평균 피스톤 속도

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평균 피스톤 속도(검은색 라인)와 실제 피스톤 속도(색상 라인)의 비교.도표에는 BDC에서 TDC로 1회 스트로크가 표시된다.회전 = 1.000 min-1, 스트로크 = 88 mm.커넥팅 로드 비율 l/r은 3 - 빨간색, 4 - 녹색, 5.5 - 파란색

평균 피스톤 속도는 왕복 엔진에서 피스톤의 평균 속도다.스트로크와 RPM의 기능이다.1회 스트로크가 크랭크 회전(또는 1회 크랭크 회전당 2회)의 1/2에서 발생한다고 설명하는 등식에는 2의 요인이 있고, RPM 기간에서 분 단위에서 초를 변환하는 '60'의 요인이 있다.

${\displaystyle V_{\text{mean}=2*{\frac {\text{mm]}{1000}}*{\frac {\text}}RPM}{60}}}$

예를 들어 스트로크가 90 mm인 자동차 엔진의 피스톤은 평균 속도가 2 * (90 / 1000) * 3000 / 60 = 9 m/s의 3000 rpm이다.

2009년 아우디 R8에 데뷔한 5.2리터 V10은 92.8mm 스트로크와 8700rpm 레드라인에 힘입어 생산차(26.9m/s) 중 평균 피스톤 속도가 가장 높다.^[1]

반

저속 소멸

해양 및 전력 발전 애플리케이션용 최대 8.5m/s

중속 다이젤

열차 또는 트럭의 경우 ~11m/s

고속 디젤

자동차 엔진의 경우 ~14–17m/s

중속 가솔린

자동차 엔진의 경우 ~16m/s

고속 가솔린

스포츠 자동차 엔진 또는 모터사이클의 경우 ~20–25m/s

경쟁

극단적인 예로는 NASCAR 스프린트 컵 시리즈와 포뮬러 원 엔진(최대 25m/s), 탑 연료 및 MotoGP 엔진(최대 30m/s)이 있다.

모든 함수의 평균은 평균값을 가리킨다.좁은 수학적 의미에서 볼 때 평균 피스톤 속도의 경우 피스톤이 상승하는 시간의 절반과 피스톤이 하강하는 시간의 절반이기 때문에 0이다. 이것은 유용하지 않다.이 용어가 일반적으로 사용되는 방법은 위아래 감각 모두에서 양성인 거리를 취하면서 시간의 단위당 피스톤이 이동한 거리를 설명하는 것이다.실린더 벽에서 마찰 작업이 이루어지는 비율, 따라서 열이 발생하는 비율과 관련이 있다.이것은 일종의 무두질이다.이것은 설계의 결과보다는 설계되어야 하는 규격을 나타내며 평균 피스톤 속도는 분당 회전수의 함수, 즉 특정 rpm의 피스톤은 수조에서와 같은 그래프 피크에서, 즉 rpm이 일정하게 유지될 경우 크랭크축에서 286.071도에 있게 된다.0도와 180도에서 피스톤 속도는 0이다.피스톤 속도는 피스톤과 커넥팅 로드 횡단구성요소의 강도에 대한 시험이다.피스톤 자체를 만드는 데 사용되는 합금은 마찰 계수, 열 수준 및 왕복 응력이 피스톤이 구조적으로 붕괴하기 전에 지탱할 수 있는 최대 레벨을 극복하기 전에 피스톤이 도달할 수 있는 최대 속도를 결정하는 것이다.합금은 대부분의 제조업체에서 상당히 일관된 경향이 있으므로, 주어진 rpm에서 피스톤의 최대 속도는 스트로크의 길이, 즉 크랭크축 저널의 반지름에 의해 결정된다.생산에서 가장 일반적인 엔진 유형은 정사각형 또는 정사각형 이하에 만들어진다.즉, 사각 엔진은 0도에서 180도까지의 스트로크의 총 길이와 실린더 보어의 직경이 동일한 반면, 언더쿼어 엔진에서는 스트로크의 총 길이가 보어의 직경보다 크다.반대로 오버스퀘어(oversquare)는 토크 곡선이 최대 피스톤 속도의 피크에 근접하는 고성능 엔진에 주로 사용된다.일반적으로 이런 유형의 엔진에서는 터보차저나 슈퍼차저를 통해 실린더의 부피를 인위적으로 증가시켜 연소에 이용 가능한 연료/공기의 양을 증가시킬 수 있다.예를 들어, 실린더 직경이 스트로크 길이보다 상당히 커서 사용 가능한 rpm은 더 높지만 커넥팅 로드와 피스톤의 강도와 베어링에 대한 더 높은 온도 공차가 필요한 포뮬러 1 레이싱 엔진에서 찾을 수 있다.이들 엔진의 실린더 직경은 상당히 작으며(45 mm 미만) 스트로크는 건설업자가 설계한 토크 곡선 및 최대 가용 rpm에 따라 그것보다 작다.피크 토크는 더 높은 rpm에서 도달하고 더 넓은 범위의 rpm에 걸쳐 분산된다.이들 규격은 알려진 요소로서 다음과 같이 설계할 수 있다.토크는 스트로크 길이의 함수로서 스트로크가 짧을수록 낮은 rpm에서 가용 토크가 적지만 피스톤 속도는 훨씬 더 빠른 속도로 가져갈 수 있어 엔진 rpm이 더 높은 것을 의미한다.이러한 유형의 엔진은 정사각형 또는 과소 쿼터 엔진보다 훨씬 더 섬세하고 이동 부품에서 훨씬 높은 정밀도를 필요로 한다.1960년대 초까지만 해도, 재료 고려와 가공 기술 때문에 설계자에 의한 초점은 피스톤 속도보다는 토크에 집중되었다.소재가 개선되면서 엔진 rpm도 높아졌다.

참조