Piston di dalam Mesin

Perpindahan mesin adalah ukuran dari volume silinder. Volume silinder di mesin ditemukan menggunakan persamaan di bawah ini.

Mencari perpindahan mesin keseluruhan adalah yang sederhana seperti mengalikan perpindahan silinder tunggal dengan jumlah silinder dalam mesin. Jarak antara pusat batang menghubungkan dan pusat crankshaft dikenal sebagai pin offset dan engkol sama dengan satu-setengah dari stroke.

Wajah piston hanyalah bidang lingkaran dengan diameter sama dengan silinder.

Tekanan Silinder

Tekanan dalam silinder berasal dari campuran bahan bakar dan udara dibakar. Jika biaya bahan bakar padat dan udara dapat ditarik ke dalam silinder pada setiap siklus, tekanan silinder tinggi akan dibuat.

Bertindak tekanan silinder pada daerah wajah piston, sehingga menghasilkan gaya yang diterapkan ke bawah untuk menghubungkan batang, yang melekat ke crankshaft.

Momen (Torque)

Hal ini dapat dilihat dari diagram di bawah ini bahwa kombinasi tekanan silinder, piston daerah wajah, dan engkol pin offset menentukan torsi. Meningkatkan salah satu dari ketiga hal ini akan meningkatkan torsi pada crankshaft.

Secara umum, adalah yang paling sederhana untuk meningkatkan torsi output dengan meningkatkan pemindahan mesin. Hal ini lebih sulit dan mahal untuk desain kepala silinder dan komponen lainnya untuk menciptakan lebih banyak tekanan silinder daripada hanya membuang piston lebih besar atau crankshaft dengan stroke yang lebih besar. Frase "Tidak ada pengganti untuk perpindahan" berdasarkan fakta ini.

Pengaruh Bore dan Stroke pada Torque

Torsi diterapkan dengan crankshaft datang langsung dari produk tekanan silinder dan perpindahan secara keseluruhan, dan tidak secara teoritis dipengaruhi oleh dimensi melahirkan dan stroke, seperti terlihat pada contoh di bawah ini. Kedua silinder menggantikan total 500cc. Yang pertama memiliki boring dan stroke dari 83mm x 92mm, sehingga undersquare. Silinder kedua memiliki boring dan stroke dari 92mm x 75mm, sehingga oversquare. Setiap silinder memiliki tekanan arbitrary, P, diterapkan pada piston.

Sedangkan torsi yang dihasilkan oleh silinder ukuran yang berbeda adalah sama karena perpindahan secara keseluruhan adalah sama, kekuatan tidak. Silinder oversquare akan memiliki kekuatan lebih diterapkan pada piston dari silinder undersquare, sedangkan silinder undersquare memiliki pengaruh lebih pada crankshaft daripada silinder oversquare. Produk dari gaya dan jarak lengan momen berakhir menjadi sama, yang selalu akan terus benar ketika perpindahan secara keseluruhan adalah sama untuk kedua silinder. Kebanyakan mesin piston beberapa silinder, masing-masing pada tahap yang berbeda dari siklus empat-stroke (4T). Jika dua mesin dengan nomor yang berbeda dari silinder memiliki perpindahan secara keseluruhan yang sama dan diberi tekanan silinder yang sama, torsi rata-rata dibuat untuk setiap dua rotasi crankshaft akan sama.

Sebagai contoh, pada sebuah mesin enam silinder 2.4L, setiap silinder 400cc, yang lebih kecil dari 2.4L empat silinder, di mana setiap silinder akan 600cc. Setiap individu pada silinder mesin enam silinder akan membuat torsi 50% kurang dari masing-masing individu empat-silinder, tetapi torsi yang akan dibuat 50% lebih sering.

Satu-satunya perbedaan antara di atas dua mesin akan menjadi bentuk kurva torsi ketika diukur terus menerus selama dua revolusi crankshaft. Empat-silinder akan puncak torsi jauh lebih tinggi bila setiap kebakaran silinder, tetapi kemudian jauh lebih rendah jika tidak ada silinder di bagian penting dari siklus power. Pada mesin enam silinder, puncak dan valley dengan rata-rata torsi yang sama untuk kedua mesin. Di bawah ini adalah ilustrasi sangat sederhana dari apa yang pengukuran torsi mungkin terlihat seperti.

Revving

Revs adalah istilah sehari-hari untuk kecepatan sudut, yang tingkat di mana sesuatu yang berputar. Dalam referensi ke mesin piston, itu adalah kecepatan sudut crankshaft. Satuan yang paling umum untuk kecepatan sudut sehubungan dengan mesin piston adalah putaran per menit atau RPM, yang mana berasal dari istilah revs. Sebuah kemampuan untuk putaran mesin pada tingkat yang tinggi ditentukan oleh berbagai faktor. Untuk satu, bagian yang bergerak harus dapat menahan tekanan operasi kecepatan tinggi, dan relatif ringan untuk mengurangi tekanan yang mereka terapkan pada komponen pendukung. Untuk alasan ini, membangun sebuah mesin yang dapat rev sangat tinggi bisa menjadi mahal karena kebutuhan komponen yang akan dibuat dari bahan-bahan eksotis dan rewel toleransi. bagian yang bergerak cepat juga lebih rentan untuk dipakai. Mesin revving pada 4000RPM akan konstan, dalam teori, suffer dua kali memakai pada periode waktu yang sama seperti mesin revving di 2000rpm saja.

Power output tidak dipengaruhi oleh jumlah tertentu torsi atau revs, tetapi oleh produk mereka. Mesin membuat £ 300-ft torsi pada 4000RPM menghasilkan jumlah yang sama power sebagai mesin membuat £ 400-ft torsi pada 3000RPM (228hp).

Power

Gaya yang dihasilkan oleh tekanan silinder di muka piston sepanjang jarak engkol pin offset menciptakan torsi. Kecepatan rotasi (revs) adalah tingkat produksi torsi, yang merupakan definisi power pada poros berputar (crankshaft).

Intuitif, bahan bakar lebih banyak dan udara yang dibakar dalam suatu periode tertentu waktu (revs lebih tinggi), semakin besar kekuatan yang akan dibuat. Juga, jika campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar lebih efektif (yang mengakibatkan tekanan silinder tinggi), atau jika kerugian akibat gesekan pada mesin dapat dikurangi, kekuatan yang lebih akan terjadi. Secara umum, daya mesin meningkat sebagian besar melalui revs lebih tinggi dan meningkatkan tekanan silinder.

Output

Dalam pers otomotif, biasanya untuk merujuk kepada keluaran yang spesifik, yang merupakan jumlah daya puncak yang mesin membuat per unit perpindahan. Unit yang paling sering digunakan adalah tenaga kuda per liter (hp / L), yang merupakan contoh klasik dari sistem metrik dan imperial head butting. Karena nilai output tertentu mesin tidak memperhitungkan salah satu sifat lain dari mesin, tidak dapat digunakan untuk secara akurat menentukan bahan bakar mesin (jarak tempuh), efisiensi bahan bakar (konsumsi bahan bakar spesifik), berat, keandalan, atau setiap tindakan lain dari kebesaran mesin. Selain itu, output tertentu hanya dihitung dengan nilai puncak daya mesin, yang mengabaikan kekuatan rata-rata mesin produksi di seluruh rentang putaran. Properti mesin hanya sebagian yang dapat diturunkan dari nilai-nilai output spesifik adalah kemampuan mesin untuk rev. Ini karena mesin-revving tinggi akan membuat daya lebih dari jumlah tertentu torsi, yang berbanding lurus dengan perpindahan mesin. Sebuah mesin rendah-revving tidak selalu lebih rendah dengan cara apa pun dibandingkan dengan kekuatan yang sama untuk membuat mesin-revving tinggi. Bahkan, mesin-revving tinggi cenderung memiliki kekuatan band sempit, jadi sebuah mesin dengan output tertentu tinggi mungkin memiliki kekuatan band sempit, Lebih jauh lagi, mesin kecil sering mampu revving lebih tinggi daripada mesin besar, karena sebagian besar dari bagian yang bergerak secara signifikan lebih kecil dan karena itu lebih ringan. Akibatnya, sebagian besar mesin kecil memiliki output tertentu lebih tinggi daripada mesin yang paling besar, meskipun output daya dan rasio power-to-weight yang lebih rendah dalam banyak kasus. Paksa induksi secara signifikan dapat meningkatkan output tertentu, karena tekanan silinder akan jauh lebih tinggi, menghasilkan daya yang lebih tinggi tanpa perpindahan besar. Adalah mungkin untuk mencapai output tertentu sangat tinggi dengan meningkatkan tekanan tinggi dari turbocharger dan superchargers.