Конструкция поршня долгое время была предметом спора среди горячих людей, и на то есть веские причины. Поршневые головки могут варьироваться от идеально плоских вершин до выпуклых поршней с углублением в середине и их полярно-противоположными куполообразными эквивалентами; у каждой конструкции есть свои плюсы и минусы, которые сильно зависят от других факторов, таких как конструкция головки цилиндров. Делая несколько основных выводов, основанных на том, что известно о перемещении пламени и весе компонентов, можно указать правильное направление.
Содержание
Flame Travel
Путешествие на пламени является одним из наиболее важных факторов, поэтому лучше начать здесь. Бензин не взрывается в ваших цилиндрах; он горит в постоянно расширяющемся пузыре, называемом фронтом пламени. Предполагая, что двигатель имеет некоторый вихревой эффект в цилиндре, как это делают большинство, пламя фактически движется в чем-то вроде движущегося вниз вихря. Поршень с плоским верхом позволяет фронту пламени равномерно распределяться вдоль головки поршня, тогда как установка купола поверх поршня прерывает даже движение фронта пламени. Таким образом, при прочих равных условиях сам купол почти гарантированно будет стоить вам энергии только потому, что смесь не горит так равномерно или так быстро, как могла бы. В этом случае преимущество переднего хода пламени заключается в поршне с плоским верхом.
Выражение силы
Горящие газы в камере сгорания вашего двигателя перемещают поршень, увеличивая давление в цилиндре, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм. Допустим, у вас есть поршень с плоским верхом диаметром 4 дюйма; небольшая математика говорит нам, что у него есть площадь поверхности 12,56 дюймов. Если ваше событие сгорания дает вам 200 фунтов давления на квадратный дюйм, вы получите 2,512 фунтов силы, толкающей поршень. Теперь положите сверху треугольный купол. Стороны треугольника должны проходить немного дальше, чтобы охватить диаметр поршня 4 дюйма, потому что они поднимаются под углом, что приводит к увеличению площади поверхности. Итак, если у вас есть купол, который увеличивает площадь поверхности поршня на дополнительные 1,0 дюйма, давление на поршень увеличивается на дополнительные 200 фунтов на квадратный дюйм. По этой причине куполообразные поршни имеют преимущество в выражении мощности.
Вес и об/мин
Вес является основным фактором в конструкции поршня, прежде всего потому, что он определяет, насколько высоко двигатель может развить скорость перед тем, как щелкнуть шатун поршня. При высоких оборотах поршни испытывают силы ускорения, измеряемые тысячами грамм. При более низких оборотах поршень может испытывать только около 400 г ускорения и замедления. Другими словами, поршень прилагает к поршню в 400 раз больше силы, чем весит. При 10000 об/мин поршень может видеть до 9000 или 10000 г. При такой скорости средний поршень с плоской вершиной, весящий умеренные 500 г – или 1,1 фунта – будет прикладывать к штоку около 11 000 фунтов силы. Добавление 0,22 фунта. алюминиевый купол эффективно добавляет 2200 фунтов нагрузки на стержень. Дополнительный вес может вызвать защелкивание шатуна и саморазрушение двигателя при высоких оборотах. Опять же, преимущество в весе и оборотах идет с поршнем с плоским верхом.
ускорение
Преимущества ускорения между типами поршней могут быть своего рода промывкой и в значительной степени зависеть от двигателя. Избыточная масса означает больший вес для ускорения и замедления, и, как мы уже видели, эти силы ускорения могут быть довольно значительными. Тяжелые поршни замедляют ускорение двигателя, что мало влияет на производительность, но, что более важно, они замедляют замедление. Двигателю, который медленно замедляется, требуется больше времени для снижения оборотов между переключениями передач, и это замедляет переключение. Хотя это может звучать несколько придирчиво, вес поршня может иметь значение для медленных, жестких переключений и четких быстрых переключений. Однако из-за увеличенной площади поверхности куполообразного поршня и превосходного выражения мощности вы вряд ли потеряете мощность из-за ускорения. В конце концов, мощность, теряемая при ускорении, примерно одинакова для двух типов поршней, но преимущество в характеристиках замедления и переключения двигателя заключается в поршне с плоским верхом.
Вердикт
Считайте куполообразные поршни предметом последней инстанции, который следует использовать, только если у вас огромная камера сгорания и вам крайне необходим купол, чтобы увеличить сжатие до приемлемого уровня. В то время как куполообразные поршни действительно дают несколько преимуществ с точки зрения выражения мощности благодаря увеличенной площади поверхности, поршни с тарелкой могут делать то же самое с гораздо меньшим весом. О единственных двигателях, которые действительно нуждаются в поршневых поршнях, являются те, которые используют полусферические камеры сгорания; в этом случае крыша камеры настолько высока и достигает пика, что вы почти не сможете поддерживать приличную степень сжатия без купольной головки поршня. В противном случае, вам лучше запустить камеру сгорания меньшего размера и переместить событие сгорания вниз в поршень с тарелкой. Но это связано с небольшим снижением веса по сравнению с поршнем с плоским верхом, поэтому поршень в сборе больше подходит для двигателей большого объема с низкими оборотами.Все это делает поршень с плоским верхом предпочтительным для большинства двигателей, особенно тех, которые не используют полусферические камеры сгорания.
Написать комментарий