ПРЕДСКАЗАНИЕ МОЩНОСТИ
Средний, хорошо-развитый двигатель запаса, предназначенный для использования на спортивных состязаниях / туристический мотоцикл будет иметь bmep приблизительно 70 psi. Это возможно, и я должен подчеркнуть, что слово "возможный", чтобы поднять это возможно к 115 psi-усовершенствование приблизительно 64 процентов, которые (если достигнуто) приведут к 64-процентному увеличению выходной мощности, не поднимая операционную скорость двигателя. Точно так же 64-процентное увеличение операционной скорости без изменения в bmep имело бы тот же самый эффект на выход. Вы будете видеть это в следующей формуле для того, чтобы вычислить лошадиную силу:
Где BHP - тормозная мощность
P является средним эффективным давлением тормоза, в psi
L является поршневым ходом, в feet
A является областью одного поршня, в квадратных дюймах
N является числом автоматических ходов в минуту
Очевидно, когда ценности L и A считаются постоянными, как имели бы место с двигателем, имеющим объем, проходимый поршнем за один ход в пределе, установленном для специфического участвующего в гонках класса, затем увеличиваются в мощности, может только быть получен, увеличивая ценности для P и N - и Вы найдете, что практически намного легче увеличить последнего чем прежний.
Как уже заявлено, bmep фигуры за запас, двигатели туристического типа с ограничивающими поток воздухоочистителями и глушителями, и с расположением каналов / карбюрация, поставленная под угрозу в пользу гладкого медленного управления, будет приблизительно 70 psi. Типичные фигуры для двигателей с расположением каналов и другим слесарным делом, устроенным исключительно (и эффективно) для максимальной лошадиной силы в пике обороты были бы приблизительно 115 psi - с несколькими маленькими, высоко-развитыми двигателями с двумя ходами, работающими в 125 psi. Точное число изменится согласно цилиндрическому смещению единицы и ширине полезной автоматической полосы двигателя, но можно разумно ожидать, что двигатели, подходящие для мотокросса упадут в 85-95 диапазонах psi - с большими цилиндрами, имеющими тенденцию к более низкой фигуре и маленьким цилиндрам наоборот. Дорожные двигатели гоночного автомобиля, настроенные, чтобы проявить максимальное усилие по очень узкому диапазону скоростей, будут обычно показывать bmep 100-115 psi, и конечно те же самые замечания относительно влияния цилиндрического размера применяются.
Эти числа имеют полноценность вне простого удовлетворения вульгарного любопытства: они могут использоваться очень с пользой, чтобы определить пригодность двигателя для некоторого специфического заявления. Например, они проливают свет на будущие перспективы тех, кто пробует преобразовать F-5 двигатель "Толсторога" Кавасаки, 350cc единственный, в движущую силу, способную к окончанию Yamaha TD-2's абсолютное доминирование в дорожных гонках. Очень был сделан, сторонниками Кавасаки, полноценности более широкого автоматического диапазона, врожденного с индукцией клапана диска F-5's и преимуществом l00cc, которое это получает, по TD-2, при наличии только единственный цилиндр (это, согласно существующим американским правилам Ассоциации Мотоцикла). Теперь, в то время как верно, что участвующий в гонках мотоцикл, имеющий широкую автоматическую полосу легче для ее наездника справиться, и может предложить абсолют, если очень небольшое преимущество на коротких, необычно извилистых цепях, нельзя пропустить факт, что TD-2 благословился с превосходной передачей близкого отношения и множеством наездников, весьма способных к разрешению с любыми проблемами, введенными потребностью в частых переключениях передач.
Рассматриваемый реалистично, ситуация, стоящая перед любым серьезным претендентом к превосходству Ямахы - тот, в котором лошадиная сила должна быть встречена с лошадиной силой. И каковы перспективы Кавасаки развития такой лошадиной силы? Давайте взглянуть на числа:
Принятие, что человек, который изменяет Кавасаки F-5, знает его бизнес, но не имеет всего времени развития в мире, (вероятность одобряет последнего намного больше чем прежний), тогда, он очень вероятно достигнет комбинации расположения каналов, и т.д., хороший для bmep приблизительно 105 psi-который - обо всем, что может ожидаться с единственным цилиндром 350cc смещение. Ожидать больше означало бы игнорировать значительные трудности в очистке эффективно большое отверстие F-5's (3.17-дюймовый) цилиндр. Далее принятие (и поскольку мы будем видеть позже, это предположение, далеко от сейфа), которым F-5 двигатель останется в одном, рабочая часть для продолжительности длинноватой гонки с ее наездником, наблюдающим провождение практику "красной черты" 9000 оборотов в минуту, с автоматическим пиком в 8500 оборотах в минуту, тогда
,
BHP = 
BHP = 47.6
Так, хорошо развитый F-5 поставил бы 47.6 тормозных мощностей. Как это сравнивает с Ямахой TD-2? Со всеми годами, которые вошли в развитие TD-2's, и предоставление должной мысли доказанной экспертизе Ямахы в этих делах, кажется безопасным предположить, что этот двигатель работал бы с bmep 115 psi в его автоматическом пике - который, кажется, в 11 000 оборотов в минуту. Таким образом, работая от тех чисел и 250cc измерения отверстия/хода пары Ямахы 56mm и 50mm, соответственно,
BHP = 
BHP = 48.0
Ясно тогда, те, кто пробовал бы бить Ямаху с Кавасаки F-5, брали себя задача значительной величины. Единственное яркое пятно на картине, для них, - то, что, в то время как они - 0.4 забойных давления вниз на Ямахе (принимающий почти оптимальную работу над их частью) они вероятно будут иметь преимущество в терминах средней лошадиной силы, изображенной с момента, передача является занятой - когда обороты падают несколько ниже тех для пиковой лошадиной силы - пока провождение практику "красной черты" не достигнуто, и это - время для разнообразия к следующей более высокой передаче. В лобовой области не будет никакого преимущества, поскольку, хотя F-5 двигатель является более узким чем тот из TD-2, подарок должен быть достаточно широким к кожуху наездник, и минимальная ширина, которая требует, достаточна, чтобы охватить любой двигатель. Кроме того, перемещаясь от теоретического до практического на мгновение, очень маловероятно, что Кавасаки мог быть сделан столь же надежным в 8500 оборотах в минуту, как - Ямаха в 11 000 оборотов в минуту, и не потому что F-5 двигатель ужасно разработан, или shoddily построен. Простая правда - то, что любой единственный цилиндр 350cc двигатель с отверстием F-5's / измерения хода и проводили практику "красной черты" в 9000 оборотов в минуту, собирается быть подчеркнутым очень около его абсолютного предела - предел, наложенный свойствами доступных материалов.
ПОРШНЕВАЯ СКОРОСТЬ
Все это задает вопрос, “, Как каждый определяет предел, относительно частоты вращения двигателя?” К сожалению, установление этого предела с любой точностью не только чрезвычайно трудно в терминах математики, вовлеченной, но также и требует данных относительно металлургии, и т.д., редко доступный вне рекордных мест фабрик, из которых происходят двигатели. Однако, есть руководящие принципы, которые, недоставая в абсолютной точности, действительно по крайней мере имеют достоинство простоты, и обеспечат индикатор, чтобы держать отдельно нас от определенной неисправности. Почти невозможно установить пункт, в частоте вращения двигателя, между нулевой неисправностью и возможностью неисправности; есть намного меньше трудности в определении провождения практику "красной черты" между небольшим количеством неисправности и только беспокоиться.
Быстрый и легкий метод установления предела для скорости коленчатого вала-, работая с поршневой скоростью. Фактически, со "средней" поршневой скоростью: поршни не едут в однородной скорости; они двигаются от полной остановки в каждом конце их хода, ускоряются до максимальной скорости, которая часто является сверх 120 миль в час, и затем тормозить на другую полную остановку. Для удобства, мы используем только среднюю поршневую скорость, и безопасный предел для этого, для двигателей, имеющих измерения хода отверстия в пределах диапазона, который рассматривают нормальным для мотоциклов, является приблизительно 4000 футов в минуту. И средняя поршневая скорость может быть вычислена очень легко, применяя следующую формулу:
Cm = 0.166 x L x N
Where: Cm is mean piston speed, in feet per minute
L is stroke, in inches
N is crankshaft speed, in revolutions per minute
Thus, using again the Kawasaki F-5 engine as an example, with L being 2.68-inches and N given as 9000, we find that
Cm = 0.166 x 2.68 x 9000
Cm = 4000 ft/min
Здесь мы имеем теоретически-предсказанный предел, который, кажется, соглашается весьма близко с заметной действительностью в области: Сообщения от тех, которые фактически участвуют в гонках изменили F-5 Кавасаки, указывают, что двигатель действительно фактически сохраняет приемлемый (в пределах каркаса значения того слова в гонках) надежность когда проведено практику "красной черты" в 9000 оборотов в минуту, и путаницах с ужасающей внезапностью если нажато далее. Конечно, это должно быть подчеркнуто здесь, что немного двигателей, F-5, не исключенный, сохраняют больше чем крайняя надежность на средних поршневых скоростях 4000 футов/минут, и даже это предполагает частую замену поршня и подшипников кривошипа/стержня.
Вы будете на намного более твердом основании, если ваш двигатель не будут просить вынести средние поршневые скорости выше 3500 футов/минут. Что - нибудь выше этого берет двигатель в зону сумерек надежности, и основание между 3500 футами/минутами и близким абсолютным пределом 4000 футов/минут покрыто неприятными возможностями, но они часто могут быть минимизированы с надлежащим выбором материалов и смазки. Я должен отметить здесь, что есть исключения к этому правилу среди некоторых из старомодных, двигателей длинного хода, которые имеют тенденцию иметь очень легкий (и сильный) двигущиеся взад и вперёд части относительно их абсолютного хода. Пример, который приходит на ум, - Bultaco 125cc TSS, который имел ход никакого меньшего количества 2.36 дюймов (решительно жаждут 125), но который, в "фабричной" дороге, участвующей в гонках, отделка доходила до 11 500 оборотов в минуту, точно так же как Ямаха TD-2 (с намного более коротким, 1.97-дюймовым ходом), и это представляет среднюю поршневую скорость 4500 оборотов в минуту. Очевидно, Балтако держал мнение, что получающийся край тонкого выхода надежности был приемлем, но их TSS никогда не был столь же очевидно безавариен как TD-2 Ямахы, который на той же самой скорости коленчатого вала (11 500) имеет среднюю поршневую скорость только 3775 футов/минут.
В то время как на предмете измерений отверстия/хода, я хотел бы сказать, что есть очень в пользу длинных двигателей цикла двух ходов хода во многих заявлениях. Они не выше (так много людей, кажется, думают) по сравнению с существующими проектами короткого хода дня в терминах медленного вращающего момента, поскольку вращающий момент - полностью функция смещения и bmep, и цело несвязанный с отношениями отверстия/хода. С длинным ходом, есть (в любом данном смещении) сокращение отверстия, и с этим потеря поршневой области против который газ
давление может проявить его силу, это точно уравновешивает потерю рычагов в двигателе короткого хода (который, в свою очередь, дается компенсацию выгодой в поршневой области). Единственная вещь неправильно с двигателем длинного хода - то, что его скорость коленчатого вала ограничена погрузками инерции, и что в свою очередь ограничивает его потенциал неограниченной власти по сравнению с "современным" коротким-stroker. С другой стороны, это дается компенсацию при наличии намного более компактной камеры сгорания, которая делает для более эффективного горения, и более низкими тепловыми погрузками на поршне в результате меньшей области короны, в которую может пропитаться высокая температура от процесса сгорания. Наконец, есть преимущество в области порта для проекта длинного хода, следующего из его относительно большой цилиндрической стенной области. Эта область увеличивается в двигателе длинного хода, потому что повышения смещения только прямой пропорции к ходу, но увеличен фактором 3.14 (постоянное, благочестивый) с расширениями в отверстии. Они - очень реальные преимущества, но они недостаточно, обычно, преобладать против явной способности двигателя короткого хода к обороту. Скорость коленчатого вала - единственная вещь, подчиненная большому манипулированию в уравнении лошадиной силы - и - намного более мощный фактор в определении выходной мощности чем относительно небольшие усовершенствования bmep доступный с незначительно лучшей камерой сгорания и расположением каналов в двигателе длинного хода. 10-процентное усовершенствование нашего Кавасаки F-5 bmep двигателя (большое усовершенствование действительно) подняло бы его выход к 52.3 забойным давлениям; оставьте bmep неизменное, но сократите ход и быстрое вращение это 11 000 оборотов в минуту, и Вы имели бы 61.3 забойных давления. Нет действительно никакой замены для оборотов.
ПОРШНЕВОЕ УСКОРЕНИЕ
К сожалению, в то время как нет никакой замены для оборотов, есть большое количество барьеров: поршневая скорость - один, как был уже отмечен. Но это - довольно косвенный предел, поскольку это игнорирует факт, что это не скорость так как весь старт и остановка поршней, которая делает повреждение, или по крайней мере худший любого повреждения. Силы ускорения, произведенные стартом и остановкой чувствуют даже в главных подшипниках двигателя, но они - в пике в шатуне и поршне и имеют особенно бедственный эффект на последнего, поскольку любая попытка сделать более сильный поршень склонна также сделать это более тяжелым - который ухудшает самую ситуацию, которую укрепление поршня должно улучшить. Даже в этом случае, верный двигатель
Ахиллесова пята, проблема, которая может наиболее сильно сопротивляться решению, часто является бедственным поршневым ускорением эффектов, может иметь на кольцах поршня.
Это часто думает, и весьма неправильно, который кольца поддерживают изоляцию между поршнем и стенами цилиндра просто через их свойства как пружины. Небольшая мысль должна убедить Вас, что такой не может иметь место, для большинства колец, сжатых в процессе установки, нажмите направленный наружу против цилиндра с силой, составляющей приблизительно 30 psi. Газовое давление в том цилиндре может легко превысить 750 psi, и это должно быть очевидным
то, что 30 сил psi не будут сдерживать тот приблизительно 750 psi. Однако, одинаково очевидно, поршневые кольца действительно формируют эффективную изоляцию. Как? Поскольку они получают большую помощь от цилиндрического давления непосредственно: газовое давление выше кольца захлопнуло, это против основания его углубления в поршне, и также (действующий позади кольца, позади углубления) выталкивает это трудно против цилиндрической стены. Таким образом, в нормальном ходе событий, изолируя давление в интерфейсе между цилиндрической стеной и кольцом всегда удобно выше чем давление, которое это должно сдержать.
Эта очень желательная ситуация будет поддержана, если кое-что, случается, не опрокидывает вещи, и наиболее - настойчивый среди нескольких “something’s”, которые могут злоупотребить - чрезмерное поршневое ускорение. Когда поршневое ускорение превышает общее количество суммы газовых давлений, держа кольцо в месте, кольцо поднимется вверх (поскольку поршень приближается к вершине его хода, и тормозится к остановке). Немедленно, как кольцевые подъемы, газовое давление, предварительно примененное выше и позади также применено под кольцом, в каком пункте его инерция вступает во владение полностью и кольцевые хлопки трудно против вершины его углубления. Это последнее действие выпускает все давление из-за кольца, оставляя это полностью на его собственные слабые устройства в сдерживании огня выше, и поскольку его 30 psi давлений направленных наружу не никакое состязание для 750 psi давлений в верхнем цилиндре, это унесено яростно назад в его углубление. Радиальное разрушение кольца открывает прямую дорожку вниз, цилиндрическая стена для высокой температуры и газов сгорания давления - но только для микросекунды, для действия, только описанного немедленно применяет газовое давление еще раз позади кольца, и это посылает его раскручивание в место против цилиндрической стены. К несчастью, это не может остаться там, поскольку газовое давление немедленно ударяет по этому назад в его углубление снова - чтобы повторить процесс много раз, пока поршень фактически не остановлен, и инерция кольца больше не достаточно, чтобы противостоять газовому давлению.
Чистый результат всей этой деятельности состоит в том, что по промежутку нескольких степеней вращения кривошипа, немедленно предшествуя центру вершины достижения поршня, кольцо будет неоднократно разрушаться радиально и в то же самое время коваться трудно против вершины его углубления. Понятно, кольцо обеспокоено этим, поскольку это не только получает напуганные удары но также и купается в огне, будучи лишенным тесного контакта с поршнем и цилиндром, который иначе служил бы, чтобы снять высокую температуру. Одинаково разрушительный - то, что поршень имеет почти такую же проблему, с высокотемпературными газами, выпускающими пар мимо ее юбки, чтобы вызвать перегревание, сжечь нефтяную пленку между собой и цилиндрической стеной, и с ее кольцом, или кольцами, все время пробуя загнать их путь через головку поршня. Умеренный случай того, что весьма точно называют “кольцевым порханием” в конечном счете, приводит к разрушению кольца и иногда размерная целостность его углубления; более серьезный случай уверен вести быстро в неисправность смазки, перегревание, и прихват поршня. К счастью, этой решительной проблемы можно избежать, благодаря работе
из исследователя Пола de K. Дамбы, чье исследование кольцевого явления порхания привело к большинству того, что мы знаем об этом - и кто изобрел стойкое к порханию кольцо, которое имеет его название. Дамбы показали нам причину кольцевого порхания, и понимание инженеров причины отражено в их проектах современного поршневого кольца, которое является очень тонким, axially, с очень значительной шириной, радиально. Таким образом, газовое давление тяготит большой поверхности, обеспечивая одинаково большую полную вниз-силу, но отклонено относительно маленьким восходящим грузом, поскольку кольцо, будучи тонким, является легким, и в последствии имеет немного инерции. Однако, даже с очень тонкими кольцами, порхание произойдет, если погрузки инерции будут достаточно высоки. Уладить вопрос, относительно любого данного двигателя, просят следующую формулу о том, что определил максимальное поршневое ускорение:
G max = 
Где G max is maximum piston acceleration, in feet per second (максимальным поршневым ускорением)
N является скоростью коленчатого вала, в оборотах в минуту
L является ходом, в дюймах
A является отношением длины шатуна, между центрами, к ходу
Чтобы иллюстрировать, как высоко эти силы могут иногда быть, давайте использовать как пример Ямаха TD-2, используя 11 000 оборотов в минуту для N. Формула говорит нам, что на той скорости, максимальное поршневое ускорение будет (с ответом, закругленным моей логарифмической линейкой; я слишком ленив, чтобы сделать все это с бумагой и карандашом), никакие меньше чем 135 000 ft/sec2. Теперь, если Вы вспомните на мгновение, что ускорение серьезности - только 32 ft/sec2, будет ясно, что груз на поршнях Ямахы - и таким образом на его кольцах - является очень высоким действительно. Но погрузка высоко достаточно, чтобы сделать кольцевое порхание Ямахы? Очевидно, это не, поскольку двигатель остается не только надежным, но и свежим в сравнительно длинных гонках. Предел, для двигателя TD-2, немного выше чем 135 000 ft/sec2 - но не намного выше, поскольку Вы будете видеть в
следующий стол, перечисляющий кольцевые толщины и ускорение, при котором они начинают трепетать.
Для колец, имеющих a 0.125- толщина дюйма, 40,000 ft/sec2
0.094 “ “ 53,000 ft/sec2
0.063 “ “ 80,000 ft/sec2
0.047 “ “ 106,000 ft/sec2
0.039 “ “ 138,000 ft/sec2
Ямаха, с кольцами, имеющими толщину 1mm, или 0.039-дюймовый, и максимальное поршневое ускорение 135 000 ft/sec2 в 11 000 оборотов в минуту, кажется, работает очень около предела - поскольку действительно это. Но это вероятно - не совсем как около предела, поскольку числа предлагают, для участвующего в гонках кольца (с его преувеличенной толщиной/шириной профильный аспект) несколько меньше подчинено, чтобы трепетать чем кольцо, сделанное для заявления в туристическом двигателе. Однако, данные числа довольно близки для колец с пропорциями нормального диапазона, и если Вы имеете двигатель с кольцами, для которых Масло предсказано в 80 000 ft/sec2 и намереваться использовать скорости коленчатого вала, которые подняли бы максимальное поршневое ускорение кое к чему больше как 100 000 ft/sec2, тогда я сильно убеждаю Вас приспосабливать новым поршням с более тонкими кольцами. Вы можете интерполировать между фигурами, данными, чтобы найти безопасные уровни ускорения для кольцевых толщин не перечисленными.
Есть поршневые кольца, которые сопротивляются очень сильно поршневым усилиям по ускорению к созданию их порхание. Самые известные из них - кольцо Образца дамб, которое имеет профиль L-shaped и вписывается в подобно-имеющее-форму углубление в поршне. Кольцо Дамб сделано стойким к порханию фактом, что его горизонтальная нога соответствует весьма близко в его углублении, по сравнению с люфтами вокруг вертикальной ноги, и поэтому даже если ускорение снимает кольцо, которое это не может снять достаточно высоко, чтобы закрыть давление позади вертикальной ноги кольца. В последствии, способности уплотнения кольца поддержаны при ускорении, которое было бы уничтожением колец в обычном образце прямоугольной секции. Однако, кольцевая способность Дамб поддерживать изоляцию не освобождает это от всей неприятности, посещая также-высокое поршневое ускорение: в то время как это может изолировать под теми
условия, это все еще пугается об энергично и если грохот продолжается достаточно долго, кольцо Дамб, и углубление, пробующее ограничить это, оба становятся ужасно избитыми. В том пункте, его способность изолировать исчезает и механическая неисправность кольца, поршень, или оба, следуют очень близко. Bultaco долго использовал кольца Образца дамб, как имейте определенные другие, но большинство изготовителей предпочитает кольца, которые не требуют такой осторожной и запутанной механической обработки. Есть другие стойкие к порханию кольца, и много превосходных причин для того, чтобы использовать кольца обычной конфигурации, но этих деталей обсуждены в другом месте в этой книге, и в большей глубине чем был бы соответствующим здесь.
После установления всех этих механических пределов, относительно поршневой скорости и ускорения, и после решения, сколько мощности Вы, вероятно, доберетесь от специфического двигателя, Вы должны подвергнуть двигатель полному обзору. Это включило бы измерение высот порта и widths, камеры сгорания и объемов картера, и наброска поршневого путешествия против вращения кривошипа. Это последнее усилие может сначала казаться довольно бессмысленным, но как ваши продвижения работы, Вы найдете, что карта, которая покажет почти, но не совсем кривая синуса, обеспечивает мгновенное считывание между степенями в коленчатом вале и положении поршня от главного центра, который является самым полезным. Это скажет
Вы, например, сколько поднимать главный край впускного канала, чтобы сделать данное изменение в выборе времени, и сколько урезать от юбки поршня (в двигателе порта поршня), чтобы получить цикл всасывания Вы хотите - или думаете, что Вы хотите. Карта также предоставит Вам все средние открытые портом пункты, и это обеспечит чрезвычайно полезные отношения между установкой угла опережение зажигания, выраженной в степенях и в поршневом путешествии от главного центра. Вы можете изобрести ваши собственные методы для того, чтобы получить всю эту информацию согласно вашему предпочтению и ресурсам; я объяснил мои собственные методы в другом месте в этом тексте, в соответствующих главах.
Пункт, который должен быть включен в любое обсуждение основ двигателя цикла с двумя ходами, - общая газовая динамика. Вы можете получить информацию на предмете в вашей местной библиотеке, но применимые подробные сведения, вероятно, будут широко рассеяны там, таким образом я покрою предмет вкратце здесь. Манера, в которой то, что следует, применяется в определенных пунктах всюду по двигателю и его связанному слесарному делу, будет покрыта позже, но Вы должны знать несколько из основных принципов теперь и таким образом спасать меня от становления излишне скучным позже.
Одна вещь, которую Вы должны знать, например, то, что воздух, перемещающийся через двигатель, смесь газов, имеет многие из свойств жидкости. Это даже имеет способность к "влажному" поверхность, и имеет вязкость, что означает, что воздух будет цепляться за все поверхности в пределах двигателя в слое, который перемещает едва вообще независимо от того, какова скорость середины реки может быть. Глубина этого граничного слоя - под влиянием газовой температуры, и температурой поверхности, на которой это формируется, так же как формой поверхности. Пожалуйста поймите, что слой не твердое тело; это "стрижет" с общим потоком всюду по его глубине - который может быть столько, сколько 0.100-дюймовым - с движением, увеличивающим относительно расстояния от поверхности, о которой это сформировано. И как близко как 0.020-дюймовый от поверхности, поток может все еще быть в заказе 80 процентов из этого в середине реки, что означает, что ограничение, сформированное граничным слоем не является очень большим. Тем не менее, это - там, и это составляет такие вещи как круглые порты, имеющие меньше сопротивления, чтобы течь чем квадратные порты, область для области, и для способности единственного порта соответствовать потоку пары портов несколько большей области. Это также составляет факт, что увеличения сопротивления потока прямой пропорции с длиной порта, и большой части сопротивления, следующего из формы специфического порта происходят из-за создания той формы толстый граничный слой, который становится буквально штепселем в порту.
Вообще говоря, граничные слои будут считаться к минимальной глубине на поверхностях, что "повышаются" (относительно руководства потока) и выгоды в толщине на любой поверхности, которая падает далеко. Таким образом, труба впуска, например, должна быть сведена на конус в немного с конца входного отверстия карбюратору - возможно 2-3 степенями - в интересе проведения толщины граничного слоя к минимуму. В той конфигурации, это будет иметь заметно меньше сопротивления, чтобы течь чем прямое, параллельная стенная труба. Точно так же порты передачи должны уменьшиться в профильной области от их входа в картере к их выходу в цилиндре.
Эти газы также имеют инерцию: после того, как приведенный в движение они имеют тенденцию оставаться в движении; когда в покое они сопротивляются всем усилиям получить их перемещение. Практически, это означает, что всегда есть задержка между вводным впускным каналом и движением воздуха в трактате впуска. К счастью, эту задержку можно достаточно дать компенсацию к концу цикла всасывания, когда давление в картере повысилось к уровню, который должен выдвинуть часть зарядки, выбивают порт - но не может из-за эффекта инерции на поступающих газах. Инерция также имеет ее эффект на поток газов через порты передачи и система выпуска, но я буду иметь дело с этом, рассматривая те предметы отдельно.
Эти эффекты инерции полезны, но трудны справиться как кое-что кроме других процессов, происходящих как машинные пробеги. Например, длина трактата впуска обычно устанавливается больше с проушиной к резонансам чем инерция, и ее диаметр, установленный расходом, требуемым карбюратором измерить должным образом - уравновешенный против сопротивления, которое посещает высокие газовые скорости. Поэтому, фактически единственная вещь, которую мы можем сделать об эффектах инерции, должна попытаться найти впуск, рассчитывающий, который сделает максимальное использование обеспеченных системой впуска распределяемым главным образом, чтобы удовлетворить другим требованиям.
Резонансы - другой вопрос. Звуковые волны поедут через любую упругую среду, типа воздуха, и в их проходе они сплачивают или вызывают обособленно молекулы, так же, как подобные волны энергии, едущие через океан тянут воду в пики и корыта на ее поверхности. И, как в океане, движение волн устойчиво вперед далеко из их источника, но передающей среды не делает. Возьмите, например, деятельность, окружающую единственную конденсацию, или волну положительного давления, поскольку это перемещается через воздух. В ее центре, молекулы были сплочены, сжаты, но поскольку это едет, это выпускает те молекулы и сжимает другие, поскольку это достигает их. В той же самой манере,
a разреженность, или волна отрицательного давления, выдвигают молекулы обособленно. Обе волны ведут себя любопытным, но полезным способом когда ограничено в трубе, и эффекты инерции смешаны с ними. С одной стороны, они будут отражены назад, достигая конца трубы - открыт ли тот конец или закрыт. Но в открытом конце трубы, волна изменяется в признаке: конденсация инвертирована и становится разреженностью, и наоборот; в закрытом, волна будет отражена, но сохраняет ее признак.
Как - все что полезный? Например, в системе впуска открытие впускного канала выставляет конец картера трактата к частичному вакууму, и что в свою очередь отсылает разреженность, стреляющую к противоположности, атмосферной, конец трактата. Это едет к звонку впуска, обратные своды в признаке стать конденсацией, и немедленно попятилось к картеру - чтобы прибыть туда как глыба сжатых молекул, которые приливают в картер, который будет пойман, если поршень тогда закрывает впускной канал, как часть убирающей мусор зарядки. Тот эффект, трубы – открыт с инерцией во внезапных газах, делает все различие в получении работы зарядки сделанным в двигателях с двумя ходами - которые обеспечивают только нелепо короткое время для таких хозяйственных работ.
Как короткий время? Это - в то же самое время один из наименее сложных и большинства вычислений угнетения, которые Вы можете выполнить. Позвольте нам рассматривать передачу данных Ямахы 1, который в полностью развитой конфигурации имел продолжительность впуска 160 степеней, продолжительность передачи 123 степеней, и продолжительности выхлопа 172 степеней. Ямаха требует автоматического пика в 7000 оборотов в минуту. Давайте взглянуть в фактическое время, в трещинах секунды, доступной для завершения этих функций. Чтобы достигать этих времен, используйте следующую формулу:
Где T - время, в секундах
N является скоростью коленчатого вала, в оборотах в минуту
является портом открытая продолжительность, в степенях
(Эта формула может быть сокращена к 
)
Таким образом, чтобы найти T для продолжительности впуска с 160 степенями,
.
С заявлением той же самой формулы к передаче и периодам выхлопа, мы находим, что прежний открыт 0.0029 секунды, и последние открытые 0.0041 секунды. Даже самые длинные из них, открытой выхлопом продолжительности, являются только 41/10,000-second, и это не очень время, чтобы освободить выхлопные газы из цилиндра. Фактически, тот специфический процесс существенно закончен в 29 степенях, или 0.0007 секундах, между выхлопом - и открытием передачи. В тот короткий период, давление в цилиндре должно упасть кое к чему очень рядом атмосферный, или выхлопные газы захлопнули бы их путь в картер через порты передачи. Конечно, выхлопные газы обеспечиваются весьма большую апертуру, посредством которой они могут сделать их утечку, и что они делают так, успешно, менее замечательно чем факт, что новая зарядка, сжатая в картере двигателя с двумя ходами является в состоянии пробиться через гораздо более ограниченные порты передачи, продвигаемые намного более низким давлением, снова наполнять цилиндр, в чрезвычайно краткий момент доступный. Это не кажется ничем за исключением удивительного, что эта операция перезарядки достигнута в 0.0027 секундах, обеспеченных периодом передачи 114 степеней передачи-данных-1's Ямахы; то, что тот же самый процесс имеет место в Ямахе, двигатель TD-2 только в 0.0017 секундах появляется незначительное чудо. Очевидно, божественное вмешательство не действительно фактор в функционировании двигателей с двумя ходами, и цилиндрическая перезарядка возможна просто, потому что процесс получает большую помощь от действий системы выпуска, газовые скорости через порты передачи имеют среднюю ценность в заказе 300 футов/секунд, и профильные области вовлеченных портов являются относительно большими по сравнению с объемом газов, которые будут переданы.
Как это случается, возможно вычислить правильные комбинации открытых портом времен и областей порта для любого двигателя мотоцикла, в любой частоте вращения двигателя. Максимальная безопасная скорость для любого двигателя также измерима, как объяснено ранее в этой главе, наряду с измерениями расширительного бачка, размером карбюратора и многими другими факторами, влияющими и на максимальную выходную мощность и на повсюду приводить в действие особенности. Это должно быть отмечено здесь, что ни одна из ценностей, полученных просто из вычислений не обязательно оптимумы, и прекрасные регуляторы должны всегда делаться экспериментально, но намного лучше использовать простые формулы, представленные в главах, чтобы следовать чем делать попытку просто-экспериментального подхода. Вовлеченная математика ужасно не усложнена, хотя иногда арифметика трудолюбива, и Вы можете использовать бумагу и карандаш, чтобы достигнуть основной комбинации двигателя/трубы, которая будет очень около оптимума. Намного ближе, фактически, чем был бы получен даже не поддержанными догадками самого опытного блока настройки, и около достаточно к полностью развитой конфигурации, чтобы минимизировать издержки времени и денег, вызванных в здании двигателя гоночного автомобиля. Вы начинаете, определяя, математически, верхний предел для частоты вращения двигателя, затем используете больше математики в установлении максимума для толщины поршневого кольца, в установлении всех измерений порта, чтобы удовлетворить спроектированной частоте вращения двигателя, в отборе карбюратора, и в проектировании расширительного бачка. Подходящие ценности для степеней сжатия, и первичных и вторичных, обеспечиваются в главах, имеющих дело с нагнетанием картера и головками цилиндра, соответственно, и с остальной частью материала, включенного в эту книгу, все это составляет в целом то, чтобы быть довольно полным машинным руководством модернизации для двух ходов зафиксированный двигателем "блок настройки". Мой собственный опыт указывает, что двигатели, построенные по линиям, предложенным здесь никогда не не в состоянии поставить высоко определенную лошадиную силу (который является больше чем, может быть сказан для любой системы сокращения-и-попытки), даже без выгоды обозначенных экспериментом регуляторов. Я не люблю догадки, предпринял серьезное усилие устранить это от моих собственных проекто