Viðfangsefni:
- Inngangur
- Primary og secondary stimplahreyfingar
- Stimpillhraði
- Stimpill hröðun
- Fullkomið yfirlit yfir stimpilferð, hraða og hröðun
Kynning:
Upp og niður (þýðandi) hreyfing stimpilsins er breytt í snúningshreyfingu með sveifstönginni. Stimpillinn hreyfist upp og niður í beinni línu. Þetta er kallað aðal stimplahreyfingin. Hins vegar hreyfist tengistöngin ekki aðeins upp og niður, heldur einnig til hliðar. Vegna hliðarhreyfingar tengistangarinnar mun stimpillinn ferðast aðeins lengri vegalengd. Til viðbótar við aukna vegalengd hefur stimpillinn einnig náð sínum mesta hreyfihraða á þessum tímapunkti. Þessi aukafjarlægð er kölluð aukastimplahreyfing.
Myndin sýnir stimpilhreyfinguna. Efsti blái stimpillinn gefur til kynna hvar TDC (Top Dead Center) er. Blái stimpillinn í miðjunni til hægri gefur til kynna fjarlægð frumstimpilshreyfingarinnar (þ.e. þar sem tengistöngin hefur ekki hallast). Neðri rauðlitaði stimpillinn gefur til kynna aukafjarlægð sem myndast við snúning sveifarássins og halla tengistangarinnar; þetta er auka stimpilhreyfingin.
Þegar sveifarásnum hefur verið snúið 90 gráður er hreyfihraði stimpilsins í hámarki. Auka stimplahreyfingin tryggir meiri vegalengd. Með því að bæta fjarlægð aukahreyfingarinnar við fjarlægðina í aðalhreyfingunni er hægt að ákvarða heildarvegalengdina sem stimpillinn ferðast.
Hlutfallið á milli lengdar sveifarenda og lengdar tengistöngarinnar ákvarðar umfang aukahreyfingarinnar. Auka stimplahreyfingin hefur einnig áhrif á stimpilhraða og stimpilhröðun.
Aðal- og aukahreyfingar stimpla:
Aðal- og auka stimplahreyfingin eru sýnd á línuritum í þessum kafla sem vegalengd. Summa frum- og aukastimplahreyfingarinnar er heildarhreyfing stimpla. Uppbygging heildar stimplaleiðarinnar er útskýrð hér að neðan.
Aðal stimplahreyfing:
Krafturinn í áttinni TDC til TDC og krafturinn frá ODP til TDC valda saman titringi sem á sér stað einu sinni á hverri snúningi sveifaráss. Þess vegna er þessi kraftur einnig kallaður frumkrafturinn. Aðalkrafturinn gerir frumhreyfingu.
- Aðal stimplahreyfingin er 0 við 0° snúning sveifaráss og einnig 180 við 0°;
- Ef við horfum eingöngu á hreyfingu frum stimpla, með 90° snúningi sveifarásar er stimpillinn hálfnaður í gegnum höggið (einnig hálfa leið í gegnum strokkinn), nefnilega í 90 mm.
Auka stimplahreyfing:
Hliðarhreyfing tengistangarinnar veitir auka stimpilhreyfingu. Því meira sem hlutfallið er á milli sveifpinna og lengdar tengistangar, því meiri aukakraftur og þar með aukahreyfing.
- Hjá TDC er aukahreyfingin 0;
- Við 90° snúning sveifaráss er aukahreyfingin hámark;
- Við bætum fjarlægðinni sem stimpillinn fer í aukahreyfingunni við aðalhreyfinguna. Þetta er raunveruleg leið sem stimpillinn hefur farið.
Raunveruleg stimplahreyfing:
Raunveruleg stimplahreyfing er mynduð af summan af aðal og auka stimplahreyfingunni. Þetta má lesa sem „heild“ á línuritinu.
- Stimpillinn er þegar hálfnaður í höggi sínu í strokknum áður en sveifarásinn hefur snúist 90 gráður. Á línuritinu sjáum við að stimpillinn hefur farið 110 mm í 90 gráður. Það er 61% af heildarslagnum;
- Lengd sveifstuðulsins, og þar af leiðandi hlutfall sveifstengis (oft nefnt lambda), ákvarðar auka- og þar með heildarferð stimpla.
Auka stimplahreyfingin magnar titring hreyfilsins. Í vél með fjóra eða færri strokka, þar sem aukakraftarnir eru tiltölulega miklir, jafnvægisskaft beitt til að takmarka titring hreyfils.
Stimpillhraði:
Á meðan á vinnuferlinu stendur snýr stimpillinn hreyfistefnu sinni við ODP og TDC. Við ODP og TDC er stimpilhraði núll. Þetta er vegna þess að stimpillinn breytir um stefnu á þessum stöðum. Þegar stimpillinn færist frá TDC til ODP eykst stimpilhraði. Aðal stimplahraði nær hámarksgildi sínu um 90 gráður af snúningi sveifaráss. Þetta er afleiðing af jákvæðri hröðun stimpilsins meðan á hreyfingu niður á við stendur. Hins vegar, þegar tengistangarhornið eykst, kemur auka stimplahraði inn í leikinn. Auka stimplahraðinn tengist halla tengistangarinnar og veldur viðbótarframlagi til heildar stimpilhraðans. Þessi auka stimpla hraði veldur því að heildar stimpla hraði nær hámarksgildi fyrr en aðal stimpla hraði einn og sér myndi valda. Þetta gerist venjulega fyrir 90 gráðu sveifarásarhornið. Í línuritinu hér að neðan sjáum við að heildarhraði stimpla er nú þegar hámark um það bil 75%.
Stimpill hröðun:
Fjallað var um stimpilhraðann í fyrri málsgrein. Grafið sýnir að stimpilhraði við TDC og ODP er 0 og hraðinn eykst og minnkar við hreyfingu niður og upp. Með stimplahröðun skoðum við hröðun og hraðaminnkun á stimplinum í strokknum.
Þegar sveifhornið er 0 gráður er stimpillinn efst á höggi sínu, tilbúinn til að hefja hreyfingu niður á við. Stimpillhröðun er hámark á þessum tímapunkti. Þetta stafar af skyndilegri breytingu á hreyfistefnu stimpilsins, frá því að stoppa á hæsta punkti til að hefja hreyfingu niður á við. Þegar farið er í átt að TDC minnkar hröðunin. Aðal stimpla hröðunin er 0 við 90 gráðu snúning sveifaráss. Í fyrri málsgreininni má sjá að stimpilhraði minnkar aftur við 90 gráður. Milli 90 og 180 gráður á sveifarás hemlar stimpillinn þar til hann nær TDC. Í línuritinu sjáum við hemlun sem neikvæða hröðun.
Auka stimpla hröðunin er aftur búin til með því að halla tengistönginni. Í vél með tengistöng utan áss er tengistangurinn þegar í litlu horni þegar stimpillinn er á TDC. Sem afleiðing af aukastimplahröðuninni eykst heildarstimplahröðunin í fyrstu sveifarásargráðunum.
Heildaryfirlit yfir stimpilferð, hraða og hröðun:
Í fyrri málsgreinum var fjallað um frum-, auka- og heildarhreyfingar og hraða fyrir hvert línurit. Í þessu yfirliti sjáum við heildartölurnar í einu línuriti.
- Þegar stimpillinn færist niður á við eykst stimpilþyngdin (frá 0 í 180°);
- Stimpillinn hefur snúið við hreyfistefnu sinni á milli fyrra höggs og núverandi höggs. Vegna skyndilegrar breytinga á hreyfistefnu er stimpilhröðunin að hámarki frá 0 sveifarásargráðu;
- Stimpillhraði eykst smám saman og nær hámarki áður en sveifarásinn hefur snúist 90°;
- Við 180° eru bæði stimpilhraði og stimpilhröðun 0;
- Þegar þú færir þig upp í TDC snýst grafið um stimpilhröðun og hraða.
Tengdar síður:
