科目：
- 介紹
- 主要和次要活塞運動
- 活塞速度
- 活塞加速度
- 活塞行程、速度和加速度的完整概述
介紹：
活塞的上下（平移）運動透過曲柄連桿機構轉換為旋轉運動。活塞沿直線上下運動。這稱為主活塞運動。然而，連桿不僅可以上下移動，還可以橫向移動。由於連桿的橫向運動，活塞將移動稍大的距離。除了距離增加之外，活塞此時也達到了最高運動速度。這個額外的距離稱為二次活塞運動。
此圖顯示了活塞的運動。 頂部藍色活塞指示 TDC（上止點）所在位置。 右中的藍色活塞表示主活塞運動的距離（即連桿尚未傾斜的距離）。 下方的紅色活塞表示曲軸旋轉和連桿傾斜產生的額外距離； 這是二次活塞運動。
當曲軸旋轉90度時，活塞的運動速度達到最高。 輔助活塞運動可確保行駛更遠的距離。 將次要運動的距離與主要運動的距離相加，可以確定活塞行進的總距離。
曲柄軸頸的長度與連桿的長度比決定了二次運動的大小。次級活塞運動也對活塞速度和活塞加速度有影響。
主要和次要活塞運動：
主活塞運動和輔助活塞運動在本節的圖表中顯示為行進距離。主活塞運動和副活塞運動的總和是總活塞運動。下面解釋總活塞路徑的結構。
主活塞運動：
TDC 到 TDC 方向上的力以及從 ODP 到 TDC 的力共同造成曲軸每轉一圈發生一次的振動。這就是為什麼這個力也被稱為主要力。主要力產生主要運動。
- 主活塞運動在曲軸旋轉 0° 時為 0，在 180° 時也為 0；
- 如果我們專門觀察主活塞運動，曲軸旋轉 90° 時，活塞位於衝程的一半（也是汽缸的一半），即 90 毫米。
二級活塞運動：
連桿的橫向移動提供了輔助活塞運動。曲柄銷與連桿長度之間的比率越大，輔助力越大，因此輔助運動也越大。
- 在 TDC 處，輔助運動為 0；
- 曲軸旋轉 90° 時，二次運動最大；
- 我們將二次運動期間活塞所經過的距離加入主要運動。這是活塞實際行進的路徑。
實際活塞運動：
實際的活塞運動由主活塞運動和副活塞運動總和形成。這在圖中可以理解為“總計”。
- 在曲軸轉動 90 度之前，活塞已經完成在汽缸中的衝程的一半。在圖中，我們看到活塞以 110 度移動了 90 毫米。這是總中風的 61%；
- 曲柄軸頸的長度以及曲柄連桿比（通常稱為 lambda）決定了次級活塞行程，從而決定了總活塞行程。
次級活塞運動放大了引擎振動。在具有四個或更少氣缸的引擎中，二次力相對較大， 平衡軸 用於限制引擎振動。
活塞速度：
工作過程中，活塞在ODP和TDC處反轉其運動方向。在 ODP 和 TDC 處，活塞速度為零。這是因為活塞在這些點會改變方向。當活塞從 TDC 移動到 ODP 時，活塞速度增加。主活塞速度在曲軸旋轉 90 度左右達到最大值。這是活塞在向下運動過程中正加速的結果。然而，隨著連桿角度的增加，輔助活塞速度開始發揮作用。第二活塞速度與連桿的傾斜有關，並對總活塞速度產生額外的影響。此副活塞速度使得總活塞速度比單獨的主活塞速度更快達到其最大值。這通常發生在 90 度曲軸角之前。在下圖中，我們看到總活塞速度已達到最大值，約 75%。
活塞加速度：
活塞速度已在上一段討論過。圖中顯示，活塞在TDC和ODP處的速度為0，並且在向下和向上移動過程中速度增加和減少。透過活塞加速度，我們可以看到活塞在汽缸中的加速度和減速度。
當曲柄角為 0 度時，活塞位於其衝程的頂部，準備開始向下移動。此時活塞加速度最大。這是由於活塞運動方向突然改變，從停止在最高點到開始向下移動。當向 TDC 移動時，加速度會減小。曲軸旋轉 0 度時主活塞加速度為 90。在上一段我們可以看到活塞速度在 90 度時再次降低。在 90 到 180 曲軸度之間，活塞煞車直到到達上止點。在圖中，我們將煞車視為負加速度。
第二活塞加速度再次由連桿的傾斜產生。在具有離軸連桿的引擎中，當活塞位於上止點時，連桿已經處於一個小角度。由於第二活塞加速度，總活塞加速度在第一曲軸度數中增加。
活塞行程、速度和加速度的總體概述：
前面的段落討論了每個圖表的主要、次要和總體運動和速度。在此概述中，我們在一張圖表中看到總數。
- 當活塞向下移動時，活塞重量增加（從0°到180°）；
- 活塞在前一個衝程和目前衝程之間反轉了其運動方向。由於運動方向突然改變，活塞加速度從曲軸0度開始最大；
- 活塞速度逐漸增加，在曲軸旋轉90°前達到最大值；
- 180°時，活塞速度和活塞加速度均為0；
- 當向上移動到上止點時，活塞加速度和速度圖表相反。
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