тема:
- Розкладання поршневої сили
Розкладання сили поршня:
Тиск (p) створюється над поршнем в результаті згоряння під час силового такту. Результуюча сила передається шатуном на кривошипну шийку. Момент, який це створює (сила * плече), змушує колінчастий вал обертатися. Звідси воно бере початок крутний момент (крутний момент) двигуна.
П’ять зображень нижче показують сили, що створюються в кривошипно-шатунному механізмі, коли тиск згоряння штовхає поршень вниз. Потім для кожного збільшеного зображення описується пояснення взаємодії сил.
1. Тиск горіння (p) створює силу на поршень (Fz) і корінний підшипник (Fh). Ми можемо визначити цю силу на основі індикаторна діаграма.
Потужність Fz передається на шатун. У цій ситуації шатун розташований перпендикулярно над шатунною шийкою та корінним підшипником (Fh). Фактичне згоряння, при якому тиск p є максимальним, відбувається приблизно на 8 градусів колінчастого вала після ВМТ. Потужність Fz дорівнює силі, що діє на шатун і корінні підшипники колінчастого вала. Отже, ми можемо написати: Fz = Fh.
На цьому зображенні ми бачимо жовту пунктирну лінію, що йде від центру колінчастого вала до центру шийки кривошипа. Центр шатуна (чорна точка) обертається навколо нього.
У цій ситуації не відбувається розкладання сили поршня. У цьому положенні зусилля на головний підшипник найбільше.
Огляд використаних скорочень:
- p: тиск горіння;
- Fz: сила поршня;
- Fh: зусилля на корінному підшипнику
2. Зусилля поршня передається на кривошипну шийку через шатун. Розкладемо силу на поршень (Fz) і на шатунну силу (Fd), що проходить у напрямку шатуна.
За рахунок нахилу шатуна і сили Fz, поршень притиснутий до стінки циліндра. Ця сила позначається Fl (сила ковзання). У цей момент поршень і циліндр зношуються найбільше.
Сила шатуна Fd діє на шатун і розчиняється в результаті закручування шатуна в тангенціальній окружній силі (Ft) і радіальна сила на корінний підшипник (Fh). Радіальне зусилля передає зусилля на колінчастий вал через верхній шатунний підшипник.
Дотична сила (Ft) залежить як від сили шатуна, так і від положення кривошипно-шатунного механізму. Оскільки дотична сила визначає крутний момент (крутний момент) двигуна крутний момент постійно змінюється за величиною. Маса маховика гарантує, що ці зміни крутного моменту не впливають безпосередньо на швидкість обертання колінчастого вала.
Огляд використаних скорочень:
- p: тиск горіння;
- Fz: сила поршня;
- Fd: сила шатуна;
- Fl: сила жолоба;
- Fh: зусилля на корінний підшипник;
- Ft: тангенціальна сила.
3. Центральні лінії шатуна та кривошипної шийки знаходяться під кутом 90 градусів одна до одної. Дотична сила (Ft) дорівнює силі шатуна (Fd) і є, а також отриманий крутний момент / крутний момент, найвищий у цій точці. Отже, ми можемо написати: Fd = Ft.
Корінний підшипник тепер не навантажений. Тепер не йдеться про силу Fh. Ми можемо відзначити: Fh = 0
Огляд використаних скорочень:
- p: тиск горіння;
- Fz: сила поршня;
- Fd: сила шатуна;
- Fl: сила жолоба;
- Fh: зусилля на корінному підшипнику.
4. При подальшому обертанні колінчастого вала тангенціальна сила зменшується (Ft). Тепер тангенціальна сила більше не відповідає силі шатуна.
Напрямна сила (Fl) тепер збільшився, оскільки кут, під яким тепер розташований шатун, максимальний.
Огляд використаних скорочень:
- p: тиск горіння;
- Fz: сила поршня;
- Fd: сила шатуна;
- Fl: сила жолоба;
- Fh: зусилля на корінний підшипник;
- Ft: тангенціальна сила.
5. Поршень продовжує рух до ОРП. Зусилля на корінний підшипник (Fh) зростає і є максимальним, коли поршень досягає повного шляху ODP.
Крім того, напрямна сила (Fl) зменшилася; ця сила стає 0 Н, коли поршень досягає ODP.
Огляд використаних скорочень:
- p: тиск горіння;
- Fz: сила поршня;
- Fd: сила шатуна;
- Fl: сила жолоба;
- Fh: зусилля на корінний підшипник;
- Ft: тангенціальна сила.
