subiect:
- Descompunerea forței pistonului
Descompunerea forței pistonului:
O presiune (p) este creată deasupra pistonului ca urmare a arderii în timpul cursei de putere. Forța rezultată este transmisă la manivelă prin biela. În momentul în care aceasta se creează (forță * braț) face ca arborele cotit să se rotească. De aici își are originea cuplu (cuplu) a motorului.
Cele cinci imagini de mai jos arată forțele create în mecanismul manivelei-bielei atunci când presiunea de ardere împinge pistonul în jos. O explicație a interacțiunii forțelor este apoi descrisă pentru fiecare imagine mărită.
1. Presiunea de ardere (p) creează o forță asupra pistonului (Fz) și rulmentul principal (Fh). Putem determina această forță pe baza diagrama indicatorului.
Puterea Fz se transmite pe biela. În această situație, biela este perpendiculară deasupra pivotului manivelei și a rulmentului principal (Fh). Arderea propriu-zisă, la care presiunea p este maximă, are loc aproximativ la 8 grade arborele cotit după PMS. Puterea Fz este aceeași cu forța exercitată asupra bielei și a rulmenților principali ai arborelui cotit. Deci putem scrie: Fz = Fh.
În această imagine vedem o linie întreruptă galbenă care merge de la centrul arborelui cotit până la centrul manivelului. Centrul bielei (punct negru) se rotește în jurul acestuia.
În această situație, nu are loc nicio descompunere a forței pistonului. Forța asupra rulmentului principal este cea mai mare în această poziție.
Prezentare generală a abrevierilor utilizate:
- p: presiunea de ardere;
- Fz: forța pistonului;
- Fh: forță asupra rulmentului principal
2. Forța pistonului este transmisă la manivelă prin biela. Descompunem forța asupra pistonului (Fz) și la forța bielei (Fd) care merge în direcția bielei.
Datorită înclinării bielei și forței Fz, pistonul este presat pe peretele cilindrului. Această forță este indicată de Fl (forța de alunecare). În acest moment, pistonul și cilindrul se uzează cel mai mult.
Forța bielei Fd acționează asupra știftului manivelei și se dizolvă ca urmare a răsucirii știftului manivelei în forța circumferențială tangenţială (Ft) și forța radială asupra rulmentului principal (Fh). Forța radială transmite forța arborelui cotit prin rulmentul superior al bielei.
Forța tangențială (Ft) depinde atât de forța bielei cât și de poziția în care se află mecanismul bielei manivelă. Deoarece forța tangențială determină cuplu (cuplu) al motorului, cuplul se modifică constant în mărime. Masa volantului asigură că aceste modificări ale cuplului nu afectează direct viteza de rotație a arborelui cotit.
Prezentare generală a abrevierilor utilizate:
- p: presiunea de ardere;
- Fz: forța pistonului;
- Fd: forța bielei;
- Fl: forța jgheabului;
- Fh: forta asupra rulmentului principal;
- Ft: forță tangențială.
3. Liniile centrale ale tijei de legătură și ale manivelei sunt la un unghi de 90 de grade una față de alta. Forța tangențială (Ft) este aceeași cu forța bielei (Fd) și este, precum și cuplul obținut / cuplu, cel mai înalt în acest moment. Deci putem scrie: Fd = Ft.
Rulmentul principal nu este acum încărcat. Acum nu se pune problema forței Fh. Putem nota: Fh = 0
Prezentare generală a abrevierilor utilizate:
- p: presiunea de ardere;
- Fz: forța pistonului;
- Fd: forța bielei;
- Fl: forța jgheabului;
- Fh: forță asupra rulmentului principal.
4. Pe măsură ce arborele cotit este rotit în continuare, forța tangențială scade (Ft). Forța tangențială nu mai este acum în linie cu forța bielei.
Forța de ghidare (Fl) a crescut acum, deoarece unghiul la care este poziționată acum biela este maxim.
Prezentare generală a abrevierilor utilizate:
- p: presiunea de ardere;
- Fz: forța pistonului;
- Fd: forța bielei;
- Fl: forța jgheabului;
- Fh: forta asupra rulmentului principal;
- Ft: forță tangențială.
5. Pistonul continuă să se deplaseze spre ODP. Forța asupra rulmentului principal (Fh) crește și este maxim atunci când pistonul ajunge până la ODP.
De asemenea, forța de ghidare (Fl) scăzut; această forță devine 0 N când pistonul ajunge la ODP.
Prezentare generală a abrevierilor utilizate:
- p: presiunea de ardere;
- Fz: forța pistonului;
- Fd: forța bielei;
- Fl: forța jgheabului;
- Fh: forta asupra rulmentului principal;
- Ft: forță tangențială.
