицателно ускорение.
Вторичното ускорение на буталото отново се създава от накланянето на мотовилката. При двигател с извъносева мотовилка, биелата вече е под малък ъгъл, когато буталото е в ГМТ. В резултат на вторичното ускорение на буталото, общото ускорение на буталото се увеличава в първите степени на коляновия вал.
Пълен преглед на хода, скоростта и ускорението на буталото:
Предишните параграфи обсъждаха първичните, вторичните и общите движения и скорости за всяка графика. В този преглед виждаме сумите в една графика.
- Когато буталото се движи надолу, теглото на буталото се увеличава (от 0 до 180°);
- Буталото е обърнало посоката на движение между предишния ход и текущия ход. Поради внезапната промяна на посоката на движение, ускорението на буталото е максимално от 0 градуса на коляновия вал;
- Скоростта на буталото се увеличава постепенно, достигайки максимум преди коляновият вал да се завърти на 90°;
- При 180° както скоростта на буталото, така и ускорението на буталото са 0;
- Докато се движите до ГМТ, графиките за ускорение и скорост на буталото се обръщат.
Свързани страници:
