Средняя скорость поршня

Средняя скорость поршня это средняя скорость поршня — в поршневом двигателе . Это функция хода и числа оборотов. В уравнении используется коэффициент 2, учитывающий, что один ход приходится на 1/2 оборота кривошипа (или, альтернативно, два хода на один оборот кривошипа), а также коэффициент «60» для преобразования секунд из минут в число оборотов в минуту.

V_{\text{mean}}=2*{\frac {\text{Stroke [mm]}}{1000}}*{\frac {\text{RPM}}{60}}

Например, поршень автомобильного двигателя с ходом поршня 90 мм будет иметь среднюю скорость при 3000 об/мин. 2 * (90/1000) * 3000/60 = 9 м/с.

5,2-литровый двигатель V10, дебютировавший в Audi R8 2009 года, имеет самую высокую среднюю скорость поршня среди всех серийных автомобилей (26,9 м/с) благодаря ходу поршня 92,8 мм и красной линии 8700 об/мин. ^{[ 1 ]}

Классы

низкооборотные дизели: ~8,5 м/с для судостроения и производства электроэнергии
среднеоборотные дизели: ~11 м/с для поездов и грузовиков
высокоскоростной дизель: ~14–17 м/с для автомобильных двигателей.
среднеоборотный бензин: ~16 м/с для автомобильных двигателей
высокоскоростной бензин: ~20–25 м/с для двигателей спортивных автомобилей или мотоциклов.
соревнование: Крайними примерами являются двигатели NASCAR Sprint Cup Series и Формулы-1 с ~25 м/с, а также Top Fuel и MotoGP ~30 м/с. двигатели

Среднее значение любой функции относится к среднему значению. В случае средней скорости поршня, взятой в узком математическом смысле, она равна нулю, поскольку половину времени поршень движется вверх, а половину времени поршень движется вниз; это бесполезно. Этот термин обычно используется для описания расстояния, пройденного поршнем за единицу времени, причем расстояние считается положительным как в верхнем, так и в нижнем смысле. Это связано со скоростью выполнения работы трения на стенках цилиндра и, следовательно, со скоростью выделения там тепла. Это какая-то не-головоломка. Он представляет собой спецификацию, которая должна быть спроектирована, а не результат конструкции, а средняя скорость поршня является функцией количества оборотов в минуту, то есть поршень при определенных оборотах будет одинаковым на пике графика. как и в нижней части, то есть при угле коленчатого вала 286,071 градус, если обороты поддерживаются постоянными. При 0 и 180 градусах скорость поршня равна нулю. Скорость поршня — это проверка прочности поршня и шатуна в сборе. Сплав, используемый для изготовления самого поршня, определяет максимальную скорость, которую поршень может достичь до того, как коэффициенты трения, уровни тепла и возвратно-поступательное напряжение превысят максимальные уровни, которые поршень может выдержать, прежде чем он начнет разрушаться структурно. Поскольку у большинства производителей сплав имеет тенденцию быть довольно одинаковым, максимальная скорость поршня при заданных оборотах определяется длиной хода, то есть радиусом шейки коленчатого вала. Наиболее распространенные типы двигателей в производстве имеют квадратную или ниже квадратную форму. То есть квадратный двигатель имеет такой же диаметр отверстия цилиндра, как и общая длина хода от 0 до 180 градусов, тогда как в квадратном двигателе общая длина хода больше диаметра отверстия. Противоположный вариант, сверхквадратный, в основном используется в двигателях с более высокой производительностью, где кривая крутящего момента приближается к пику максимальной скорости поршня. Обычно в двигателях этого типа объем цилиндра можно искусственно увеличить с помощью турбокомпрессоров или нагнетателей, увеличивая количество топлива/воздуха, доступного для сгорания. Пример можно найти в гоночных двигателях Формулы 1, где диаметр цилиндра существенно превышает длину хода поршня, что приводит к более высоким доступным оборотам, но требует более высоких требований к прочности шатунов и поршней, а также более высоких температурных допусков для подшипников. Диаметр цилиндра в этих двигателях довольно мал (менее 45 мм), а ход поршня меньше этого, в зависимости от кривой крутящего момента и максимально доступных оборотов, предусмотренных производителем. Пиковый крутящий момент достигается при более высоких оборотах и распространяется на более широкий диапазон оборотов. Их характеристики являются известными факторами, и их можно спроектировать. Крутящий момент является функцией длины хода поршня: чем короче ход, тем меньше крутящий момент при более низких оборотах, но скорость поршня можно поднять до гораздо больших скоростей, что означает более высокие обороты двигателя. Эти типы двигателей гораздо более деликатны и требуют гораздо более высокого уровня точности движущихся частей, чем двигатели квадратного или подквадратного типа. Вплоть до начала 1960-х годов конструкторы уделяли внимание крутящему моменту, а не скорости поршня, вероятно, из-за материалов и технологий обработки. Поскольку материалы улучшились, обороты двигателя увеличились.

Ссылки

^ "Двигатель" . Медиацентр Ауди . Проверено 10 декабря 2020 г.

[1] "Двигатель" . Медиацентр Ауди . Проверено 10 декабря 2020 г.

[ 1 ]