téma:
- Rozklad síly pístu
Rozklad síly pístu:
Tlak (p) se vytváří nad pístem v důsledku spalování během pracovního zdvihu. Výsledná síla je přenášena ojnicí na klikový čep. V okamžiku, kdy toto vznikne (síla * rameno) způsobí otáčení klikového hřídele. Tady to vzniká točivý moment (točivý moment) motoru.
Pět obrázků níže ukazuje síly vytvořené v mechanismu klikové ojnice, když spalovací tlak tlačí píst dolů. U každého zvětšeného obrázku je pak popsáno vysvětlení souhry sil.
1. Spalovací tlak (p) vytváří sílu na píst (Fz) a hlavní ložisko (Fh). Tuto sílu můžeme určit na základě indikátorový diagram.
Energie Fz se přenáší na ojnici. V této situaci je ojnice kolmá nad klikovým čepem a hlavním ložiskem (Fh). Vlastní spalování, při kterém je tlak p maximální, probíhá přibližně kolem 8 stupňů klikového hřídele po TDC. Energie Fz je stejná jako síla působící na ojnici a hlavní ložiska klikového hřídele. Můžeme tedy napsat: Fz = Fh.
Na tomto obrázku vidíme žlutou přerušovanou čáru probíhající od středu klikového hřídele ke středu klikového čepu. Střed ojnice (černá tečka) krouží kolem toho.
V této situaci nedochází k žádnému rozkladu pístové síly. Síla na hlavní ložisko je v této poloze nejvyšší.
Přehled použitých zkratek:
- p: tlak spalování;
- Fz: síla pístu;
- Fh: síla působící na hlavní ložisko
2. Síla pístu je přenášena na klikový čep přes ojnici. Rozkládáme sílu na píst (Fz) a na síle ojnice (Fd), který běží ve směru ojnice.
Kvůli naklánění ojnice a síle Fzpíst je přitlačen ke stěně válce. Tato síla je označena Fl (síla klouzavé dráhy). V tomto okamžiku se píst a válec opotřebovávají nejvíce.
Síla ojnice Fd působí na klikový čep a rozpouští se v důsledku kroucení klikového čepu v tečné obvodové síle (Ft) a radiální síla na hlavním ložisku (Fh). Radiální síla přenáší sílu na klikovou hřídel přes horní ojniční ložisko.
Tangenciální síla (Ft) závisí jak na síle ojnice, tak na poloze, ve které je klikový ojniční mechanismus umístěn. Protože tangenciální síla určuje točivý moment (točivý moment) motoru se točivý moment neustále mění ve velikosti. Hmotnost setrvačníku zajišťuje, že tyto změny točivého momentu neovlivňují přímo rychlost otáčení klikového hřídele.
Přehled použitých zkratek:
- p: tlak spalování;
- Fz: síla pístu;
- Fd: síla ojnice;
- Fl: síla skluzu;
- Fh: síla působící na hlavní ložisko;
- Ft: tangenciální síla.
3. Středové osy ojnice a klikového čepu jsou vůči sobě v úhlu 90 stupňů. Tangenciální síla (Ft) je stejná jako síla ojnice (Fd) a je, stejně jako získaný točivý moment / točivý moment, v tomto bodě nejvyšší. Můžeme tedy napsat: Fd = Ft.
Hlavní ložisko nyní není zatíženo. O síle Fh nyní není řeč. Můžeme poznamenat: Fh = 0
Přehled použitých zkratek:
- p: tlak spalování;
- Fz: síla pístu;
- Fd: síla ojnice;
- Fl: síla skluzu;
- Fh: síla působící na hlavní ložisko.
4. Jak se klikový hřídel dále otáčí, tangenciální síla klesá (Ft). Tangenciální síla nyní již není v souladu se silou ojnice.
Síla vodicí dráhy (Fl) se nyní zvětšil, protože úhel, pod kterým je nyní ojnice umístěna, je maximální.
Přehled použitých zkratek:
- p: tlak spalování;
- Fz: síla pístu;
- Fd: síla ojnice;
- Fl: síla skluzu;
- Fh: síla působící na hlavní ložisko;
- Ft: tangenciální síla.
5. Píst pokračuje v pohybu směrem k ODP. Síla působící na hlavní ložisko (Fh) se zvyšuje a je maximální, když píst dosáhne až k ODP.
Také síla vodicí dráhy (Fl) snížena; tato síla se stane 0 N, když píst dosáhne ODP.
Přehled použitých zkratek:
- p: tlak spalování;
- Fz: síla pístu;
- Fd: síla ojnice;
- Fl: síla skluzu;
- Fh: síla působící na hlavní ložisko;
- Ft: tangenciální síla.
