Вопрос

Какой механический оборот измеряется в \"оборотах в минуту\"?

Я понимаю, что это количество оборотов в минуту, но какие именно вращающиеся детали измеряются? Если предположить, что это коленчатый вал, то как рассчитывается количество оборотов в минуту: с помощью датчика коленчатого вала или каким-то другим способом? Почему в некоторых старых автомобилях с карбюратором нет тахометра — из-за отсутствия ЭБУ и датчика?



Вот возможный сценарий:

4-тактный двигатель объёмом 1000 см³ с 4 цилиндрами работает на 1000 оборотах в минуту. Сколько раз в секунду срабатывает каждый цилиндр? Как это можно рассчитать?



Кроме того, воздействует ли поршень на коленчатый вал при каждом такте, даже при такте выпуска? Создаёт ли двигатель одинаковый крутящий момент при каждом такте поршня или при каждом из четырёх тактов прикладывается разная мощность? Если да, то почему частота вращения не меняется при каждом такте в цилиндре?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/26886/what-mechanical-revolution-is-measured-in-rpm

12 Комментариев

  1. Поршень поднимается и опускается ДВАЖДЫ за каждый оборот коленчатого вала. Один такт сжатия, один такт выпуска. Если коленчатый вал вращается со скоростью 1000 об/мин... каждый поршень поднимется и опустится 2000 раз. Поршень проходит путь от верхней мёртвой точки до нижней точки хода и обратно за 1/2 оборота.... четырёхтактный двигатель означает, что поршень поднимается и опускается, поднимается и опускается (подъём — это один такт, опускание — это один такт... поршень проходит весь ход 4 раза за один оборот.) За каждые 1/4 оборота кривошипа верхняя часть поршня поднимается или опускается до упора. 4 такта — это один цикл... один цикл — это один оборот кривошипа. Крутящий момент не измеряется на кривошипе или во время такта сжатия... это правильный термин... а не такта расширения. Свеча зажигания срабатывает непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней мёртвой точки (на 10 градусов до ВМТ)... поскольку взрыв происходит во время сжатия топливно-воздушной смеси... (момент зажигания), поршень с силой возвращается вниз, чтобы затем снова подняться, выпустить продукты взрыва и вернуться в исходное положение, чтобы всё повторилось... в каждом цилиндре тысячи раз в минуту... чем больше топлива поступает в двигатель, тем быстрее вращается коленчатый вал... Крутящий момент обычно измеряется на колесах динамометрического стенда... при низком крутящем моменте динамометрический стенд не будет вращаться так быстро... Колеса вращаются в зависимости от крутящего момента... при высоком крутящем моменте... колеса вращаются быстрее, чем может двигаться автомобиль... резина горит... при низком крутящем моменте... шины не могут свободно вращаться... за исключением случаев, когда сопротивление меньше... например, на гравии, мокром асфальте или грязи. Надеюсь, это поможет...


  1. обозначение правильное: 1 оборот коленчатого вала = 2 такта. 1-й поршень {такт впуска} перемещается ВНИЗ от точки ВМТ до точки ВМТ в конце такта впуска. 2-й {такт сжатия} поршень перемещается ВВЕРХ от постоянного тока до ВМТ в конце такта сжатия. {3-й рабочий такт} искра воспламеняет смесь поршень опускается от ВМТ до ВМТ в конце рабочего такта. 4-й поршень (такт выпуска) перемещается ВВЕРХ от постоянного тока к ВМТ. Это конец такта выпуска, таким образом, завершается 4-й такт 4-тактного двигателя, поэтому вы видите, что коленчатый вал вращается 2 раза, завершая 4 такта.
  1. Я установил приборную панель от бензиновой Audi 80 в свою Audi 80 с дизельным двигателем объёмом 1,6 л. Чтобы тахометр работал, я приклеил магнит к шкиву коленчатого вала, установил датчик Холла и кое-какую электронику для коррекции импульсов, чтобы тахометр работал правильно, ведь изначально он приводился в действие импульсами зажигания...
  1. Никогда раньше такого не видел. Хороший ответ.
  1. В некоторых автомобилях с карбюратором тахометр подключен к катушке. Так он подключен в моем пикапе 70-х годов.
  1. Разница между циклом и революцией
  1. @ᴘᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Ты прав, но я всё равно это сделал... лол. Пожалуйста, прочти и дай мне знать, удалось ли мне уловить суть твоих мыслей по этому поводу.
  1. У многих автомобилей с карбюратором есть тахометры (измерители числа оборотов в минуту), а у многих автомобилей с системой впрыска топлива нет карбюраторов. Поэтому я не уверен, что подача топлива связана с возможностью измерения числа оборотов в минуту.
  1. Хорошо, давайте начнём с одной и той же картинки, чтобы мы были на одной волне:



    Упрощенная компоновка двигателя



    Эти двигатели являются четырёхтактными, то есть поршень поднимается и опускается в общей сложности 4 раза: дважды вверх и дважды вниз за каждый цикл.



    Итак, отвечая на ваши вопросы:




    Конечно, я понимаю, что это количество оборотов в минуту, но каких именно?




    Как вы позже уточнили, речь идёт о вращениях коленчатого вала.




    Я предполагаю, что коленчатый вал вращается с такой-то скоростью. Как она рассчитывается? С помощью датчика коленчатого вала? Почему в некоторых старых автомобилях с карбюратором нет тахометра? Из-за отсутствия ЭБУ и датчика?




    Что касается способов измерения, то они могут быть как механическими, так и электрическими. В старых автомобилях не было тахометра, потому что они не пользовались популярностью и их установка обходилась слишком дорого. Однако во многих старых автомобилях тахометры были, просто с механическим приводом. Я не уверен на 100 %, где именно находился датчик, но готов поспорить, что это была просто шестерня на коленчатом валу, которая приводила в движение стрелку на приборной панели. Точно так же, как спидометр обычно представлял собой шестерню в трансмиссии, которая делала то же самое, только для скорости вращения колёс.



    Что касается электрических методов, то да, это просто датчик, который взаимодействует с ЭБУ и отправляет нужный сигнал ШИМ (широтно-импульсной модуляции) на приборную панель.




    Также предположим, что у нас есть большой 4-тактный двигатель объёмом 1000 куб. см с 4 цилиндрами, работающий на 1000 об/мин. Сколько раз в секунду срабатывает каждый цилиндр и как это можно рассчитать? Кроме того, вращается ли поршень вокруг коленчатого вала при каждом такте, даже при такте выпуска, с тем же крутящим моментом, или при такте сжатия он вращается по-другому? Если да, то почему частота вращения не меняется постоянно при каждом такте




    Чтобы разобраться в этом, давайте посмотрим, сколько раз вал совершает оборот за каждый такт. На схеме видно, что полный ход поршня вверх и вниз соответствует одному обороту коленчатого вала. Это значит, что в четырёхтактном двигателе вал совершает два оборота (два движения) за каждый четырёхтактный цикл, то есть за каждые два оборота коленчатого вала происходит один рабочий ход. Итак, если коленчатый вал вращается 1000 раз в минуту, это означает, что за одну минуту в каждом цилиндре происходит 500 рабочих тактов (выстрелов из свечи зажигания). Поскольку цилиндров четыре, за одну минуту во всём двигателе происходит 2000 искровых разрядов.



    И нет, поршень не создаёт одинаковый крутящий момент при каждом такте. На самом деле он создаёт крутящий момент только при рабочем такте. Остальные три такта он просто сопровождает.



    Что касается того, почему частота вращения не меняется постоянно, то дело в том, что свечи зажигания не срабатывают одновременно. Такты сжатия распределены таким образом, что во время вращения кривошипа мощность распределяется между 4 цилиндрами, поэтому один из них почти всегда вырабатывает энергию и вращает кривошип. Кроме того, маховик имеет большую массу и сглаживает неровности, возникающие при срабатывании каждого отдельного цилиндра во время такта сжатия. В противном случае цикл был бы гораздо более неровным.



    Думаю, на этом всё. Если кто-то найдёт что-то, что я упустил, или если я что-то напутал, пожалуйста, сообщите, и я всё исправлю.



    Я надеюсь, что это поможет!


  1. Это неверно: поршень поднимается и опускается один раз за оборот коленчатого вала и дважды за оборот распределительного вала. Четырёхтактный цикл занимает два оборота коленчатого вала.
  1. Механические тахометры часто устанавливаются на конце распределительного вала. Распределительные валы обычно вращаются со скоростью, вдвое меньшей, чем частота вращения двигателя, что немного упрощает преобразование вращения троса в показания тахометра.
  1. В старых автомобилях с механическим тахометром он обычно считывал показания с шестерни на валу распределителя. Кроме того, частота вращения может постоянно меняться, но обычно в очень небольших пределах. Двигатель поддерживает частоту вращения вблизи заданного значения, но она может меняться всего на ~1–2 %. Я знаю, что придираюсь к мелочам, но хочу внести ясность. Тахометр показывает только то, что я считаю «средним» значением частоты вращения. Учитывая, что у большинства таксономий шкала расположена на такой маленькой площади, вполне логично, что они не могут быть абсолютно точными. Кстати, отличный ответ!!! +1
Вы уже ответили на этот вопрос