Շարժիչի ծավալի հաշվիչ. Տրոմսի և վազքի հարաբերակցությունը և փականների արդիականացումը

Դուք պլանավորում եք ձեր շարժիչի աշխատանքային ծավալը 2.0 լիտրից հասցնել 2.3 լիտրի։ Դուք հաշվարկել եք անցքի և շարժի տրամագիծը, բայց կա մի բան, որը շատերը անտեսում են. ձեր փականները պետք է համապատասխանեն լրացուցիչ աշխատանքային ծավալին։ Ավելի մեծ գլանը պահանջում է ավելի շատ օդ, և եթե ձեր ներմուծման փականները չեն կարողանում բավարար քանակությամբ հոսել, դուք թողնում եք հզորությունը սեղանին։

Այս ուղեցույցը բացատրում է, թե ինչպես հաշվարկել շարժիչի աշխատանքային ծավալը, տրամագծի և շարժի ավելացման միջև եղած տարբերությունը և թե ինչու են փականային համակարգի բաղադրիչները կարևոր աշխատանքային ծավալը փոխելիս։

Ինչպես հաշվարկել շարժիչի ծավալը

Շարժիչի աշխատանքային ծավալը բոլոր մխոցների կողմից մեկ ամբողջական ցիկլի ընթացքում անցկացված ընդհանուր ծավալն է։ Բանաձևը պարզ է.

Մեկ գլանի տեղաշարժ = π × Բոր² × Շարժիչ / 4

Ընդհանուր տեղաշարժ = մեկ գլան × գլանների քանակը

Որտեղ՝

• Անոթ (D) = գլանի տրամագիծը մմ-ով կամ դյույմերով

• Հարված (S) = մխոցի շարժման հեռավորությունը մմ-ով կամ դյույմերով

• π = 3.14159

Օրինակ հաշվարկ

Եկեք հաշվարկենք Honda K20A շարժիչը.

• Անոթի տրամագիծը՝ 86.0 մմ

• Հարված՝ 86.0 մմ

• Մխոցներ՝ 4

Մեկ մխոց = 3.14159 × (86.0)² × 86.0 / 4 = 499.5 սմ³

Ընդհանուր ծավալը = 499.5 խորանարդ սմ × 4 = 1,998 խորանարդ սմ = 2.0 լիտր

Բոր ընդդեմ հարվածի. Տեղաշարժը մեծացնելու երկու եղանակ

Երբ ցանկանում եք ավելի մեծ ծավալ, ունեք երկու տարբերակ՝ մեծացրեք գլանի տրամագիծը (խողովակի անցքը) կամ մեծացրեք ղեկի շարժը (մխոցի շարժը): Յուրաքանչյուր մոտեցում տարբեր կերպ է ազդում շարժիչի բնութագրերի վրա:

Մեծացող տրամագիծ (Oversquare շարժիչ)

Գլանների փորումը ձեզ ավելի լայն այրման խցիկ է տալիս: Մեր K20A օրինակով, 86 մմ-ից 90 մմ-ի մեծացնելով՝ պահպանելով 86 մմ ղեկի շարժը, ձեզ տալիս է 2,190 խորանարդ սմ (2.2 լիտր) նոր ծավալ: Ավելի լայն ղեկը թույլ է տալիս ավելի մեծ փականներ ապահովել ավելի լավ օդային հոսք բարձր պտույտների դեպքում, իսկ բոցի ավելի կարճ շարժման հեռավորությունը հանգեցնում է ավելի լիարժեք այրման:

Սակայն ավելի մեծ մխոցները ավելացնում են փոխադարձ քաշ, որը սահմանափակում է առավելագույն պտույտների քանակը։ Հորատումը նաև ավելի բարակ է թողնում գլանի պատերի վրա, ինչը կարող է վտանգել կառուցվածքային ամրությունը։ Ավելի լայն այրման խցիկը մեծացնում է պայթյունի ռիսկը, և ամենակարևորը՝ մեծացված անցքը պահանջում է ավելի մեծ փականներ՝ օդային հոսքի պահանջարկին համապատասխանելու համար. գործարանային չափի փականների օգտագործումը վատնում է տեղաշարժի աճը։

Աճող հարված (Undersquare Engine)

Շարժիչի վազքի երկարացումը նշանակում է, որ մխոցն ավելի երկար է շարժվում յուրաքանչյուր ցիկլում: Շարժիչի վազքի 86 մմ-ից մինչև 94 մմ մեծացումը՝ պահպանելով 86 մմ անցքը, ապահովում է 2,185 խորանարդ սմ (2.2 լիտր)՝ գրեթե նույն ծավալը, ինչ անցքի վազքի դեպքում, բայց տարբեր բնութագրերով: Ավելի երկար շարժը ստեղծում է ավելի լավ պտտող մոմենտ ցածր հաճախականություններում և ավելի արդյունավետ այրում, միաժամանակ թույլ տալով օգտագործել գործարանային անցքի չափը:

Թերությունները կապված են մեխանիկական լարվածության և փաթեթավորման հետ: Ավելի բարձր մխոցային պտույտների արագությունը սահմանափակում է առավելագույն անվտանգ պտույտների քանակը, և ձեզ անհրաժեշտ կլինի կամ ավելի բարձր շարժիչի բլոկ, կամ փոփոխված շարժիչի լիսեռ: Նույնիսկ ավելի երկար լիսեռի դեպքում, փականի ճիշտ ժամանակացույցը և փականների համակարգի որակյալ բաղադրիչները կարևոր են մնում աշխատանքային ծավալի աճը իրականացնելու համար:

Տողերի/հարվածների հարաբերակցություն

Թևի/մոտոցիկլի շարժման հարաբերակցությունը ցույց է տալիս, թե ինչ տեսակի շարժիչ ունեք։

Հարաբերակցություն = Տող / Հարված

• 1.0-ից բարձր (Oversquare): Բարձր պտույտներով շարժիչներ

• Հավասար է 1.0-ի (քառակուսի): Հավասարակշռված դիզայն

• Մինչև 1.0 (Undersquare): Մոմենտի վրա կենտրոնացած շարժիչներ

Ինչու է փականի չափը կարևոր տեղաշարժը մեծացնելիս

Ահա թե ինչն են շատ շինարարներ բաց թողնում. երբ դուք 15%-ով մեծացնում եք շարժիչի տեղաշարժը, յուրաքանչյուր գլան պետք է ներշնչի 15%-ով ավելի շատ օդ մեկ ցիկլի համար: Եթե ձեր փականները մնան նույն չափի, դրանք կդառնան խցանման պատճառ:

Օդի հոսքի խնդիրը

6000 պտույտ/րոպե արագությամբ 4-տակտային շարժիչը կատարում է 3000 ներմղման ցիկլ մեկ րոպեում, ինչը կազմում է 50 ներմղման ցիկլ մեկ վայրկյանում մեկ գլանի համար: Երբ դուք մեծացնում եք աշխատանքային ծավալը՝ առանց փականները բարելավելու, փականի բացվածքով օդի արագությունը զգալիորեն մեծանում է, ստեղծելով տուրբուլենտություն փականի գլխիկի շուրջ, որը նվազեցնում է արդյունավետ հոսքի մակերեսը:

Ավելի արագ շարժվող օդի շփման աճը բարձրացնում է ներմուծման օդի ջերմաստիճանը, նվազեցնելով լիցքի խտությունը: Բարձր պտույտների դեպքում ծավալային արդյունավետությունը նվազում է, քանի որ փականները չեն կարողանում բավարար օդ մատակարարել ավելի մեծ գլանները լցնելու համար: Արդյունքը՝ հզորության կորուստ՝ չնայած շարժիչի մեջ մեքենա մտցնելու համար վճարված ավելի մեծ ծավալին:

Փականի չափսերի ուղեցույցներ

Ընդհանուր կանոն՝ ներմղիչ փականի տրամագիծը պետք է լինի անցքի տրամագծի մոտավորապես 38-42%-ը, իսկ արտանետիչ փականի տրամագիծը՝ անցքի տրամագծի 32-36%-ը։

86 մմ տրամագծով անցքի համար՝

• Մուտքային փական՝ 33-36 մմ

• Արտանետման փական՝ 28-31 մմ

90 մմ տրամագծով անցքի համար (հորատումից հետո).

• Մուտքային փական՝ 34-38 մմ

• Արտանետման փական՝ 29-32 մմ

Ջերմության կառավարումը մեծ ծավալի շարժիչներում

Ավելի մեծ ծավալը նշանակում է ավելի շատ վառելիք այրել մեկ ցիկլի ընթացքում, ինչը նշանակում է ավելի շատ ջերմություն: Արտանետման փականները ամենաշատն են տուժում դրանից, որոնց ջերմաստիճանը նորմալ աշխատանքի դեպքում հասնում է 800-900°C-ի: Երբ դուք մեծացնում եք ծավալը, արտանետման ջերմաստիճանը կարող է բարձրանալ ևս 50-80°C-ով:

Ստանդարտ չժանգոտվող պողպատե փականները սկսում են կորցնել իրենց ամրությունը 850°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Փականի գլխիկը կարող է ծռվել, ցողունը կարող է ձգվել, իսկ կնքման մակերեսը վատթարանում է: Ահա թե որտեղ է նյութի որակը դառնում կարևորագույն:

TOPU փականների լուծումներ տեղաշարժի արդիականացման համար

Երբ դուք ներդրում եք կատարում մեքենայական աշխատանքներում՝ շարժիչի ծավալը մեծացնելու համար, որակյալ փականային համակարգի բաղադրիչների օգտագործումը պարտադիր չէ. կարևոր է գիտակցել այն արտադրողականության բարձրացումը, որի համար վճարում եք։

Բարձր արդյունավետությամբ շարժիչի փականներ

TOPU-ն արտադրում է փականներ, որոնք հատուկ նախագծված են մեծացված ծավալի և ավելի բարձր արտադրողականության պահանջների համար: Ներծծող փականները պատրաստված են 21-4N կամ 21-2N բարձր ամրության չժանգոտվող պողպատից՝ մինչև 850°C ջերմաստիճանային դիմադրողականությամբ: Այս փականներն ունեն օպտիմալացված գլխիկի պրոֆիլ՝ բարելավված հոսքի համար և հասանելի են մեծ տրամագծով՝ համապատասխանելու համար փորված շարժիչներին:

Արտանետման փականների համար TOPU-ն օգտագործում է Inconel 751 կամ Nimonic 80A նիկելի համաձուլվածք, որը կարող է դիմանալ մինչև 1000°C ջերմաստիճանի: Այս նյութերը ապահովում են գերազանց ջերմահաղորդականություն և դիմադրում են ծռմանը նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Միայն նյութի արդիականացումը ապահովում է 30-50°C-ով ցածր աշխատանքային ջերմաստիճան՝ համեմատած ստանդարտ փականների հետ, ինչը հանգեցնում է ավելի երկար ծառայության ժամկետի և շարժիչի ողջ աշխատանքային տիրույթում պահպանված աշխատանքի:

Ճշգրիտ փականի ծորակներ

Շարժման ծավալի մեծացումը հաճախ պահանջում է ավելի կոշտ փականային զսպանակներ՝ փականները բարձր պտույտների դեպքում կառավարելու համար: Սա ավելի շատ ծանրաբեռնվածություն է ստեղծում ամորտիզատորների (բարձիչների) վրա: Մաշված կամ անբավարար ամորտիզատորները առաջացնում են փականի ժամանակի սխալներ, որոնք վատնում են ձեր շարժման ծավալի ավելացումը:

TOPU լարերը պատրաստված են 20CrMo համաձուլվածքային պողպատից՝ HRC 58-62 կարծրության հասնող կարբուրացված և նիտրացված մակերեսով: Հպման մակերեսները ճշգրիտ հղկված են մինչև Ra 0.1μm՝ կայուն աշխատանքի համար: DLC ծածկույթի տարբերակը հետագայում նվազեցնում է շփումը բարձր արդյունավետության կիրառությունների համար: Հայտնի կիրառություններից են TP31 շարքը Toyota և Lexus շարժիչների համար, ինչպիսիք են 2GR-FE 3.5L V6-ը, TP24 շարքը Mercedes-Benz M112 և M113 V6/V8 շարժիչների համար, և TP18 շարքը Volkswagen և Audi EA888 2.0T շարժիչների համար:

Ե՞րբ է պետք արդիականացնել փականային փոխանցման համակարգի բաղադրիչները

Աշխատանքային ծավալը 10%-ով կամ ավելի մեծացնելիս պետք է հաշվի առնել փականների համակարգի արդիականացումը, քանի որ օդային հոսքի պահանջարկը համամասնորեն աճում է: Պտույտների սահմանաչափի բարձրացումը պահանջում է փականների ավելի լավ կառավարում՝ լողացող շրջանը կանխելու համար, իսկ հարկադիր ինդուկցիայի ավելացումը մեծացնում է ինչպես գլանի ճնշումը, այնպես էլ ջերմությունը:

Եթե ​​դուք կառուցում եք մրցակցության համար, լարվածության տակ հուսալիությունը պահանջում է որակյալ մասեր, որոնք չեն խափանվի սահմանային հզորությամբ: Փականի լողացող լինելը, երբ փականները բարձր պտույտների ժամանակ ճիշտ չեն հետևում լիսեռի պրոֆիլին, հստակ նշան է, որ ներկայիս բաղադրիչները չեն կարող համապատասխանել ձեր շարժիչի պահանջներին:

Ճիշտ բաղադրիչների ընտրություն

TOPU-ն տրամադրում է տեխնիկական աջակցություն՝ օգնելու ձեզ ընտրել ձեր հավաքման համար համապատասխան բաղադրիչներ: Ճշգրիտ առաջարկություններ ստանալու համար դուք պետք է տրամադրեք տեղեկություններ ձեր շարժիչի մոդելի և կոդի, ընթացիկ և նպատակային ծավալի, նախատեսված առավելագույն պտույտների, շարժիչի բնական ասպիրացիայի, թե հարկադիր ինդուկցիայի, և ձեր կիրառման մասին՝ լինի դա փողոցային վարում, մրցուղու օգտագործում, թե մրցակցություն:

Այս տեղեկատվության միջոցով TOPU ինժեներները կարող են խորհուրդ տալ ձեր կոնկրետ կարիքներին համապատասխանող փականների ճիշտ չափսերն ու նյութերը, ձեր զսպանակների ճնշմանը և բաշխիչ լիսեռի պրոֆիլին համապատասխանող համապատասխան թեքիչների տեխնիկական բնութագրերը, փականների պտույտների ամբողջ տիրույթում կառավարելու համար անհրաժեշտ զսպանակների պահանջները, ինչպես նաև փականների համակարգի համակարգը պատշաճ կերպով լրացնելու համար անհրաժեշտ ցանկացած լրացուցիչ բաղադրիչ։

Եզրակացություն

Շարժիչի ծավալի հաշվարկը պարզ է, բայց հուսալի, բարձր արդյունավետությամբ շարժիչ կառուցելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ, թե ինչպես են բոլոր բաղադրիչները միասին աշխատում: Երբ դուք մեծացնում եք ծավալը, ձեր փականային համակարգը պետք է համապատասխանի օդային հոսքի պահանջարկի և ջերմային բեռների աճին:

Սկզբից որակյալ բաղադրիչների օգտագործումը՝ համապատասխան նյութերից պատրաստված համապատասխան չափերի փականներ, ճշգրիտ լծակներ և համապատասխանեցված փականային համակարգի մասեր, ապահովում է, որ ձեր աշխատանքային ծավալի աճը հանգեցնի իրական արտադրողականության աճի, այլ ոչ թե պարզապես թղթի վրա գրված ավելի մեծ թվերի։

Օգտագործեք հաշվիչը՝ ձեր շարժիչի աշխատանքային ծավալը որոշելու համար, այնուհետև կապվեք TOPU-ի հետ՝ ձեր հավաքածուին հատուկ բաղադրիչների վերաբերյալ առաջարկություններ ստանալու համար։