Sujet:
- Décomposer la force du piston
Décomposition de la force du piston :
Une pression (p) est créée au-dessus du piston en raison de la combustion pendant la course motrice. La force résultante est transmise au tourillon de manivelle par la bielle. Au moment où cela crée (force * bras) fait tourner le vilebrequin. C'est de là que ça vient couple (couple) fourgon de moteur.
Les cinq images ci-dessous montrent les forces créées dans le mécanisme manivelle-bielle lorsque la pression de combustion pousse le piston vers le bas. Une explication de l'interaction des forces est ensuite décrite pour chaque image agrandie.
1. La pression de combustion (p) crée une force sur le piston (Fz) et le roulement principal (Fh). Nous pouvons déterminer cette force en fonction de diagramme indicateur.
La puissance Fz est transmis à la bielle. Dans cette situation, la bielle est perpendiculaire au-dessus du tourillon de manivelle et du roulement principal (Fh). La combustion proprement dite, à laquelle la pression p est maximale, a lieu environ 8 degrés vilebrequin après le PMH. La puissance Fz est la même que la force exercée sur la bielle et les paliers principaux du vilebrequin. On peut donc écrire : Fz = Fh.
Sur cette image, nous voyons une ligne pointillée jaune allant du centre du vilebrequin au centre du tourillon de manivelle. Le centre de la bielle (point noir) tourne autour de cela.
Dans cette situation, aucune décomposition de la force du piston n’a lieu. C'est dans cette position que la force exercée sur le roulement principal est la plus élevée.
Aperçu des abréviations utilisées :
- p : pression de combustion ;
- Fz : force du piston ;
- Fh : force sur le roulement principal
2. La force du piston est transmise au tourillon de manivelle par la bielle. On décompose la force sur le piston (Fz) et sur la force de bielle (Fd) qui s'étend en direction de la bielle.
En raison de l'inclinaison de la bielle et de la force Fz, le piston est pressé contre la paroi du cylindre. Cette force est indiquée par Fl (force de glissement). C’est à ce stade que le piston et le cylindre s’usent le plus.
La force de la bielle Fd agit sur le maneton et se dissout suite à la torsion du maneton dans la force circonférentielle tangentielle (Ft) et la force radiale sur le roulement principal (Fh). La force radiale transmet la force au vilebrequin via le roulement de bielle supérieur.
La force tangentielle (Ft) dépend à la fois de la force de la bielle et de la position dans laquelle se trouve le mécanisme de bielle à manivelle. Parce que la force tangentielle détermine la couple (couple) du moteur, le couple change constamment en ampleur. La masse du volant garantit que ces changements de couple n'affectent pas directement la vitesse de rotation du vilebrequin.
Aperçu des abréviations utilisées :
- p : pression de combustion ;
- Fz : force du piston ;
- Fd : force de bielle ;
- Fl : force de goulotte ;
- Fh : force sur le palier principal ;
- Ft : force tangentielle.
3. Les lignes centrales de la bielle et du tourillon de manivelle forment un angle de 90 degrés l'une par rapport à l'autre. La force tangentielle (Ft) est la même que la force sur la bielle (Fd) et est, ainsi que le couple obtenu / couple, le plus élevé à ce stade. On peut donc écrire : Fd = Fort.
Le roulement principal n'est plus chargé. Il n’est désormais plus question de la force Fh. Nous pouvons noter: Fh = 0
Aperçu des abréviations utilisées :
- p : pression de combustion ;
- Fz : force du piston ;
- Fd : force de bielle ;
- Fl : force de goulotte ;
- Fh : force sur le roulement principal.
4. À mesure que le vilebrequin continue de tourner, la force tangentielle diminue (Ft). La force tangentielle n'est désormais plus alignée avec la force de la bielle.
La force de guidage (Fl) a maintenant augmenté, car l'angle auquel la bielle est désormais positionnée est maximum.
Aperçu des abréviations utilisées :
- p : pression de combustion ;
- Fz : force du piston ;
- Fd : force de bielle ;
- Fl : force de goulotte ;
- Fh : force sur le palier principal ;
- Ft : force tangentielle.
5. Le piston continue de se déplacer vers l'ODP. La force exercée sur le roulement principal (Fh) augmente et atteint son maximum lorsque le piston atteint l'ODP.
De plus, la force de guidage (Fl) diminué; cette force devient 0 N lorsque le piston atteint l'ODP.
Aperçu des abréviations utilisées :
- p : pression de combustion ;
- Fz : force du piston ;
- Fd : force de bielle ;
- Fl : force de goulotte ;
- Fh : force sur le palier principal ;
- Ft : force tangentielle.
