löket-Furat arány: a motor hatékonyságának kulcsa

bár számos tényező járul hozzá a motor hatékonyságához, az elsődleges tényező, amelyet figyelembe kell venni, maga a motor geometriája. Nem csak a motor teljes mérete számít, hanem a motorhengerek képaránya is—amelyet a löket-furat Arány határoz meg-szintén számít. Hogy miért, három tényezőt kell figyelembe venni: a hengeren belüli hőátadás, a henger tisztítása és a súrlódás.
Az egyszerű geometriai kapcsolatok azt mutatják, hogy a hosszabb löket / furat arányú motorhengernek kisebb felülete lesz kitéve az égéstér gázainak, mint a rövidebb löket / furat arányú hengernek. A kisebb terület közvetlenül csökkenti a hengeren belüli hőátadást, növeli az energiaátadást a főtengelyre, ezért nagyobb hatékonyságot eredményez.
a henger tisztítása-egy kétütemű jelenség, amelyben a hengerben lévő kipufogó termékeket friss levegő váltja fel—szintén erősen befolyásolja a löket-furat arány egy uniflow-takarító, ellentétes-dugattyú, kétütemű motor. A löket-furat arány növekedésével a friss levegőnek a henger egyik végén lévő szívónyílások és a másik végén lévő kipufogónyílások közötti távolság is növekszik. Ez a megnövekedett távolság nagyobb takarítási hatékonyságot eredményez, és ennek eredményeként alacsonyabb szivattyúzási munkát eredményez, mivel kevesebb friss levegő veszít el a töltés rövidzárlata miatt.
A motor súrlódását a löket-furat arány befolyásolja két versengő hatás miatt: főtengely csapágy súrlódás és teljesítmény-henger súrlódás. A löket-furat arány csökkenésével a csapágy súrlódása növekszik, mivel a dugattyú nagyobb területe nagyobb erőket továbbít a főtengely csapágyaira. A megfelelő rövidebb löket azonban a Gyűrű/Henger interfészéből származó teljesítmény-henger súrlódást eredményez.
Az Achates Power-nél mindhárom területen kiterjedt elemzéseket végeztünk annak érdekében, hogy helyesen azonosítsuk az optimális motorgeometriát, amely a legjobb lehetőséget nyújtja egy rendkívül hatékony belső égésű motor számára. A hengeren belüli szimulációk azt mutatták, hogy a hőátadás gyorsan növekszik a kb 2, a motorrendszerek szimulációi azt mutatták, hogy a szivattyúzási munka gyorsan növekszik a kb 2.2 (mivel a kapcsolódó csökkenése takarító hatékonyság), és a motor súrlódási modellek kimutatták, hogy a főtengely csapágy és a teljesítmény-henger súrlódási értékek, a legtöbb esetben, megszünteti egymást a mi ellentétes dugattyús, kétütemű motor.
itt meg kell jegyezni, hogy egy ellentétes dugattyús motorban-ahol hengerenként két dugattyú működik ellentétes, dugattyús mozgásban—a “löket” a két dugattyú együttes mozgásából származik, és nagyjából kétszerese annak a távolságnak, amelyet az egyik dugattyú fél fordulattal megtesz. Ez a tény lehetővé teszi, hogy az ellentétes dugattyús motor sokkal nagyobb löket-furat arányokkal rendelkezzen, mint egy hengerenként egy dugattyúval rendelkező motor, anélkül, hogy túlzottan magas átlagos dugattyúsebességekkel rendelkezne, amelyek károsak az inerciális terhelésre és a súrlódásra.
a kontextus, az alábbiakban egy telek teljesítmény sűrűség versus löket-to-furat aránya néhány jelenlegi négyütemű motorok tervezett széles körű alkalmazások. Vegye figyelembe, hogy a diagram összes motorjának hengerfeje van, tehát a löket leírja a dugattyú tényleges löketét. A cselekmény adatai azt a tendenciát mutatják, hogy a nagy teljesítménysűrűséget igénylő motorok—mint a versenyautókban—kis löketenkénti furataránnyal rendelkeznek, a nagy üzemanyag-hatékonyságot igénylő motorok-mint például a nehéz tehergépjárművek és a tengeri teherhajók—nagy löketenkénti furataránnyal rendelkeznek.

a korlátozó tényező ebben a kapcsolatban az inerciális erők origination a dugattyú mozgását. A nagy teljesítménysűrűség elérése érdekében a motornak nagy motorfordulatszámon kell működnie (legfeljebb 18 000 fordulat / perc az 1.képletű motor esetében), ami nagy inerciális erőkhöz vezet, amelyeket kis löket-furat arány alkalmazásával kell korlátozni. A nagy hatékonyságot igénylő alkalmazásokhoz hosszú löket-furat arányra van szükség, és a dugattyú inerciális erői miatt ismét lassabb motorfordulatszámra és alacsonyabb teljesítménysűrűségre van szükség. 2,5 m-es lökettel rendelkező tengeri alkalmazás esetén a motor fordulatszáma 102 fordulat / percre korlátozódik.
összehasonlításképpen, az Achates teljesítmény ellentétes dugattyús, kétütemű motort úgy tervezték, hogy a löket-furat arány a tartományban 2,2-2,6. A löket-furat aránynak ez a tartománya lehetővé teszi számunkra, hogy rendkívül hatékony belső égésű motort hozzunk létre, miközben az átlagos dugattyúsebesség továbbra is összehasonlítható a közepes és nagy teljesítményű alkalmazásokban jelenleg elérhető motorokkal. Bármely ellentétes dugattyús, kétütemű motor, amelynek löketenkénti furat aránya 2 alatt van, magas hengeren belüli hőátadást és gyenge takarítást szenved, mindkettő csökkenti a motor általános hatékonyságát.