Силы инерции значительны в альтернативном двигателе

Рассчитать ускорение поршня можно по следующей формуле:

t = ((n²c)/180) x (cos a + cos² a)/2k

“t” – ускорение в м/сек²

“n” – число оборотов в минуту

“c” – пробег поршня в метрах

“a” – угол вращения коленчатого вала по отношению к РМН (нулевое значение в Высокой Мертвой Точке)

“k” – отношение длины шатуна к пробегу поршня

Возьмем, например, случай ROTAX DSC 100, вращающийся при 10000 об/мин.

Мы знаем:

· Длину шатуна: 100 мм

· Пробег поршня: 50,5 мм

Из этого мы выводим “k”:

k = 100/50,5 = 1,98

Максимальное ускорение достигается для cos(a) = 1. Оно составляет 14160 м/сек². Это означает, что два раза в течение одного оборота поршень и часть шатуна, которая перемещается продольно, которые составляют всего примерно 160 г массы, развивают на остальную часть двигателя силу, которая превосходит в значениях от 0 до 14160 раз их вес, т.е. примерно от 0 до 2690 кг. 20000 раз в минуту альтернативная экипировка развивает, следовательно, на остальную часть двигателя силу, которая возрастает от 0 до 2,7 тонн. Эффект быстро нарастает при увеличении режима и сила достигает примерно 6 тонн при 15000 об/мин и около 9 тонн при 18000 об/мин.

При таком соотношени становится понятнее важность этого явления и интерес конструкторов к сохранению и уравновешиванию этой силы. Действительно, равновесие, строго говоря, невозможно на моноцилиндре, и все, что можно сделать, это перераспределить эту силу в наименее благоприятном направлении. Для работы в высоких режимах, необходимых для получения высокой удельной мощности, можно уменьшить эти силы инерции путем использования соотношения внутренний диаметр/пробег.

Такие моторы называются супер-квадратными, в отличие от двигателей с длинным пробегом. Но в двухтактном двигателе все не просто и увеличение соотношения внутренний диаметр/пробег имеет свои недостатки.

При равном метраже двигателя, одинаковой диаграмме открывания отверстий и равной ширине отверстий (в градусах вокруг цилиндра) чем больше увеличивается внутренний диаметр, тем больше уменьшается площадь отверстий. Как говорят конструкторы, проницаемость цилиндра уменьшается при увеличении соотношения внутренний диаметр/пробег.

Поскольку для работы в высоких режимах необходимы каналы большого сечения, то приходится искать компромиссное решение. Его легко достичь на несовершенных двигателях, где сечение каналов может быть небольшим. Но надо действовать осторожно, если вы хотите получить высокие рабочие характеристики. Вот почему некоторые конструкторы разработали практически идентичные двигатели с различными пробегами.

По мере омологации было отмечено определенное совпадение параметров и все двигатели, которые сейчас явно используются чаще других, являются квадратными, с внутренним диаметром, почти идентичным пробегу.