Tópicos:
- Decompondo a força do pistão
Decompondo a força do pistão:
Uma pressão (p) é criada acima do pistão como resultado da combustão durante o curso de potência. A força resultante é transmitida ao munhão da manivela pela biela. O momento que isso cria (força * braço) faz com que o virabrequim gire. É aqui que se origina torque (torque) do motor.
As cinco imagens abaixo mostram as forças criadas no mecanismo da biela-manivela quando a pressão de combustão empurra o pistão para baixo. Uma explicação da interação de forças é então descrita para cada imagem ampliada.
1. A pressão de combustão (p) cria uma força no pistão (Fz) e o rolamento principal (Fh). Podemos determinar esta força com base na diagrama indicador.
O poder Fz é repassado para a biela. Nesta situação a biela fica perpendicular acima do munhão da manivela e do mancal principal (Fh). A combustão real, na qual a pressão p é máxima, ocorre aproximadamente em torno de 8 graus do virabrequim após o PMS. O poder Fz é igual à força exercida na biela e nos mancais principais do virabrequim. Então podemos escrever: Fz = Fh.
Nesta imagem vemos uma linha tracejada amarela que vai do centro do virabrequim até o centro do munhão da manivela. O centro da biela (ponto preto) circula em torno disso.
Nesta situação não ocorre nenhuma decomposição da força do pistão. A força no rolamento principal é maior nesta posição.
Visão geral das abreviaturas utilizadas:
- p: pressão de combustão;
- Fz: força do pistão;
- Fh: força no rolamento principal
2. A força do pistão é transmitida ao munhão da manivela através da biela. Decompomos a força no pistão (Fz) e na força da biela (Fd) que corre na direção da biela.
Devido à inclinação da biela e à força Fz, o pistão é pressionado contra a parede do cilindro. Esta força é indicada por Fl (força de trajetória deslizante). Neste ponto o pistão e o cilindro se desgastam mais.
A força da biela Fd atua no pino da manivela e se dissolve como resultado da torção do pino da manivela na força circunferencial tangencial (Ft) e a força radial no rolamento principal (Fh). A força radial transmite a força ao virabrequim através do rolamento superior da biela.
A força tangencial (Ft) depende da força da biela e da posição em que o mecanismo da biela da manivela está localizado. Como a força tangencial determina a torque (torque) do motor, o torque muda constantemente de magnitude. A massa do volante garante que essas alterações no torque não afetem diretamente a velocidade de rotação do virabrequim.
Visão geral das abreviaturas utilizadas:
- p: pressão de combustão;
- Fz: força do pistão;
- Fd: força na biela;
- Fl: força do chute;
- Fh: força no mancal principal;
- Ft: força tangencial.
3. As linhas centrais da biela e do munhão da manivela formam um ângulo de 90 graus entre si. A força tangencial (Ft) é igual à força da biela (Fd) e é, bem como o torque obtido / torque, mais alto neste ponto. Então podemos escrever: Fd = Pé.
O rolamento principal agora não está carregado. Agora não há dúvida sobre a força Fh. Podemos notar: Fh = 0
Visão geral das abreviaturas utilizadas:
- p: pressão de combustão;
- Fz: força do pistão;
- Fd: força na biela;
- Fl: força do chute;
- Fh: força no mancal principal.
4. À medida que o virabrequim gira ainda mais, a força tangencial diminui (Ft). A força tangencial agora não está mais alinhada com a força da biela.
A força guia (Fl) aumentou agora, porque o ângulo em que a biela está agora posicionada é máximo.
Visão geral das abreviaturas utilizadas:
- p: pressão de combustão;
- Fz: força do pistão;
- Fd: força na biela;
- Fl: força do chute;
- Fh: força no mancal principal;
- Ft: força tangencial.
5. O pistão continua a se mover em direção ao ODP. A força no rolamento principal (Fh) aumenta e é máximo quando o pistão atinge todo o PDO.
Além disso, a força guia (Fl) diminuiu; esta força torna-se 0 N quando o pistão atinge o ODP.
Visão geral das abreviaturas utilizadas:
- p: pressão de combustão;
- Fz: força do pistão;
- Fd: força na biela;
- Fl: força do chute;
- Fh: força no mancal principal;
- Ft: força tangencial.
