Velocidade média do pistão - Mean piston speed
A velocidade média do pistão é a velocidade média do pistão em um motor alternativo . É uma função do curso e RPM. Há um fator de 2 na equação para contabilizar a ocorrência de um curso em 1/2 de uma rotação da manivela (ou alternativamente: dois cursos por uma rotação da manivela) e um '60' para converter segundos de minutos no termo RPM.
![{\ displaystyle V _ {\ text {mean}} = {\ frac {\ text {Stroke [mm]}} {1000}} * {\ frac {\ text {RPM}} {30}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/43efdb52df15fa0f6569a64793153a5815e2989d)
Por exemplo, um pistão em um motor de automóvel que tem um curso de 90 mm terá uma velocidade média a 3000 rpm de 2 * (90/1000) * 3000/60 = 9 m / s.
O V10 de 5,2 litros que estreou no Audi R8 de 2009 tem a velocidade média de pistão mais alta para qualquer carro de produção (26,9 m / s) graças ao seu curso de 92,8 mm e linha vermelha de 8700 rpm.
Aulas
- diesel de baixa velocidade
- ~ 8,5 m / s para aplicações marítimas e de geração de energia elétrica
- diesel de velocidade média
- ~ 11 m / s para trens ou caminhões
- diesel de alta velocidade
- ~ 14-17 m / s para motores de automóveis
- gasolina de velocidade média
- ~ 16 m / s para motores de automóveis
- gasolina de alta velocidade
- ~ 20-25 m / s para motores de automóveis esportivos ou motocicletas
- concorrência
- Alguns exemplos extremos são os motores NASCAR Sprint Cup Series e Fórmula um com ~ 25 m / se motores Top Fuel e MotoGP ~ 30 m / s
A média de qualquer função refere-se ao valor médio. No caso da velocidade média do pistão, tomada em um sentido matemático estreito, é zero porque metade do tempo o pistão está se movendo para cima e metade do tempo o pistão está se movendo para baixo; isso não é útil. A forma como o termo é geralmente usado é para descrever a distância percorrida pelo pistão por unidade de tempo, tomando distância positiva nos sentidos para cima e para baixo. Está relacionado à taxa em que o trabalho de fricção é feito nas paredes do cilindro e, portanto, à taxa em que o calor é gerado ali. Este é um tipo de não quebra-cabeça. Ele representa uma especificação a ser projetada, e não como resultado do projeto e a velocidade média do pistão é uma função das revoluções por minuto, ou seja, o pistão em uma rpm específica vai ser o mesmo no pico do gráfico como está na calha, ou seja, a 286,071 graus no virabrequim se a rotação for mantida consistente. Em 0 e 180 graus, a velocidade do pistão é zero. A velocidade do pistão é um teste de resistência do subconjunto do pistão e da biela. A liga usada para fazer o próprio pistão é o que determina a velocidade máxima que o pistão pode atingir antes que os coeficientes de atrito, níveis de calor e tensão alternada superem os níveis máximos que o pistão pode sustentar antes de começar a falhar estruturalmente. Como a liga tende a ser bastante consistente na maioria dos fabricantes, a velocidade máxima do pistão em uma determinada rpm é determinada pelo comprimento do curso, ou seja, o raio do munhão do virabrequim. Os tipos de motores mais comuns na produção são construídos ao quadrado ou abaixo do quadrado. Isto é, um motor quadrado tem o mesmo diâmetro do furo do cilindro que o comprimento total do curso de 0 a 180 graus, enquanto em um motor subquadrado, o comprimento total do curso é maior do que o diâmetro do furo. O oposto, superquadrado, é usado principalmente em motores de alto desempenho, onde a curva de torque se aproxima do pico da velocidade máxima do pistão. Geralmente, neste tipo de motor, o volume do cilindro pode ser aumentado artificialmente com turboalimentadores ou supercompressores, aumentando a quantidade de combustível / ar disponível para a combustão. Um exemplo é encontrado nos motores de corrida de Fórmula 1, onde o diâmetro do cilindro é substancialmente maior do que o comprimento do curso, resultando em rpm disponíveis mais altas, mas necessitando de maiores requisitos de resistência das bielas e pistões e tolerâncias de temperatura mais altas para rolamentos. O diâmetro do cilindro nesses motores é bastante pequeno (menos de 45 mm) e o curso é menor que isso, dependendo da curva de torque e da rotação máxima disponível conforme projetado pelo construtor. O pico de torque é alcançado em rpm mais altas e é distribuído por uma faixa mais ampla de rpm. As especificações desses fatores são conhecidos e podem ser projetadas para. O torque é uma função do comprimento do curso, quanto mais curto for o curso, menor será o torque disponível em rpm mais baixas, mas a velocidade do pistão pode ser levada a velocidades muito maiores, o que significa rpm do motor mais altas. Esses tipos de motores são muito mais delicados e requerem um nível muito mais alto de precisão nas partes móveis do que os motores quadrados ou subquadrados. Até o início dos anos 1960, o foco dos projetistas era no torque, e não na velocidade do pistão, provavelmente devido a considerações de material e tecnologias de usinagem. À medida que os materiais melhoraram, a rotação do motor aumentou.