Temos:
- Įvadas
- Pirminiai ir antriniai stūmoklių judesiai
- Stūmoklio greitis
- Stūmoklio pagreitis
- Išsami stūmoklio eigos, greičio ir pagreičio apžvalga
Įvadas:
Stūmoklio judėjimas aukštyn ir žemyn (verčiamasis) švaistiklio mechanizmu paverčiamas sukančiu judesiu. Stūmoklis juda aukštyn ir žemyn tiesia linija. Tai vadinama pirminiu stūmoklio judėjimu. Tačiau švaistiklis juda ne tik aukštyn ir žemyn, bet ir į šoną. Dėl švaistiklio šoninio judėjimo stūmoklis nuvažiuos šiek tiek didesnį atstumą. Be didesnio atstumo, šiuo metu stūmoklis taip pat pasiekė didžiausią judėjimo greitį. Šis papildomas atstumas vadinamas antriniu stūmoklio judėjimu.
Paveikslėlyje parodytas stūmoklio judėjimas. Viršutinis mėlynas stūmoklis rodo, kur yra TDC (Top Dead Center). Mėlynas stūmoklis viduryje dešinėje rodo pirminio stūmoklio judėjimo atstumą (t. y. kai švaistiklis nebuvo pasviręs). Apatinis raudonos spalvos stūmoklis rodo papildomą atstumą, susidarantį dėl alkūninio veleno sukimosi ir švaistiklio pasvirimo; tai antrinis stūmoklio judėjimas.
Kai alkūninis velenas pasukamas 90 laipsnių kampu, stūmoklio judėjimo greitis yra didžiausias. Antrinis stūmoklio judėjimas užtikrina didesnį nuvažiuotą atstumą. Pridėjus antrinio judėjimo atstumą prie pirminio judėjimo, galima nustatyti bendrą stūmoklio nuvažiuotą atstumą.
Alkūninio kakliuko ilgio ir švaistiklio ilgio santykis lemia antrinio judėjimo dydį. Antrinis stūmoklio judėjimas taip pat turi įtakos stūmoklio greičiui ir stūmoklio pagreičiui.
Pirminiai ir antriniai stūmoklių judesiai:
Pirminis ir antrinis stūmoklių judėjimas šioje dalyje rodomas diagramose kaip nuvažiuotas atstumas. Pirminio ir antrinio stūmoklio judėjimo suma yra visas stūmoklio judėjimas. Toliau paaiškinta viso stūmoklio kelio struktūra.
Pirminis stūmoklio judėjimas:
Jėga kryptimi TDC į TDC ir jėga nuo ODP iki TDC kartu sukelia vibraciją, kuri atsiranda vieną kartą per alkūninio veleno apsisukimą. Štai kodėl ši jėga dar vadinama pirmine jėga. Pirminė jėga atlieka pirminį judėjimą.
- Pirminis stūmoklio judėjimas yra 0, kai alkūninis velenas sukasi 0°, taip pat 180, kai sukamas 0°;
- Jei žiūrėsime tik į pirminį stūmoklio judėjimą, tada, kai alkūninis velenas sukasi 90° kampu, stūmoklis yra per pusę eigos (taip pat per pusę cilindro), būtent 90 mm.
Antrinis stūmoklio judėjimas:
Šoninis švaistiklio judėjimas užtikrina antrinį stūmoklio judėjimą. Kuo didesnis švaistiklio kaiščio ir švaistiklio ilgio santykis, tuo didesnė antrinė jėga, taigi ir antrinis judėjimas.
- TDC antrinis judėjimas yra 0;
- Sukant alkūninį veleną 90° antrinis judėjimas yra didžiausias;
- Prie pirminio judėjimo pridedame atstumą, kurį stūmoklis įveikia antrinio judėjimo metu. Tai tikrasis stūmoklio nueitas kelias.
Tikrasis stūmoklio judėjimas:
Tikrasis stūmoklio judėjimas susidaro iš pirminio ir antrinio stūmoklio judesių sumos. Tai diagramoje galima perskaityti kaip „iš viso“.
- Stūmoklis jau yra įpusėjęs savo eigą cilindre, kol alkūninis velenas nepasisuko 90 laipsnių. Grafike matome, kad stūmoklis nuvažiavo 110 mm 90 laipsnių kampu. Tai 61% viso insulto;
- Alkūninio kakliuko ilgis, taigi ir švaistiklio santykis (dažnai vadinamas lambda), lemia antrinę, taigi ir visą stūmoklio eigą.
Antrinis stūmoklio judėjimas sustiprina variklio vibracijas. Variklyje su keturiais ar mažiau cilindrų, kur antrinės jėgos yra palyginti didelės, balansiniai velenai taikomas variklio vibracijai apriboti.
Stūmoklio greitis:
Darbo proceso metu stūmoklis keičia savo judėjimo kryptį ODP ir TDC. ODP ir TDC stūmoklio greitis yra lygus nuliui. Taip yra todėl, kad šiuose taškuose stūmoklis keičia kryptį. Stūmokliui judant iš TDC į ODP, stūmoklio greitis didėja. Pirminis stūmoklio greitis pasiekia didžiausią vertę maždaug 90 laipsnių alkūninio veleno sukimosi metu. Tai yra teigiamo stūmoklio pagreičio judesio žemyn rezultatas. Tačiau didėjant švaistiklio kampui, atsiranda antrinis stūmoklio greitis. Antrinis stūmoklio greitis yra susijęs su švaistiklio pasvirimu ir papildomai prisideda prie bendro stūmoklio greičio. Dėl šio antrinio stūmoklio greičio bendras stūmoklio greitis pasiekia didžiausią vertę greičiau, nei sukeltų vien pirminis stūmoklio greitis. Paprastai tai atsitinka prieš 90 laipsnių alkūninio veleno kampą. Žemiau esančioje diagramoje matome, kad bendras stūmoklio greitis jau yra didžiausias maždaug 75%.
Stūmoklio pagreitis:
Stūmoklio greitis buvo aptartas ankstesnėje pastraipoje. Diagrama rodo, kad stūmoklio greitis esant TDC ir ODP yra 0, o greitis didėja ir mažėja judant žemyn ir aukštyn. Su stūmoklio pagreičiu mes žiūrime į stūmoklio pagreitį ir lėtėjimą cilindre.
Kai švaistiklio kampas yra 0 laipsnių, stūmoklis yra eigos viršuje ir yra pasirengęs pradėti judėjimą žemyn. Stūmoklio pagreitis šiuo metu yra didžiausias. Taip yra dėl staigaus stūmoklio judėjimo krypties pasikeitimo nuo sustojimo aukščiausiame taške iki judėjimo žemyn paleidimo. Judant link TDC, pagreitis mažėja. Pirminis stūmoklio pagreitis yra 0, kai alkūninis velenas sukasi 90 laipsnių kampu. Ankstesnėje pastraipoje matome, kad stūmoklio greitis vėl sumažėja 90 laipsnių kampu. Nuo 90 iki 180 alkūninio veleno kampo stūmoklis stabdo tol, kol pasiekia TDC. Grafike stabdymą matome kaip neigiamą pagreitį.
Antrinis stūmoklio pagreitis vėl sukuriamas pakreipiant švaistiklį. Variklyje su ne ašies švaistikliu, kai stūmoklis yra ties TDC, švaistiklis jau yra nedideliu kampu. Dėl antrinio stūmoklio pagreičio bendras stūmoklio pagreitis didėja pirmaisiais alkūninio veleno laipsniais.
Visa stūmoklio eigos, greičio ir pagreičio apžvalga:
Ankstesnėse pastraipose buvo aptarti kiekvieno grafiko pirminiai, antriniai ir bendrieji judesiai bei greičiai. Šioje apžvalgoje matome sumas vienoje diagramoje.
- Stūmokliui judant žemyn, stūmoklio svoris didėja (nuo 0 iki 180°);
- Stūmoklis pakeitė savo judėjimo kryptį tarp ankstesnio ir dabartinio takto. Dėl staigaus judėjimo krypties pasikeitimo stūmoklio pagreitis yra maksimalus nuo 0 alkūninio veleno laipsnio;
- Stūmoklio greitis didėja palaipsniui, pasiekia maksimalų prieš alkūniniam velenui pasisukus 90°;
- 180° kampu ir stūmoklio greitis, ir stūmoklio pagreitis yra 0;
- Judant iki TDC, stūmoklio pagreičio ir greičio grafikai pasikeičia.
Susiję puslapiai:
