При определении меры угла в уравнении работы важно понимать, что угол имеет точное определение — это угол между силой и вектором смещения.Обязательно избегайте бездумного использования в уравнении любого олеугольного угла . Обычная физическая лаборатория включает приложение силы, чтобы переместить тележку по пандусу к вершине стула или ящика. К тележке прилагается усилие , чтобы сместить ее на вверх по склону с постоянной скоростью. Обычно используются несколько углов наклона; тем не менее, сила всегда применяется параллельно уклону. Перемещение тележки также параллельно уклону. Поскольку F и d находятся в одном направлении, угол theta в уравнении работы равен 0 градусов.Тем не менее, большинство студентов испытали сильное искушение измерить угол наклона и использовать его в уравнении. Не забывайте: угол в уравнении не равен , любой угол равен . Он определяется как угол между силой и вектором смещения.

Иногда на движущийся объект действует сила, препятствующая перемещению.Примеры могут включать в себя автомобиль, заносящий до остановки на проезжей части, или бегущий по бейсболу, который останавливается по грязи на приусадебном участке. В таких случаях сила действует в направлении, противоположном движению объектов, чтобы замедлить его. Сила не вызывает смещения, а скорее препятствует . Эти ситуации включают то, что обычно называют отрицательной работой . отрицательный отрицательной работы относится к числовому значению, которое получается, когда значения F, d и тета подставляются в уравнение работы.Поскольку вектор силы прямо противоположен вектору смещения, тета составляет 180 градусов. Косинус (180 градусов) равен -1, поэтому количество работы, проделанной с объектом, будет отрицательным. Негативная работа станет важной (и более значимой) в Уроке 2, когда мы начнем обсуждать взаимосвязь между работой и энергией.

Каждый раз, когда в физику вводится новая величина, обсуждаются стандартные метрические единицы, связанные с этой величиной.В случае работы (а также энергии) стандартной метрической единицей является Джоуль (сокращенно Дж ). Один Джоуль эквивалентен одному Ньютону силы, вызывающей смещение на один метр. Другими словами,

Фактически, любая единица силы, умноженная на любую единицу смещения, эквивалентна единице работы.Ниже показаны некоторые нестандартные агрегаты для работы. Обратите внимание, что при анализе каждый набор единиц эквивалентен единице силы, умноженной на единицу смещения.

Таким образом, работа выполняется, когда на объект действует сила, вызывающая смещение.Чтобы рассчитать объем работы, необходимо знать три величины. Эти три величины — сила, смещение и угол между силой и смещением.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Суперпозиция волн

Дэниел А. Рассел , аспирантура по акустике, Государственный университет Пенсильвании

Эта работа Дэна Рассела находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Международная лицензия.
На основе работы на http://www.acs.psu.edu/drussell/demos.html. Дополнительная информация об использовании этого содержимого доступна по адресу http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/copyright.html.

Содержание этой страницы было первоначально опубликовано 25 июля 1996 г. . HTML-код был изменен для соответствия HTML5 27 января 2014 г.

Принцип суперпозиции может применяться к волнам, когда две (или более) волны проходят через одну и ту же среду одновременно.Волны проходят сквозь друг друга, не беспокоясь. Чистое смещение среды в любой точке пространства или времени — это просто сумма смещений отдельных волн. Это верно для волн конечной длины (волновые импульсы) или непрерывных синусоидальных волн.

Наложение двух импульсов волны противоположного направления

Анимация слева показывает, что два гауссовых волновых импульса распространяются в одной и той же среде, но в противоположных направлениях. Две волны проходят друг через друга без помех, и чистое смещение является суммой двух отдельных смещений.

Следует также отметить, что эта среда является недисперсной (все частоты распространяются с одинаковой скоростью), поскольку импульсы гауссовой волны не меняют свою форму при распространении. Если бы среда была дисперсной, то волны меняли бы свою форму.

Солитоны — это примеры нелинейных волн, которые не подчиняются принципу суперпозиции при взаимодействии друг с другом.

Конструктивное и деструктивное вмешательство

Две волны (с одинаковой амплитудой, частотой и длиной волны) распространяются в одном направлении. o \)), они интерферируют деструктивно и нейтрализуют друг друга.

Анимация слева показывает, как две синусоидальные волны с одинаковой амплитудой и частотой могут складываться либо деструктивно, либо конструктивно в зависимости от их относительной фазы. (ПРИМЕЧАНИЕ: эта анимация не изображает распространение реальных волн в среде — она ​​служит только для иллюстрации эффекта изменения фазового сдвига между двумя волнами и результирующей конструктивной или деструктивной интерференции). Разность фаз между двумя волнами увеличивается со временем, так что можно увидеть эффекты как конструктивной, так и деструктивной интерференции.Когда две отдельные волны точно совпадают по фазе, в результате получается большая амплитуда. Когда две серые волны становятся точно не в фазе, суммарная волна равна нулю.

Две синусоидальные волны, распространяющиеся в противоположных направлениях, создают стоячую волну

Бегущая волна перемещается с одного места на другое, тогда как стоячая волна , кажется, стоит на месте, вибрируя на месте. В этой анимации две волны (с одинаковой амплитудой, частотой и длиной волны) движутся в противоположных направлениях.Используя принцип суперпозиции, результирующую амплитуду волны можно записать как:

Эта волна больше не является бегущей волной, потому что зависимости положения и времени были разделены. Амплитуда волны как функция положения равна \ (2y_m \ sin (kx) \). Эта амплитуда не перемещается, а остается неподвижной и колеблется вверх и вниз согласно \ (\ cos (\ omega t) \). Для стоячих волн характерны места с максимальным смещением ( пучностей, ) и места с нулевым смещением ( узлов, ).

Фильм слева показывает, как стоячая волна может быть создана из двух бегущих волн. Если две синусоидальные волны, имеющие одинаковую частоту (и длину волны) и одинаковую амплитуду, распространяются в противоположных направлениях в одной и той же среде, то при использовании суперпозиции чистое смещение среды является суммой двух волн. Как показано в фильме, когда две волны сдвинуты по фазе на 180 °, они нейтрализуются, а когда они точно синфазны друг с другом, они складываются.Когда две волны проходят друг через друга, конечный результат меняется от нуля до некоторой максимальной амплитуды. Однако этот паттерн просто колеблется; она не перемещается ни вправо, ни влево, поэтому ее называют «стоячей волной ».

Я поставил на веревке две точки: одну в пучности, а другую в узле. Что есть что?

Посмотрите мою связанную анимацию, чтобы увидеть, как в среде могут возникать стоячие волны из-за отражения волны от границы.

Две синусоидальные волны с разными частотами: удары

Две волны одинаковой амплитуды движутся в одном направлении. Две волны имеют разные частоты и длины волн, но обе движутся с одинаковой скоростью волны. Используя принцип суперпозиции, результирующее смещение частицы можно записать как:

Это результирующее движение частицы является продуктом двух бегущих волн .Одна часть представляет собой синусоидальную волну, которая колеблется со средней частотой f = ½ ( f ₁ + f ₂ ). Это частота, которую воспринимает слушатель. Другая часть представляет собой косинусоидальную волну, которая колеблется с разностной частотой f = ½ ( f ₁ — f ₂ ). Этот термин контролирует амплитуду «огибающей» волны и вызывает восприятие «биений». Частота биений на самом деле в два раза больше разностной частоты, f _биений = ( f ₁ — f ₂ ).

На анимации слева направо движутся две волны с немного разными частотами. Поскольку две волны движутся в одной среде, они движутся с одинаковой скоростью. Результирующая суммарная волна суперпозиции распространяется в том же направлении и с той же скоростью, что и две составляющие волны, но ее локальная амплитуда зависит от того, имеют ли две отдельные волны одинаковую или противоположную фазу. Волна «биений» колеблется со средней частотой, и ее амплитудная огибающая изменяется в соответствии с разностной частотой.

% PDF-1.6 % 4 0 obj > эндобдж xref 4 72 0000000016 00000 н. 0000001996 00000 н. 0000002056 00000 н. 0000002231 00000 н. 0000002411 00000 н. 0000003235 00000 н. 0000004062 00000 н. 0000004913 00000 н. 0000005637 00000 н. 0000006682 00000 н. 0000007768 00000 н. 0000008815 00000 н. 0000009863 00000 н. 0000010007 00000 п. 0000010153 00000 п. 0000010297 00000 п. 0000010440 00000 п. 0000010586 00000 п. 0000010731 00000 п. 0000010876 00000 п. 0000011020 00000 н. 0000011162 00000 п. 0000011306 00000 п. 0000011453 00000 п. 0000011599 00000 п. 0000026902 00000 п. 0000027371 00000 п. 0000027788 00000 н. 0000028328 00000 п. 0000037637 00000 п. 0000037946 00000 п. 0000038214 00000 п. 0000038691 00000 п. 0000042441 00000 п. 0000042674 00000 п. 0000042864 00000 н. 0000043068 00000 п. 0000045437 00000 п. 0000045638 00000 п. 0000045676 00000 п. 0000045772 00000 п. 0000055831 00000 п. 0000056152 00000 п. 0000056474 00000 п. 0000057032 00000 п. 0000064020 00000 п. 0000064274 00000 н. 0000064561 00000 п. 0000064983 00000 п. 0000069240 00000 п. 0000069461 00000 п. 0000069716 00000 п. 0000069992 00000 н. 0000071721 00000 п. 0000071948 00000 п. 0000072026 00000 п. 0000072142 00000 п. 0000073361 00000 п. 0000073551 00000 п. 0000073573 00000 п. 0000073639 00000 п. 0000075888 00000 п. 0000076119 00000 п. 0000076181 00000 п. 0000076309 00000 п. 0000078203 00000 п. 0000078394 00000 п. 0000078416 00000 п. 0000078505 00000 п. 0000080400 00000 п. 0000080589 00000 п. 0000001736 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 75 0 объект > поток xb`pe«ga«`4̀ X @ IB1S ͪ

?! P}

rU_ϽqϦ) xPLLlfp`YyQeb ن, *, J3 / YV0009pa ++ n2 թ Q O

Шкивы

Шкив — это устройство, которое может увеличивать величину усилия.

Без шкива

Без шкива — сила усилия аналогична нагрузке — в противоположном направлении.

S = F (1)

где

S = усилие (Н, фунт)

F = нагрузка (Н, фунт)

Одиночный шкив

Фиксированный шкив

С одним фиксированным шкивом усилие на равно (или больше из-за потери эффективности) нагрузке.

S = F (2)

Преимущество одиночного фиксированного шкива состоит в том, что направление силы изменяется — можно тянуть вниз, а не поднимать вверх.

Подвижный шкив

С одним подвижным шкивом усилие составляет половину (или больше из-за потери эффективности) нагрузки.

S = 1/2 F (3)

Комбинированные шкивы

С комбинированным подвижным шкивом, как указано выше, сила усилия составляет половину (или более из-за потери эффективности) нагрузки.

S = 1/2 F (4)

С двумя шкивами и тросами, как указано выше, сила усилия составляет 1/3 (или больше из-за эффективности) нагрузки.

S = 1/3 F (5)

Общее уравнение для блоков и захватов

Общее уравнение силы усилия для блока или снасти, поднимающего или тянущего груз, может быть выражено как

S = F / (мкН)

= (мг) / (мкН) (6)

где

S = усилие (Н, фунт)

F = нагрузка ( часто вес) (Н, фунт)

m = масса (кг, пули ) (при подъеме груза)

g = постоянная гравитации (9.81 м / с ² , 32,17405 фут / с ² ) (при подъеме груза)

μ = механический КПД системы (равен единице для идеальной системы без трения, a доля меньше единицы для реальных систем с потерями энергии из-за трения)

n = количество канатов между наборами шкивов

Блок, захват или шкив Калькулятор

Калькулятор ниже можно использовать для расчета усилия усилие в конструкции блока, захвата или шкива.Калькулятор можно использовать для метрических и британских единиц измерения, если они используются последовательно.

F — нагрузка (Н, кг, фунт)

μ — механический КПД системы

n — количество канатов между наборами шкивов

Обратите внимание, что кг — это единицы СИ для массы — подробнее о массе и весе!

Пример — шкив и усилие усилия

Сила усилия для шкива с 4 канатами , потери на трение μ = 0.8, и нагрузка 100 кг можно рассчитать как

S = (100 кг) (9,81 м / с ² ) / ((0,8) (4))

= 307 N

Полное руководство по объему двигателя

Объем двигателя — это наиболее распространенный математический расчет. Рабочий объем — это размер или объемная мощность двигателя, выраженная в кубических дюймах, кубических сантиметрах или литрах. Здесь, в Америке, мы обычно работаем в кубических дюймах, в то время как остальной мир использует метрическую систему.Я расскажу о соответствующих преобразованиях позже в этой главе. Смещение определяется путем расчета диаметра отверстия и длины хода, умноженного на количество цилиндров. Результатом является фактический рабочий объем каждого цилиндра и общий рабочий объем двигателя, предполагающий 100-процентный объемный КПД. Обратите внимание, что фактический рабочий объем не является общим объемом каждого цилиндра, поскольку он не включает объем пространства сгорания над поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ).Эти отдельные объемы позволяют рассчитать степень сжатия двигателя (описана в главе 3.)

Этот технический совет взят из полной книги PERFORMANCE AUTOMOTIVE ENGINE MATH. Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https: // musclecardiy.com / Performance / Complete-Guide-Engine Displacement /

Как этот малоблочный корпус World Products Hardcore 454 Chevy втиснул весь этот объем цилиндра в ту же базовую блочную архитектуру, что и Chevy 283? Диаметр отверстия составляет 4,250 дюйма, а ход — 4,00 дюйма. Делай математику.

Диаметр цилиндра — это главный компонент формулы рабочего объема двигателя. Без удобного сравнения любое отверстие цилиндра кажется на первый взгляд значительным, но даже небольшие изменения диаметра относительно фиксированной длины хода приводят к увеличению рабочего объема двигателя.Размер диаметра цилиндра является серьезной проблемой для любой конструкции двигателя для соревнований, потому что он определяет размер клапана и, в конечном итоге, способность двигателя дышать. Многие производители двигателей считают, что выигрыш от дыхания от большего диаметра отверстия перевешивает любые потери на трение, которые могут возникнуть от более крупных поршней с большей поверхностью юбки и потенциально увеличенным сопротивлением кольца. Большее отверстие также обеспечивает большую площадь поршня, против которой может работать давление сгорания, но также создает большее расстояние для движения фронта пламени и большую площадь поверхности для охлаждения пламени.

Диаметр цилиндров измеряется с помощью стрелочного индикатора для достижения максимальной точности. Измерения производятся в верхней, центральной и нижней частях хода поршня и в двух разных направлениях: спереди назад и из стороны в сторону.

Street — это одно, но некоторые гоночные серии фактически ограничивают размер и расстояние между отверстиями. Как правило, это меры затрат, предназначенные для сокращения использования более дорогих блоков цилиндров с измененным расстоянием между отверстиями, что позволяет использовать отверстия большего размера при сохранении желаемой толщины и устойчивости стенок цилиндра.Двигатели Sprint Cup — хороший тому пример. Рабочий объем ограничен 358 кубическими дюймами при максимальном внутреннем диаметре 4,185 дюйма. Чашечные двигатели ранее работали с расстоянием между отверстиями 4 400 дюймов, но NASCAR разрешил увеличить расстояние между отверстиями до 4,5 дюймов, чтобы приспособить их к отверстиям большего диаметра, большим клапанам и измененной геометрии клапана — и все это в попытке уравнять правила игры среди конкурентов различных брендов. Если диаметр цилиндра не указан, вы должны выбрать размер отверстия, который наилучшим образом подходит для вашего конкретного применения в соответствии с требованиями к потоку воздуха и камере сгорания, степенью сжатия, ходом пламени и другими факторами, включая длину хода, которая также соответствует вашим эксплуатационным требованиям. .

Точные измерения диаметра отверстия производятся с помощью индикатора внутреннего диаметра. Циферблатные калибры обычно показывают точность до ± 0,0005 дюйма, а многие — с точностью до ± 0,0002 дюйма. Для любого машиниста нет ничего плохого в том, что заказчик проверяет свою работу, но важно понимать, что ваши инструменты могут показывать разные показания. Это может быть нормально, если ваши измерения находятся в пределах допустимого отклонения. Лучший способ обеспечить точность любого измерения диаметра отверстия — это настроить инструмент в соответствии с известным стандартом перед выполнением измерений отверстия.Если у вас есть любимый машинист, вы также можете взять некоторые из ваших инструментов в его мастерскую и сравнить измерения образцов с его инструментами.

Длина хода является попутным фактором в формуле смещения цилиндра. Добавление длины хода увеличивает смещение по сравнению с фиксированным размером отверстия. Строкинг, ранний трюк с хот-родом, нашел особую популярность во многих поздних моделях двигателей, стремящихся максимизировать рабочий объем двигателя. За исключением высокопроизводительных приложений, длина хода обычно остается фиксированной на заводской длине, поскольку гораздо проще и практичнее увеличить рабочий объем за счет увеличения диаметра отверстия.А в случае типичного ремонта двигателя первоочередной задачей является восстановление уплотнения цилиндра с помощью новых поршней и колец увеличенного размера. Все, что требуется — это простая работа по растачиванию и заточке. Увеличение хода часто требует модификации блока для обеспечения зазора для штоков и болтов штоков, а также требует приобретения новых поршней с соответствующим расположением штифта, чтобы приспособиться к новой длине хода. В любом случае формулой смещения можно манипулировать для расчета смещения или для нахождения требуемого отверстия или хода, когда желаемое смещение и один из размеров известны.

Чтобы рассчитать рабочий объем двигателя, вы должны сначала найти рабочий объем отдельного цилиндра на основе размеров диаметра цилиндра и хода. Отверстие — это диаметр цилиндра, а ход — это расстояние, которое поршень проходит вверх и вниз в цилиндре. (Ход фактически является функцией длины хода коленчатого вала, но обычно на него указывает ход верхней части поршня.)

Практически в каждом случае вы уже будете знать размер двигателя, диаметр цилиндра и ход поршня, но точный расчет рабочего объема двигателя позволяет вам определить величину «округления», которую завод применил к заявленному рабочему объему.Иногда они округляются; иногда округляют в меньшую сторону. На практике более полезной причиной является возможность провести мозговой штурм по различным конфигурациям двигателя для соответствия конкретному гоночному классу, который определяет предел рабочего объема, или рассчитать эффект смещения от перетягивания при восстановлении двигателя.

Многие гоночные машины считают выгодным использование максимально возможного диаметра отверстия для увеличения площади поверхности поршня и снятия кожуха с клапанов для обеспечения более эффективного дыхания. Например, 4.Диаметр 125-дюймового отверстия обычно способствует лучшему дыханию, чем канал диаметром 4,00 дюйма, поскольку он обеспечивает более эффективный путь потока для всасываемого заряда. Если вы ограничены смещением, вы можете использовать вариант формулы смещения для расчета соответствующего хода, необходимого для вашего выбора отверстия, или наоборот. Подробнее об этом позже.

Чтобы найти общий рабочий объем, сначала вычислите объем одного цилиндра, а затем умножьте результат на количество цилиндров в двигателе.Формула объема цилиндра требует использования числа пи, математической константы (см. Врезку «Как работает формула смещения» на стр. 15), которая позволяет вычислить площадь (или разность объемов) между квадратом (или прямоугольником). ) и круг (или цилиндр). Деление числа Пи на 4 дает вам еще одну константу для завершения основной формулы смещения следующим образом:

Большой блок Merlin 572 ci использует уникальную комбинацию диаметра ствола и хода для достижения большого рабочего объема.В данном случае мы имеем дело с квадратным двигателем с диаметром цилиндра 4,500 дюйма, ходом поршня 4,500 дюйма и мощностью 735 л.с. Другая версия добавляет на 1/4 дюйма больший ход для достижения 632 кубических сантиметров и 800 л.с. на бензине. (Предоставлено компанией World Products)

Pi (π) = 3,1415927
Объем цилиндра = pi ÷ 4 x отверстие2 x ход
Pi ÷ 4 = 0,7853982 (обычно округляется до 0,7854)

Следовательно, 0,7854 становится константой, которая помогает нам рассчитать объем цилиндра.
Формула рабочего объема: Диаметр цилиндра 2 x ход поршня 0,7854 x количество цилиндров

Давайте рассмотрим пример: если двигатель Chevy 327 имеет опубликованный диаметр цилиндра 4.00 дюймов и ход 3,25 дюйма, расчет выглядит следующим образом:
4,002 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 326,726 ci

Хотя это случается нечасто, иногда вы обнаруживаете, что размеры двигателя указаны с дробной частью. В случае с нашим примером Chevy, он часто упоминается как имеющий рычаг или кривошип размером три с четвертью дюйма (31⁄4). Поскольку математика движка работает в десятичной системе счисления, вам необходимо преобразовать эту дробь в десятичную. В следующей таблице показаны наиболее распространенные примеры.

1/32.. . . . . . . . . . .0.031
1/16. . . . . . . . . . . .0.0625
1/8. . . . . . . . . . . . .0,125
1/4. . . . . . . . . . . . .0.250
3/8. . . . . . . . . . . . .0,375
1/2. . . . . . . . . . . . .0.500
5/8. . . . . . . . . . . . .0,625
3/4. . . . . . . . . . . . .0,750
7/8. . . . . . . . . . . . .0,875
1. . . . . . . . . . . . . . .1,000

Для нашего 327 Chevy с кривошипом 31⁄4 дюйма мы отметим, что 1/4 дюйма равняется 0,25 дюйма, поэтому ход в десятичной системе счисления равен 3.25 дюймов; отсюда следующий расчет:

4,002 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 326,726 ci

В данном случае Chevrolet округляет до 327 ci, потому что десятичная дробь больше 326,5 или ближе к 327, чем 326. Производители не всегда следуют этой практике. Иногда они округляются в обратном направлении, даже если десятичная дробь этого не требует. Это часто делается, чтобы различать семейства двигателей или более новые модели.

Предположим, мы решили отремонтировать наш 327 Chevy.Осмотр показывает чрезмерный износ цилиндра и заметный выступ в верхней части каждого отверстия над областью хода поршневого кольца. Мы решили установить новые поршни, размер которых больше 0,030 дюйма. Какой будет рабочий объем нашего недавно отремонтированного 327-кубового двигателя? Это легко вычислить, подставив новое значение диаметра (переменную) в стандартную формулу смещения:
4,0302 x 3,25 x 0,7854 x 8 = 331,645 ci

В то время как это обычно округляется до 332 ci, по неизвестной причине это конкретное отверстие обычно называют 331 на малом блоке Chevy.Как ни странно, замена 0,060-дюймового овального отверстия дает 336,601 Ки, что обычно называют цифрой 337. Го.

Следующие две формулы наиболее полезны для мозгового штурма комбинаций двигателей, у которых есть предел рабочего объема. Почему это важно? Чаще всего он позволяет рассчитать длину хода, соответствующую желаемому размеру отверстия для фиксированного рабочего объема, установленного органом, санкционирующим гонки. Это очень важно для поддержания объема вашего двигателя в пределах максимально допустимого рабочего объема.

Этот полностью алюминиевый малый блок Warhawk на базе LS7 максимально использует преимущества более высокой деки двигателя Gen III на 0,780 дюйма (9,800 дюймов), чтобы набить ход 4,5 дюйма в блок цилиндров диаметром 4,125 дюйма, чтобы получить 481 дюйм в пределах позднего модель мелкоблочной архитектуры. (Предоставлено компанией World Products)

Например, NHRA всегда округляет в большую сторону до следующего наибольшего числа, поэтому любое значение, превышающее заявленный объем двигателя, сделает ваш двигатель незаконным. В Бонневилле SCTA публикует диапазон рабочего объема двигателя, который опытные гонщики доводят до предела в каждом классе.Например, двигатель C-класса может иметь диапазон от 306,00 до 372,99 ci. Они не будут округляться до следующего дюйма, но ваш расчет не должен превышать 372,99 ни при каких условиях. Большинство людей стреляют примерно на 1 Ки меньше, просто чтобы обеспечить запас прочности. Итак, если вы строите двигатель Bonneville C-класса с мелкоблочным Chevy и чувствуете, что канал диаметром 4,125 дюйма будет дышать лучше, чем канал диаметром 4,00 дюйма, какая длина хода вам понадобится, чтобы соответствовать пределу в 372,99 ci?

Длина хода при известном внутреннем диаметре

Если вы знаете размер отверстия и окончательное смещение, вы можете использовать их для расчета длины хода.Это полезно для мозгового штурма комбинаций отверстий и ударов, когда вы хотите изучить различные возможности для достижения желаемого смещения.

Ход = рабочий объем ÷ (отверстие 2 x 0,7854 x количество цилиндров)
Ход = 372,99 ÷ (4,1252 x 0,7854 x 8) = 3,4887 дюйма

Это говорит вам о том, что вы можете использовать стандартный размер отверстия Chevy 400 куб. Ход 350 Chevy равен 3.48 дюймов, что составляет 372,055 Ки; немного близко по комфорту, но возможно, если аккуратно выдерживать размеры. Это позволит контролировать ваши расходы на коленчатый вал, используя стандартный размер кривошипа.

Допустим, вы хотите еще больше увеличить площадь дыхания двигателя и площадь поршня, увеличив диаметр отверстия до 4,155 дюйма.

Ход = 372,99 ÷ (4,1552 x 0,7854 x 8) = 3,4385 дюйма

Это необычный размер кривошипа, требующий специальной шлифовки. Конечно, кривошипно-шлифовальный станок может это сделать, но вы должны взвесить потенциальное преимущество воздушного потока по сравнению со стоимостью шлифования кривошипа плюс расходы на покупку поршней с высотой отверстия под палец, которая соответствует нечетному ходу и желаемой длине штока.В некоторых случаях производители двигателей используют тот же расчет, чтобы увидеть, насколько они могут сократить ход поршня, чтобы получить больше потенциальных оборотов при меньшей скорости поршня. В любом случае формула поиска инсульта позволяет вам провести мозговой штурм на бумаге, прежде чем вы откладываете холодные деньги на запчасти.

Диаметр отверстия при известном ходе

Иногда вы имеете в виду конкретный ход и хотите рассчитать размер отверстия, соответствующий заданному смещению. Недавно у меня была возможность провести мозговой штурм по поводу некоторых комбинаций Chevy V-8 с малым рабочим объемом, у которых был предел в 260 кубических дюймов.99. Моя первая мысль заключалась в том, чтобы использовать блок с малым рабочим объемом от 283 или 305. Я знал длину хода для них обоих, но не мог вспомнить диаметр отверстия 305-го, и у меня не было под рукой Справка. К счастью, я смог рассчитать его, используя формулу для определения неизвестного диаметра отверстия, когда известен ход.

Измерение отрицательной деки, когда верхняя часть поршня находится над поверхностью деки блока в ВМТ, не изменяет смещения, поскольку расчет по-прежнему основан на размерах отверстия и хода.Это влияет на расчеты степени сжатия (как описано в главе 3).

Для работы с формулой сначала выполните вычисления внутри символа квадратного корня, затем введите результат в калькулятор и нажмите клавишу квадратного корня, чтобы получить ответ.

Диаметр цилиндра = √ [рабочий объем ÷ (0,7854 x ход x количество цилиндров)] В случае 305 Chevy, ход составляет 3,48 дюйма, то же самое, что и у 350. Подставляя известные переменные, вы вычисляете неизвестный размер отверстия следующим образом.

Диаметр отверстия = √ [305 ÷ (0.7854 x 3,48 x 8)] = диаметр отверстия 3,734 дюйма
Последовательность вычислений:
305 ÷ (0,7854 x 3,48 x 8) = √13,948 = 3,734
Затем я смог использовать этот размер для расчета хода, который дал бы 260,99 ci. Для этого я вернулся к формуле обнаружения инсульта.

Ход = рабочий объем ÷ (0,7854 x диаметр отверстия2 x количество цилиндров)
Ход = 260,99 ÷ (0,7854 x 3,7342 x 8) = 2,979 дюйма

Ни одно из измерений не подходит. Отверстие слишком маленькое, чтобы хорошо дышать, а ход — нечетное число, которое придется специально отшлифовать.После дальнейшего рассмотрения логичным выбором будет блок с внутренним диаметром 4,00 дюйма, который легко доступен. Он обеспечивает наилучшее дыхание, а с указанным пределом рабочего объема нет никакого способа довести кривошип до требуемого размера хода. Используя размер отверстия 4,00 дюйма, требуемый ход рассчитывается следующим образом.
Ход = 260,99 ÷ (0,7854 x 4,002 x 8) = 2,596 дюйма

Интересно то, что возникает соблазн округлить ход до 2,600 дюйма. Давайте посмотрим, что произойдет, если мы включим это в формулу смещения.

Рабочий объем = 4,002 x 2,600 x 0,7854 x 8 = 261,38 кубических дюймов

Угу! Разорился из-за негабаритного двигателя.

Давайте попробуем вычислить точное значение хода, которое мы вычислили ранее.

Смещение = 4,002 x 2,596 x 0,7854 x 8 = 260,978 куб. Более удобным выбором было бы укоротить ход до 2,585, что дает запас прочности примерно 1 Ки.

Смещение = 4.002 x 2,585 x 0,7854 x 8 = 259,87 ci

В этом упражнении вы увидите, как можно использовать формулу смещения, формулу отверстия и формулу хода для моделирования теоретических комбинаций, отвечающих вашим требованиям. Как только вы выберете комбинацию диаметра и хода, которая соответствует вашему пределу рабочего объема с наилучшими возможными характеристиками дыхания, площади поршня и числа оборотов в минуту, вы можете перейти к выбору наилучшей длины шатуна и высоты поршневого пальца. С помощью этих удобных формул все происходит на вашем калькуляторе и на бумаге, прежде чем вы потратите ни копейки на детали.А если вы введете переменные в компьютерную электронную таблицу (обсуждается в главе 13), вы можете сохранить и распечатать все свои теоретические комбинации для быстрого просмотра, когда захотите.

Еще одна вещь, которую следует учитывать во время сеансов мозгового штурма, — это соотношение диаметр цилиндра / ход и соотношение стержень / ход. Эти соотношения говорят вам о нескольких важных вещах. Если двигатель имеет одинаковые размеры цилиндра и хода, он считается квадратным.Если диаметр цилиндра больше, чем ход поршня, двигатель имеет более квадратную форму. Двигатель с квадратным сечением будет иметь длину хода больше, чем размер его внутреннего диаметра. Часто считается, что низкоскоростные двигатели с квадратным сечением обеспечивают больший крутящий момент, но на практике разница минимальна и не может сравниться с превосходным дыханием двигателя с квадратным квадратом. Хотя отверстие большего диаметра может иметь несколько более высокие фрикционные свойства, оно более чем преодолевает разницу с улучшенным дыханием, обеспечиваемым большим размером отверстия, которое позволяет более крупным клапанам и более эффективному входу воздушного / топливного заряда в цилиндры.Отношение диаметра отверстия к ходу — это просто размер отверстия, деленный на ход.

Соотношение B / S = диаметр цилиндра ÷ ход
Например, двигатель Chevy 350 имеет стандартное соотношение цилиндр / ход поршня 1,15: 1,
B / S = 4,00 ÷ 3,48 = 1,15: 1

Любое число больше 1,0: 1 является квадратом. Большее отверстие позволяет использовать клапаны большего размера. Рассмотрим следующие примеры, основанные на трех разных маленьких блоках Chevy:

Рабочий объем 283 куб. Дюйм 350 куб. Дюйм 400 куб. Дюйм

Диаметр отверстия 3.875 4.000 4.125

Ход 3.000 3,480 3,750

Соотношение B / S 1,29: 1 1,15: 1 1,1: 1

При самом высоком соотношении 283 хорошо смотрится на бумаге. Он эффективен из-за своего рабочего объема и длины хода, но малый диаметр отверстия ограничивает размер клапана. 350 имеет более низкое соотношение B / S, но его канал позволяет использовать клапаны гораздо большего размера, чем 283, поэтому дыхание более эффективно. 400 почти квадратный при 1,1: 1, но он наиболее желателен с точки зрения дыхания, потому что он может принимать гигантские клапаны, не закрывая и не ограничивая дыхание.Это еще одна вещь, которую следует учитывать при планировании оптимальной комбинации.

Еще одна взаимосвязь, которую следует учитывать, — это отношение штанги к ходу. Это длина от центра к центру стержня, деленная на ход. Отношение шток / ход от 1,9 до 2: 1 всегда считалось выгодным, поскольку оно уменьшает угол между штоком и стенкой цилиндра, тем самым уменьшая боковую нагрузку на стенку цилиндра и юбку поршня. Вот почему малые блоки Chevy 400 с коротким штоком (5,565 дюйма) и длинным ходом (3,75 дюйма) испытывали более высокий износ цилиндра.Угловатость стержня была слишком большой. 302-ci Chevy (с его 5,7-дюймовым штоком и ходом 3,00 дюйма) имеет соотношение шток / ход 1,9: 1. Сравните это с маленькими блоками Chevy 350 и 400, показанными на следующей диаграмме.

Передаточное отношение = длина штока ÷ ход
Рабочий объем 302 куб. Дюйм 350 куб. Дюйм 400 куб.

Более длинный шток и более высокое соотношение шток / ход также предназначены для увеличения мощности за счет «парковки» поршня в ВМТ на долю длиннее, чем передаточное отношение короткого штока.Это дает больше времени для достижения пикового давления в цилиндре, прежде чем поршень начнет движение вниз в цикле расширения. Сравнительные динамометрические тесты показывают, что это преимущество менее существенное, чем обещает теория, по крайней мере, при уличных оборотах двигателя. Однако преимущества в долговечности улучшенной угловатости стержня более очевидны. В любом случае вам может потребоваться вычислить отношение диаметра отверстия к ходу и отношение штока к ходу любой комбинации, которую вы разрабатываете, и рассмотреть возможные последствия.

Если вы имеете дело с метрическими размерами, вы смотрите на размеры диаметра цилиндра и хода, измеренные в миллиметрах (мм), и объем двигателя, указанный в кубических сантиметрах (куб.см) или литрах (L).Формула смещения работает точно так же, но вы делите результат на 1000, чтобы получить кубические сантиметры.

Для константы (0,7854) преобразование не требуется, поскольку она применяется независимо от единицы измерения. Чтобы лучше понять это, давайте поработаем формулу рабочего объема для горячего современного двигателя, такого как 426-сильный алюминиевый малогабаритный блок L99 в Camaro 2010 года выпуска. Он имеет следующие размеры:

Заявленные размеры Расчетные размеры
L99 Chevy 376 ci, 6.2L 375.129 ci, 6.147L
Диаметр цилиндра: 4,06 / 103,3 мм 103,12 мм
Ход поршня: 3,622 / 92 91,998 мм

Чтобы преобразовать дюймы в миллиметры, умножьте на 25,4 (см. Приложение B «Удобные коэффициенты преобразования»). Это преобразование дает точное число, поэтому оно очень точное. Чтобы преобразовать миллиметры в дюймы, умножьте на 0,0393701, что не дает точного числа, но достаточно близко.
Давайте сначала поработаем с дюймами.
Рабочий объем = 4,062 x 3,622 x 0,7854 x 8 = 375,129 кубических дюймов
В данном случае Chevy округлено до 376 кубических дюймов.Теперь перейдем к миллиметрам.
Диаметр цилиндра = 4,06 x 25,4 = 103,124 мм
Ход поршня = 3,622 x 25,4 = 91,998 мм

Поскольку преобразование из дюймов в миллиметры является точным, цифры абсолютно точны, но здесь мы округлим их, потому что они округлены в большинстве опубликованных отчетов. Чаще всего указывается диаметр отверстия 103,3 мм и ход поршня 92 мм.
Для упрощения расчетов округлим числа, уменьшив 103,124 мм до 103 мм и увеличив ход до 92 мм.

Объем куб.см = (1032 x 92 x 0.7854 x 8) ÷ 1000 = 6 132,57 куб. См

Разделите 6132,57 куб. См на 1000, чтобы получить 6,132 литров. Таким образом, математически L99 имеет 6,132 куб. См или 6,13 л (что Chevy округляет до 6,2 л). Обратите внимание, что кубические сантиметры и литры, преобразованные в дюймы, немного отличаются от кубических сантиметров и литров, рассчитанных из миллиметров.

Если ваши измерения уже указаны в миллиметрах, вы можете упростить их, переведя их в сантиметры, прежде чем приступить к расчету. Это даст ответ в сантиметрах без деления на 1000.Чтобы преобразовать размеры отверстия и хода в сантиметры, разделите каждое число на 10.

Диаметр отверстия = 103 ÷ 10 = 10,3 см

Сток = 92 ÷ 10 = 9,2 см

Рабочий объем = 10,32 x 9,2 x 0,7854 x 8 = 6 132,57 куб. См.

Это идентично нашему предыдущему расчету.

Если вы проводите мозговой штурм по комбинациям в метрических единицах, основные формулы для смещения, диаметра и хода по-прежнему применимы. Вам просто нужно быть осторожным, чтобы ваши единицы были прямыми, и все преобразования выполнялись должным образом.(См. Таблицу преобразования в Приложении B).

Как видите, опубликованные размеры не всегда совпадают с измеренными. Технический инспектор всегда руководствуется фактическими измеренными размерами в единицах, предусмотренных сводом правил. Если вы имеете дело с органом, принимающим санкции, всегда используйте указанные единицы, чтобы обеспечить легальную сборку двигателя.

Еще одно удобное преобразование, которое следует запомнить — из кубических дюймов в литры. Для преобразования разделите кубические дюймы на 61,024. Для нашего L99 Chevy расчетный рабочий объем двигателя составил 375.12 / 61.024, что составляет 6,147 литра (что Chevy округляет до 6,2 литра). Мы уже вычислили кубические сантиметры как 6 132,57. Делим на 1000, получаем 6,132 л. Это все еще довольно близко к точному, но вы можете видеть, как коэффициенты округления и преобразования могут исказить окончательный ответ.

Существует формула для расчета эквивалентного рабочего объема для двигателя без возвратно-поступательного движения, такого как роторный Mazda. Это помогает классифицировать невозвратно-поступательные двигатели по сравнению с обычными поршневыми двигателями.
Эквивалентное смещение = SV x 3

Где:
SV = фактический рабочий объем одной камеры роторного двигателя.

В этом случае вы должны заменить опубликованный рабочий объем, поскольку вы не можете растачивать и перемещать роторный двигатель.

Расстояние между отверстиями — это расстояние между осевыми линиями соседних отверстий цилиндров. Это помогает определить, насколько вы можете растачивать блок цилиндров без ослабления стенок цилиндров до точки потенциального отказа.Как показано, малоблочный Chevy имеет расстояние между отверстиями 4 400 дюймов. Обратите внимание на радиус соседних отверстий на иллюстрации, и вы увидите, что между отверстиями цилиндра для стенок цилиндра и водяной рубашкой есть 0,400 дюйма. Стенки цилиндра обычно имеют толщину от 0,180 до 0,200 дюйма с очень небольшим пространством для охлаждающей рубашки между ними.

Расстояние между отверстиями — это фиксированное расстояние между осевыми линиями соседних отверстий цилиндров. Размер отверстия может измениться, но расстояние между отверстиями останется постоянным.Как показано здесь, расстояние между отверстиями может помочь вам определить, насколько безопасно переточка вашего блока.

Стенки цилиндров в водяной рубашке имеют яйцевидную форму, и они сужаются между отверстиями, чтобы пропускать поток охлаждающей жидкости. Эта область касается усилия поршня и не подвергается максимальной нагрузке. На блоках с большим внутренним диаметром, таких как 400 Chevy, соседние стенки цилиндров соединены или покрыты материалом блока для сохранения прочности.

При растачивании блока вы снимаете половину внутреннего диаметра с каждой стороны цилиндра.При расточке 0,030 дюйма вы в целом теряете всего 0,015 дюйма материала. Большинство блоков допускают расширение диаметра до 0,060 дюйма без потери прочности стенок цилиндра, за исключением двигателей GM новой серии LS. В них используется железная втулка, диаметр которой можно просверлить только 0,010 дюйма. На практике не имеет значения, какой у вас двигатель. Ваш механический цех должен быть хорошо знаком с безопасными пределами растачивания большинства двигателей и может даже провести акустическую проверку цилиндров, чтобы определить, достаточно ли они толсты, чтобы соответствовать желаемому размеру внутреннего диаметра и конечному применению двигателя.

Некоторые двигатели (например, 305-кубовый Chevy) построены из тонкостенных литых деталей для уменьшения веса двигателя. Теоретически они никогда не будут подвергаться высоким оборотам или гоночным нагрузкам, поэтому в более толстых стенках нет необходимости. Эти блоки должны быть проверены ультразвуком перед любым значительным перенапряжением.

Напротив, старые блоки 283 Chevy были известны толстыми стенками цилиндров, которые допускали превышение внутреннего диаметра 0,125 дюйма. Это привело к 4,00-дюймовому диаметру ствола и хорошо известному двигателю хот-род 301-ci начала 1960-х годов.Позже завод продублировал этот двигатель с малым блоком 302 для первого поколения Z28 Camaro.

Звуковая проверка — это ультразвуковая процедура, которая обеспечивает точные измерения толщины стенки цилиндра для поддержки расчетов диаметра и хода. В то время как большинство заводских и вторичных гоночных блоков теперь поставляются с заводским листом звуковой проверки, многие строители предпочитают проверять лист, а в случае ранее просверленных блоков разумно определить толщину стенок цилиндра.Большинство гоночных блоков теперь имеют цилиндры с толщиной стенки не менее 0,250–0,300 дюйма, и важно сохранить как можно большую толщину стенки. Звуковая проверка — это не длительный процесс, и в большинстве магазинов, которые проводят ее регулярно, есть свои собственные листы для записи чисел. Устройство звуковой проверки поставляется со стандартами, которые используются для калибровки системы перед использованием. Они имеют известную толщину и имеют изогнутую форму, имитирующую отверстия цилиндров. Некоторые строители разбивают старые блоки и хранят изогнутые участки сломанных стенок цилиндров, чтобы использовать их в качестве реальных калибровочных образцов, которые можно легко измерить для сравнения.

После калибровки устройства на датчик наносится гель, и датчик плотно прижимается к стенке цилиндра в определенных местах в зависимости от типа блока. Большинство строителей предпочитают проверять цилиндры в четырех равноотстоящих местах, начиная с основной упорной поверхности и прокладывая путь вокруг ствола на 90 градусов за один раз примерно на 11⁄2 — 2 дюйма вниз от поверхности палубы. После того, как эти числа записаны, они повторяют тот же процесс примерно на полпути вниз по стволу.Некоторые даже записывают цифры на дне канала ствола. Когда процесс завершен, производитель и / или машинист имеет точную дорожную карту толщины стенок цилиндра блока.

Первичная, или основная, тяговая сторона расположена напротив вращения двигателя. Для вращения по часовой стрелке встаньте перед двигателем лицом к нему. Основная упорная поверхность — это левая сторона каждого ряда цилиндров; он направлен к пассажирской стороне блока для каждого цилиндра.Именно здесь вам нужны самые толстые показания — обычно 0,300 дюйма или лучше, но не менее 0,250 дюйма для гонок.

Сторона малой тяги — это противоположная стена или правая сторона всех цилиндров, если смотреть на переднюю часть блока. Если у вас есть вращение против часовой стрелки или, как в некоторых случаях, вы строите двигатель с обратным вращением, все основные упорные поверхности смещаются в противоположную сторону. Поверхности без упора, противоположные оси пальца кисти в каждом отверстии (передняя и задняя сторона каждого отверстия), обычно являются самыми тонкими, и некоторые строители фактически принимают стенки толщиной до 0.100 дюймов в этой области.

Возьмите калькулятор и заполните поля для следующих двигателей. Вычислите смещение для первых трех, ход для вторых трех и диаметр отверстия для последних трех. Сравните свои ответы с приведенными ниже.

Автомобиль
1. 1962 Chevy
2. 1968 Dodge
3. 1957 Ford
4. 1970 Плимут;
5. 1966 Pontiac
6. 1951 Ford
7. 1968 Chevy
8.1964 Форд
9. 1961 Додж

Диаметр цилиндра x ход
4,00 x 3,25 = ___________ ci
4,25 x 3,75 = ___________ ci
3,80 x 3,44 = ___________ ci
4,04 x ___________ = 340 ci
4,09 x ___________ = 421 ci
3,19 x __________30 = 239 ___________ = 239 3,48 = 350 ci
________ = x 3,78 = 427 ci
______ = x 3,75 = 413 ci

Написано Джоном Бэктелом и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Страница не найдена | Футхилл Колледж

Мы поможем вам найти то, что вам нужно

Рекомендации по поисковой навигации

Важное примечание о результатах поиска

• На нашем устаревшем веб-сайте использовалось расширение файла .php .
• Наш новый сайт использует .html
• Если в результатах поиска по ключевым словам появляется вторичный вариант для .html , сначала попробуйте .html.
• Некоторые из наших страниц все еще используют старый .php, пока они не будут перенесены на новый сайт.

Благодарим вас за терпение!

Сообщить о неработающей ссылке

Помогите нам исправить неработающую ссылку и получить необходимую информацию!

Электронная почта ceballosjulie @ fhda.edu и [email protected].

Укажите :

• URL (веб-адрес) отсутствующей веб-страницы.
• Электронное сообщение, в котором была неработающая ссылка, и от кого она была (если применимо).
• URL-адрес (веб-адрес) сломанной страницы был связан с (если применимо).

Большое спасибо за терпение и помощь.

Поделитесь своим мнением

Если у вас есть минутка, мы хотели бы услышать, что вы думаете о нашем сайте!

Электронная почта [email protected] и [email protected].