Коэффициент хода - Stroke ratio

Сравнение диаметра / хода

В поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, то коэффициент хода, определяемый либо отношение диаметр цилиндра / ход поршня или соотношение ход / диаметр, это термин для описания отношения между отверстие цилиндра диаметр и поршень Инсульт длина. Это можно использовать для двигатель внутреннего сгорания, где топливо сжигается в цилиндрах двигателя, или двигатель внешнего сгорания, например паровой двигатель, где происходит сгорание топлива вне рабочие цилиндры двигателя.

Достаточно всестороннее, но понятное исследование эффектов удара / ствола было опубликовано в Безлошадный век, 1916.[1]

Конвенции

В поршневой двигатель, есть два разных способа описания коэффициент хода своего цилиндры, а именно: диаметр / ход соотношение, и ход / диаметр соотношение.

Отношение диаметр / ход

Диаметр / ход это более часто используемый термин, с использованием в Северная Америка, Европа, объединенное Королевство, Азия, и Австралия.

Диаметр отверстие цилиндра делится на длину поршень Инсульт чтобы дать соотношение.

Квадратные, квадратные и подквадратные двигатели

Следующие термины описывают условные обозначения конфигураций различных соотношений диаметр цилиндра / ход поршня:

Квадратный двигатель

А квадратный двигатель имеет равное отверстие и размеры хода, что дает значение диаметра / хода точно 1: 1.

Примеры квадратного двигателя

1953 – Феррари 250 Европа было Лампреди V12 с отверстием 68,0 × 68,0 мм (2,7 × 2,7 дюйма) и ходом.

1967 - FIAT 125, 124Sport двигатель 125A000-90 л.с., 125B000-100 л.с., 125BC000-110 л.с., 1608 куб.см, DOHC, диаметр цилиндра и ход поршня 80,0 мм × 80,0 мм (3,15 дюйма × 3,15 дюйма).

1970 - Форд 400 имел диаметр ствола и ход 101,6 мм × 101,6 мм (4,00 дюйма × 4,00 дюйма).

1973 – Кавасаки Z1 и KZ (Z) 900 имели отверстие и ход 66,0 мм × 66,0 мм (2,60 дюйма × 2,60 дюйма).[2]

1973 - Австралийское подразделение British Leyland создало 4,4-литровую версию двигателя. Ровер V8 двигатель с диаметром цилиндра и ходом 88,9 мм. Этот двигатель использовался исключительно в Leyland P76.

1982 - Honda Nighthawk 250 и Honda CMX250C Rebel имеет диаметр цилиндра и ход поршня 53,0 × 53,0 мм (2,09 × 2,09 дюйма), что делает его квадратным двигателем.[3]

1983 – Mazda FE 2.0L рядный четырехцилиндровый двигатель с идеально квадратным диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,4 × 3,4 дюйма). Этот двигатель также имеет идеальное соотношение шток / ход 1,75: 1.

1987 - Opel / Vauxhaul 2,0 л. Двигатели GM Family II квадратные с диаметром отверстия 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма); Например, C20XE C20NE C20LET X20A X20XEV X20XER Z20LET Z20LEH Z20LER A20NHT A20NFT.

1989 – Nissan SR20DE представляет собой квадратный двигатель с диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

1990 – Maserati Shamal имел 3217 куб.см (3,2 л) битурбо Двигатель V8 AM 479 с диаметром отверстия и ходом 80,0 мм × 80,0 мм (3,1 × 3,1 дюйма). Этот двигатель, после доработок, позже был установлен на Quattroporte IV и 3200 GT.

1990–2010 Saab B234 / B235 представляет собой двигатель квадратного сечения с диаметром цилиндра 90,0 × 90,0 мм (3,54 × 3,54 дюйма).

1991 – Форда 4.6 Двигатель V8 OHC имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,2 × 90,0 мм (3,552 × 3,543 дюйма). На протяжении двух десятилетий он составлял основу легковых и грузовых автомобилей Ford с двигателями V8, разной мощности и конструкции головок.

1995 - Год БМВ M52 Двигатель с рабочим объемом 2793 кубических сантиметра является примером двигателя идеального квадрата с диаметром цилиндра и ходом 84,0 мм × 84,0 мм (3,31 дюйма × 3,31 дюйма).

1996 - Ягуар AJ-V8 Двигатель объемом 4,0 литра имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 мм.

2000 – Мерседес Бенц 4,0 литра (3996 куб. См; 243,9 куб. Дюйма) OM628 Дизельный двигатель V8 является примером квадратного двигателя - с диаметром цилиндра 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма).

В Volkswagen Group 2005 год Двигатель W16 как используется в Bugatti Veyron также с диаметром ствола 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма) и ходом.

В Peugeot XU10 Линия двигателей - с рабочим объемом 1998 кубических сантиметров - представляет собой пример двигателя идеального квадрата с диаметром цилиндра 86,0 мм × 86,0 мм (3,39 дюйма × 3,39 дюйма).

Toyota 2JZ и 4U - квадратные двигатели с диаметром цилиндра 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Двигатель Honda J30A имеет диаметр цилиндра и ход поршня 86,0 × 86,0 мм (3,39 × 3,39 дюйма).

Двигатель Suzuki AX100 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 50,0 × 50,0 мм (1,97 × 1,97 дюйма).

Двигатель Yamaha YBR125 имеет диаметр цилиндра и ход поршня 54,0 × 54,0 мм (2,13 × 2,13 дюйма).

Квадратный или короткоходный двигатель

Двигатель описывается как квадратный или короткоходный если его цилиндры имеют диаметр отверстия больше, чем длина его хода, что дает соотношение диаметр / ход больше 1: 1.

Двигатель с прямоугольной формой позволяет использовать больше и больше клапанов в головке цилиндра, более высокие возможные обороты за счет снижения максимальной скорости поршня и более низкое напряжение кривошипа из-за более низкого пикового ускорения поршня при той же (скорости вращения) двигателя. Поскольку эти характеристики способствуют более высокой частоте вращения двигателя, квадратные двигатели часто настраиваются на достижение максимального крутящего момента на относительно высокой скорости.

Из-за увеличенной площади поверхности поршня и головки потери тепла увеличиваются по мере увеличения соотношения диаметр цилиндра / ход поршня. Таким образом, слишком высокое передаточное число может привести к снижению теплового КПД по сравнению с двигателями других конфигураций. Большой размер / ширина камеры сгорания при воспламенении может вызвать повышенную неоднородность топливно-воздушной смеси во время сгорания, что приведет к увеличению выбросов.

Уменьшенная длина хода позволяет использовать более короткий цилиндр, а иногда и более короткий шатун, что, как правило, делает более квадратные двигатели менее высокими, но более широкими, чем менее квадратные двигатели аналогичного типа. объем двигателя.

Примеры движка Oversquare

Двигатели Oversquare (также известные как "двигатели с коротким ходом") очень распространены, поскольку они позволяют об / мин (и, следовательно, больше мощности), без чрезмерной скорости поршня.

Примеры включают малые блоки V8 как Chevrolet, так и Ford. В BMW N45 бензиновый двигатель имеет соотношение цилиндров к цилиндру 1,167.

Горизонтально расположенные двигатели, также известные как "боксерские" или "плоские". обычно имеют прямоугольную конструкцию, так как любое увеличение длины хода приведет к двукратному увеличению общей ширины двигателя. Это особенно верно в Subaru Компоновка с передним расположением двигателя, где угол поворота передних колес ограничивается шириной двигателя. Несмотря на то, что двигатели с большой площадью имеют репутацию высоконадежных двигателей,[нужна цитата ] маломощные машины, Двигатель Subaru EJ181 развивает максимальный крутящий момент уже на оборотах до 3200 об / мин.

Двигатели Nissan RB, VQ, VK, VH и VR38DETT очень просты. Дополнительно, SR16VE двигатель найден в Nissan Pulsar VZ-R и VZ-R N1 - это двигатель с квадратным сечением с диаметром цилиндра 86 мм (3,39 дюйма) и ходом поршня 68,7 мм (2,70 дюйма), что дает ему 175–200 лошадиных сил (130–150 кВт), но относительно небольшой крутящий момент в 119–134 фунта. -футы (161–182 Н · м; 16,5–18,5 кг · м)

Двигатели с экстремальной квадратной площадью встречаются в Формула один гоночные автомобили, где жесткие правила ограничивают смещение, что требует достижения мощности за счет высоких оборотов двигателя. Допускается соотношение ходов около 2,5: 1,[а] обеспечивает скорость двигателя 18 000 об / мин, оставаясь при этом надежным для нескольких гонок.[4]

В Ducati Panigale двигатель мотоцикла имеет большую квадратную форму с соотношением диаметр цилиндра / ход поршня 1,84: 1. Название "SuperQuadro" он получил от Ducati, что примерно переводится с итальянского как «супер-квадрат».[5]

В боковой клапан бельгийский D-мотор LF26 авиадвигатель имеет отношение диаметр цилиндра / ход поршня 1,4: 1.[6]

Ранние двигатели Mercedes-Benz M116 имели диаметр цилиндра 92 мм (3,62 дюйма) и ход поршня 65,6 мм (2,58 дюйма) для 3,5-литрового двигателя V8.[7]

Подквадратный или длинноходный двигатель

Двигатель описывается как под квадратом или длинноходный если его цилиндры имеют меньшее отверстие (ширина, диаметр), чем его ход (длина хода поршня), что дает значение передаточного отношения менее 1: 1.

При заданной частоте вращения двигателя более длинный ход увеличивает трение двигателя и увеличивает нагрузку на коленчатый вал из-за более высокого пикового ускорения поршня. Меньшее отверстие также уменьшает площадь, доступную для клапанов в головке блока цилиндров, требуя, чтобы их было меньше или меньше.

Двигатели с прямоугольной рамой демонстрируют максимальный крутящий момент на более низких оборотах, чем двигатель с прямоугольной рамой, из-за более длинного хода кривошипа и высокой скорости поршня.

В последнее время более распространены двигатели Undersquare, поскольку производители стремятся к созданию все более эффективных двигателей и более высокой экономии топлива.[8]

Примеры движка Undersquare

Многие рядные двигатели, особенно те, которые установлены поперечно в переднеприводных автомобилях, имеют конструкцию под квадратным углом. Меньший диаметр цилиндра позволяет использовать более короткий двигатель, что увеличивает пространство для управления передними колесами. Примеры этого включают множество Фольксваген, Nissan, Honda, и Mazda двигатели. В 1KR-FE -двигатель, используемый в Toyota Aygo, Citroën C1 и Peugeot 107 среди прочего, это пример современного длинноходного двигателя, широко используемого в Макет FF легковые автомобили. Этот двигатель имеет диаметр цилиндра и ход поршня 71 мм × 84 мм (2,8 дюйма × 3,3 дюйма), что дает ему отношение диаметра цилиндра к ходу 0,845: 1. Некоторые автомобили с задним приводом, которые заимствуют двигатели от автомобилей с передним приводом (например, Mazda MX-5 ) используйте квадратный дизайн.

Признанный BMW S54B32 двигатель был квадратным с диаметром цилиндра и ходом 87 мм × 91 мм (3,4 дюйма × 3,6 дюйма), предлагая мировой рекорд крутящего момента на литр (114 Нм / л, 1,38 фунт-фут / куб. дюйм) для в то время серийные двигатели без наддува; этот рекорд сохранялся до тех пор, пока Ferrari не представила 458 Italia.

Много Британский автомобильные компании использовали конструкции под квадратом до 1950-х годов, в основном из-за системы налогообложения транспортных средств, которая облагаемые налогом автомобили по диаметру цилиндра. Это включает Двигатель BMC серии A, и много Nissan производные. В Троянская машина использовал квадрат, раздельный поршень, двухтактный, двухцилиндровый рядный двигатель; Отчасти это было связано с этим налоговым преимуществом, а отчасти потому, что его пропорции позволяли изгибать V-образные шатуны для двух поршней каждого U-образного цилиндра, что было дешевле и проще, чем два шатуна, соединенных с дополнительным подшипником.

225 куб. Дюймов (3,7литр ) Двигатель Chrysler Slant-6 является подквадратным, с отверстием и ходом 86 мм × 105 мм (3,4 дюйма × 4,1 дюйма) (отношение канал / ход = 0,819: 1).

Форд Модульный двигатель 5,4 л имеет диаметр цилиндра и ход поршня 90,1 мм × 105,8 мм (3,55 дюйма × 4,17 дюйма), что обеспечивает соотношение диаметр цилиндра / ход поршня 0,852: 1. Поскольку ход поршня значительно больше диаметра внутреннего диаметра, версия этого двигателя SOHC 16V (2 клапана на цилиндр) способна генерировать пиковый крутящий момент 350 фунт · фут при 2501 об / мин.

Джип Willys L134 и F134 двигатели были под квадратным сечением, с диаметром цилиндра и ходом 79,4 мм × 111,1 мм (3,13 дюйма × 4,37 дюйма) хода (соотношение диаметр цилиндра / ход = 0,714: 1).

В Dodge Power Wagon использовал прямая шестерка Двигатель Chrysler Flathead 230 куб. дюймов (3,8 л) с отверстием и ходом 83 мм × 117 мм (3,3 дюйма × 4,6 дюйма), что дает существенно меньшее отношение диаметра диаметра к ходу поршня 0,709: 1.

4-литровый Barra Inline 6 двигатель от австралийского Форд Сокол, использует диаметр цилиндра и ход поршня 92,21 мм × 99,31 мм (3,63 дюйма × 3,91 дюйма), что соответствует соотношению хода цилиндра 0,929: 1.

292 Chevrolet I6 также является недостаточно квадратным, с диаметром цилиндра и ходом 98,4 мм × 104,8 мм (3,875 дюйма × 4,125 дюйма) дюйма (соотношение диаметр цилиндра / ход поршня = 0,939: 1).

Двигатель Mitsubishi 4G63T используется в основном во многих поколениях автомобилей. Mitsubishi Lancer Evolution представляет собой подквадратный двигатель с диаметром цилиндра и ходом 85 мм × 88 мм (3,3 дюйма × 3,5 дюйма).

В Двигатель Jaguar XK6, использовавшийся во всех 6-цилиндровых Jaguar с 1949 по 1987 год, был недостаточно квадратным. Например, 4,2-литровый двигатель имел диаметр цилиндра и ход поршня 92,08 мм × 106 мм (3,63 дюйма × 4,17 дюйма), обеспечивая соотношение диаметр цилиндра / ход поршня 0,869: 1.

Практически все поршневые двигатели, используемые в военных самолетах, были длинноходными. PW R-2800, Wright R-3350, Pratt & Whitney R-4360 Оса Майор, Rolls-Royce Merlin (1650), Allison V-1710 и Hispano-Suiza 12Y-Z - лишь некоторые из более чем сотни примеров.

Все суда с дизельными двигателями имеют судовые двигатели под большой площадью. А Wärtsilä двухтактный судовой дизельный двигатель имеет диаметр цилиндра и ход поршня 960 мм × 2500 мм (37,8 дюйма × 98,4 дюйма) (соотношение диаметр цилиндра / ход поршня = 0,384: 1).

Хотя самые современные двигатели мотоциклов квадратные или надквадратные, некоторые не квадратные. В Кавасаки Z1300 с рядный шестицилиндровый двигатель был сделан под квадратом, чтобы минимизировать ширину двигателя, совсем недавно появился новый прямой двухдвигательный двигатель для Honda NC700 серии использовали конструкцию под квадратным углом для достижения большей эффективности сгорания и снижения расхода топлива.[9][10]

Заметки

  1. ^ Фактических ограничений по соотношению диаметр цилиндра: ход поршня нет, но диаметр цилиндра ограничен 98 миллиметрами или 3,86 дюйма, а объем - 2400 кубических сантиметров (150 кубических дюймов).

использованная литература

  1. ^ Ингрэм, Эдвард (апрель 1916 г.). «Что касается инсульта». Безлошадный век. 37 (6 & 7): 275, 325. Получено 12 ноября 2015.
  2. ^ «Кавасаки 900 Супер Четверка». 240 достопримечательностей японской автомобильной техники. Общество автомобильных инженеров Японии, Inc.. Получено 6 ноября 2013. Журналисты и гонщики назвали его королем мотоциклов, и он приобрел репутацию суперкар во всем мире. Super Four отличался высокой производительностью и качеством. Этот самый продаваемый мотоцикл получил множество призов по всему миру всего за шесть месяцев после выпуска.
  3. ^ «Технические характеристики Honda Rebel 2013 года». Новости Honda Media. American Honda Motor Co., 4 сентября 2012 г.. Получено 25 марта 2014.
  4. ^ «Технический регламент 2011F1» (PDF). FIA. Получено 21 июля 2011.
  5. ^ "Ducati 1199 Panigale - Ducati". www.1199panigale.ducati.com. Получено 9 апреля 2018.
  6. ^ http://d-motor1.vpweb.be/Price---product-specifications.html
  7. ^ http://www.uniquecarsandparts.com.au/mercedes_350SL_technical_specifications.htm
  8. ^ «2,0-литровый двигатель Dynamic Force, новый 2,0-литровый рядный 4-цилиндровый бензиновый двигатель с прямым впрыском» (Пресс-релиз). Япония: Toyota. 26 февраля 2018 г.. Получено 11 июн 2018.
  9. ^ «Двигатель Global 700cc для следующего поколения: Технические детали». Honda в мире. Honda Motor Co. 8 марта 2012 г. с. 5. Получено 25 марта 2014.
  10. ^ Гаррет, Джерри (14 сентября 2012 г.). «Проверка реальности от Honda, связанная с экономикой». Газета "Нью-Йорк Таймс. Получено 25 марта 2014.