Существует много разновидностей двигателя внутреннего сгорания (ДВС), но у всех из них похожий принцип работы. Они содержат набор одних и тех же деталей, которые от двигателя к двигателю отличаются только размерами, количеством и т.п. Такой деталью является, например, цилиндр, внутри которого поступательно двигается поршень, соединённый с помощью шатуна с вращающимся коленчатым валом (коленвалом).
Поршень может свободно двигаться внутри вертикального неподвижного цилиндра. Коленвал вращается по часовой стрелке с постоянной частотой 1200 оборотов в минуту. Радиус коленвала R=60 мм. Диаметр поршня D=83 мм. Длина шатуна, т.е. расстояние AB, равна L=142 мм. Ответьте на следующие вопросы.
Сколько раз поршень остановится за один оборот коленвала?
Найдите скорость нижнего конца A шатуна. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
Найдите путь, проходимый поршнем за одну минуту. Ответ выразите в метрах, округлите до целых.
Найдите степень сжатия данного двигателя. Степенью сжатия называется отношение максимального объёма цилиндра к его минимальному значению. Известно, что минимальный объём цилиндра Vmin=0.062 л. Ответ округлите до десятых.
1 Ответ
Сколько раз поршень остановится за один оборот коленвала?
1 ход поршня — половина оборота коленвала, следовательно, за полный оборот коленвала поршень остановится 2 раза.
Ответ: 2 раза.
Найдите скорость нижнего конца A шатуна.
Нужно найти угловую скорость коленвала; vA = wA = p*1200 / 30 = 125.6 с-1
Ответ: 125.6 с-1
Найдите путь, проходимый поршнем за одну минуту.
За один оборот поршень походит 120 мм, за минуту = 120 * 1200 = 144 000 мм = 144 метра.
Ответ: 144 метра.
Найдите степень сжатия данного двигателя.
Диаметр цилиндра = диаметр поршня = 83 мм; радиус = 42.5 мм;
Зная формулу объёма цилиндра V=π·r²·h, можно найти его минимальную высоту: 0.062 = 3.14 * 42.5^2 * h; h = 0.00001 мм; следовательно, поршень занимает цилиндр практически полностью;
Тогда максимальная h = 120 мм, а Vmax = 3.14 * 42.5^2 * 120 = 0.681 литра.
Степень сжатия: 0,681 / 0,062 = 10,9 = 11.
Ответ: 11.