Как сделать средний ход
Порядок построения чертежа плана теодолитного хода
Одна из главных задач геодезии состоит в отображении земной поверхности на горизонтальной плоскости. Большие территории обычно изображают на карте, а на планы наносят небольшие участки в крупном масштабе. Рассмотрим далее порядок его построения и особенности.
Назначение плана теодолитного хода и этапы его составления
Поскольку на небольших территориях искажения измеренных углов и длин будут не столь значительными, их пренебрежение не приведет к значительной потере точности.
Как уже было сказано выше, первостепенная задача этого чертежа – отображение земной поверхности и объектов, которые на ней расположены. Обычно создаются в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 и 1:10 000.
Принято также различать следующие виды планов:
Для составления всех этих графических материалов в основном проводится теодолитная съемка. Сам процесс изготовления плана проводится в такой последовательности:
– создание координатной сетки;
– нанесение точек хода на чертеж;
– отображение ситуации местности.
Подготовка чертежа: построение сетки координат
Перед тем, как нанести на план все его составляющие необходимо должным образом подготовить его. На плотном листе бумаги чертится координатная сетка со сторонами квадратов равными 10 сантиметрам. В работе используют различные инструменты, вроде штангенциркуля, координатографа, линейки Дробышева или обычной масштабной.
Чтобы определить, какое количество квадратов нужно построить для X и Y, используют выражение:
\(d \)– длина стороны квадрата на местности (в метрах). Для масштаба 1:1000 это будет 100 метров, а 1:2000 – 200 метров и т.д.
Рисунок 1. Числовая ось сетки координат
Максимальные и минимальные значения координат также принято изображать в конце сетки.
Нанесение точек теодолитного хода
Когда сетка координат построена, по ней отсчитывают значения для каждой точки и наносят на чертеж с учетом заданного масштаба. Желательно использовать для этих целей хорошо заостренный твердый карандаш. Данные берутся из ведомости координат.
Рисунок 2. Схема теодолитного хода на плане
Лучше для начала определить положение одной или двух точек и проверить правильность их нанесения. Это можно сделать по направлению дирекционного угла, которое должно соответствовать направлению линии на чертеже.
Также необходимо проверить, сходятся ли расстояние между ними с горизонтальным проложением. Допустимая разница не должна превышать 0,2 мм. В случае выявления расхождений необходимо проверить качество координатной сетки и правильность откладывания отрезков.
Поскольку построение осуществляется в прямоугольной системе, направление оси абсцисс (Х) будет направлено на север, а ординат (Y) – на восток.
Нанесение ситуации и оформление
Для дальнейших работ применяются абрисы, которые были составлены во время полевой съемки. Чтобы как можно точнее отобразить на плане ситуацию нужно использовать транспортир, прямоугольный треугольник и миллиметровую линейку хорошего качества.
Абрис содержит в себе детальную информацию о местоположении характерных точек жестких контуров местности относительно вершин хода. Выполняется в произвольном масштабе непосредственно во время полевых измерений. Всего различают такие способы съемки ситуации:
Рисунок 3. Абрис сторон теодолитного хода
При последовательном нанесении контурных точек из абриса на план они будут накладываться друг на друга, формируя местность. Очень важно регулярно проверять их точность, чтобы избежать ошибок.
Когда все объекты нанесены карандашом, их вычерчивают тушью, соблюдая правила оформления чертежей. Потом выполняют зарамочное оформление с обязательным указанием названия плана, его масштаба и другой информации.
Рисунок 4. Готовый чертеж плана теодолитного хода
Чтобы графически обозначить различные объекты и особенности местности на чертеже используют специальную систему обозначений – условные знаки. После выполнение всех вышеперечисленных процедур процедуру составления плана теодолитного хода можно считать законченной.
Box77 › Блог › Физика камеры сгорания. Часть 10. Точка в вопросе об R/S. Общественное мнение
Некогда в данном цикле статей я рассматривал кинематику и динамику шатунно-поршневого ДВС, в процессе описания которого сделал для себя вывод, что статьи об R/S, которые как по кальке копируются с одного форума на другой, в том числе немало и в блогах на драйв2, сильно преувеличивают влияние данного параметра на характеристики двигателя либо приписывают данному соотношению иной смысл.
Сегодня мы посвятим время детальному рассмотрению этой темы и поставим точку. И разбор будет тотальный.
Кому не хватит подробностей, милости прошу в ранние рассмотрения кинематики и динамики:
Статья 1. Кинематика
Статья 2. Динамика
Статья 3: Кинематика в графиках
Статья 4: Динамика в графиках, часть 1
Статья 5: Динамика в графиках, часть 2
Сейчас наша цель — R/S, R/S и ничего, кроме R/S. Тема никак не уложится в одну статью хотя бы по причине того, что имеется ограничение на количество текста и картинок, но я постараюсь сегодня за одну ночь разместить весь материал в необходимом количестве частей.
Зайдём с общепринятых распространяемых догм. Не будем обращаться к различного рода статьям, которые обычно и источников не указывают, а обратимся к тем, кого часто называют гуру автомобильной тематики на канале Youtube, ибо их мнение должно быть основано на каких-то размышлениях и практическом опыте, что немаловажно, в отличие от юнцов, беспощадно копирующих кем-то когда-то написанный текст. Прежде, чем продолжить чтение дальше, рекомендую посмотреть ролики, которые
Первый популярный автор у нас представлен на канале от Lty D.
У него имеется в арсенале лекция, которая носит название «R/S двигателя» от 14 декабря 2013 года и на момент написания статьи имеющая 5398 просмотров.
Второй гораздо более зарекомендовавший себя канал от популярного тюнера и успешного практика Власа Прудова
ВНИМАНИЕ: в видео содержится ненормативная лексика!
Он не мог обойти стороной данный вопрос и у него имеется выпуск под названием «ГЕОМЕТРИЯ ДВИГАТЕЛЯ (МОТОРА)». Выпуск достаточно свежий, датирован 21 декабря 2016 года, но уже набрал на данный момент 57 874 просмотра.
Третий очень популярный видеоблогер Евгений Травников, который для многих является несомненным авторитетом, многим позволил познать и понять многое на канале «Теория ДВС»
Его подход к данному вопросу происходил поэтапно:
Шаг 1 — Теория ДВС Кривошипно-шатунный Механизм (Часть 1)
Ролик от 3 февраля 2011 года, набрал 59375 просмотров.
Шаг 2 — Теория ДВС: КШМ Часть 2
Ролик от 19 января 2013 (изначально 20 сентября 2011), 14290 просмотров.
Шаг 3 — Теория ДВС: R/S и длина шатуна в реальных двигателях
Ролик от 30 декабря 2013 года, и к этому моменту набрал 35708 просмотров.
Сразу оговорюсь, что цель данного разбора – это поиск истины, а не попытка кого-то обвинить в клевете, но мнения разнятся, и «точка зрения, как и дырка на пятой точке, есть у каждого (цитата Власа Прудова)». Но вопрос об R/S стоит остро, мнения расходятся и с этим нужно что-то делать.
Ну, что же, усаживаемся поудобнее и знакомимся с видеоматериалами, если Вы ещё не видели их.
========= Lty D==================================
Первый автор шикарен. Он практически отображает все замороченные и непросветленные головы нашей молодежи.
Цитата 1: « Такой важный параметр как R/S, т.е. соотношение длины шатуна к ходу поршня». Т.е. достаточно большое количество автолюбителей действительно считают этот параметр важным.
Цитата 2: «На что влияет R/S двигателя? Во-первых это влияет на то, с какой скоростью будет поршень отходить от ВМТ и с какой скоростью об будет приходить и отходить от нижней мертвой точки. На R/S максимальном каком-нибудь там, — делает поправку на то, что шатун имеет бесконечную длину, — поршень с одинаковой скоростью будет двигаться, что вблизи верхней мёртвой точки, что вблизи нижней мёртвой точки.»
Цитата 3: «Чем выше RS, тем двигатель будет лучше чувствовать себя на высоких оборотах, потому как будут меньше мгновенные скорости поршня и будет меньше перегрузок для поршня.»
Цитата 4: «При снижении скорости отхода от верхней мёртвой точки двигатель будет лучше себя чувствовать на высоких обортах, потому как скорость горения смеси у нас всегда одинакова, а чем выше обороты, тем у нас меньше времени остается на то, чтобы смесь горела при высоком давлении вблизи ВМТ, поэтому чем больше RS, тем медленнее отходит поршень от ВМТ, тем у нас более лучшее именно сгорание непосредственно ТВС и тем выше, кстати говоря, и термодинамический КПД двигателя.»
Далее автор хочет продемонстрировать эффект наглядно и приводит пример с двумя ДВС, имеющими одинаковый радиус кривошипа с радиусом 37,5 мм, но с различными шатунами – 150 и 120 мм.
Производит вычисления для нижнего треугольника:
Хн = 37,5* cos(30) = 32,47 (автор указал 32,5)
Y = 37,5*sin(30) = (посчитает даже школьник, ибо синус 30 дает половину) = 18,75 (автор указал 18,5)
Далее идут вычисления для верхнего треугольника с шатуном 150 мм:
Xв = корень(150^2 – 18,75^2) = 148,82 (автор получил 148,9)
И производит вычисление изменения длины, что у нас получается 1,18 (у автора 1,1)
Следом аналогично для шатуна 120 мм:
Xв = корень(120^2 – 18,75^2) = 118,52 (автор получил 118,6)
И производит вычисление изменения длины, что у нас получается 1,48 (у автора 1,4)
На основании полученных данных автор делает вывод, что чем короче шатун относительно коленвала, тем быстрее поршень будет отходить от ВМТ.
Тут хотелось бы сделать некую поправку: когда идёт сравнение таких параметров, как изменение длины или чего-то ещё при прочих равных условиях, то не берётся значение «на сколько», а следует брать процентное соотношение от общего хода коленчатого вала. Правильный подход был бы таковым:
_____________________________________________________________________
При повороте коленчатых валов двух двигателей на один и тот же угол 30 градусов, поршни совершили движение:
ДВС1: на дельту = (37,5-32,47) + (150-148,82) = 6,21 мм (или 8,28 процентов хода)
ДВС2: на дельту = (37,5-32,47) + (120-118,52) = 6,51 мм (или 8,64 процента хода)
Разница при повороте кривошипа на 30 градусов составила 0,36 процента от общего хода.
————————
Далее, коль уж речь идёт о скорости, следовало бы для наглядности сделать следующее:
Ср.скорость поршней на данном участке (пусть при 3000 об/мин):
= 6,21мм*3000об/мин*360гр/об /(60с/мин*30гр) = 3725 мм/с = 3,725 м/с
= 6,51мм*3000об/мин*360гр/об /(60с/мин*30гр) = 3906 мм/с = 3,906 м/с
————————
На основании полученных данных можно было бы сделать вывод:
При увеличении длины шатуна (косвенно, и R/S, хоть его можно менять не только шатуном) в 1,25 раз (N = 150/120 = 1,25), или на 25 процентов, на участке 0…30 градусов поворота коленчатого вала поршень прошёл бы на 0,36 % хода больше, при этом его средняя скорость уменьшилась на данном участке в 1,048 раз (3,906/3,725= 1,048), или на 4,8 процента.
_____________________________________________________________________
После такого расклада многое стало бы очевидно. Проведи аналогичные расчёты с ходом коленвала, и вопрос о скорости при R/S отпал бы собой, но нет.
Расчёт демонстрирует просто наличие разницы, и этого автор считает достаточным и убедительным. Далее автор утверждает, что «когда коленвал проходит отметку 90 градусов, то поршень идёт медленнее».
…
Вот с такими заявлениями вообще надо быть осторожным и хоть иногда почитывать книжки. Поршень уже задолго до 90 градусов поворота коленчатого хода начал замедляться!
После следует объяснение:
«При очень высоком R/S просядут низкие обороты двигателя, потому что при маленьком R/S поршень отходит от ВМТ быстрее и на низких оборотах наполняемость цилиндра уменьшается, потому что поршень быстрее ускоряется и через ТВК быстрее заходит заряд ТВС. В случае с R/S большим у нас ход как бы равномерный, меньше ускорение и наполняемость хуже».
Даже комментировать не буду.
Далее фраза убила:
«от ВМТ поршень отходить вверх быстрее»
Ну, все мы можем оговориться=)
После речь пошла о том, что впускной клапан после НМТ еще остается отрытым для дозарядки, и при большом R/S поршень начинает двигаться вверх быстрее, тем самым на низких оборотах он выталкивает смесь из-за того, что та не успела набрать энергию. При низком же RS на низких оборотах дозаряжается более хорошо, а после пошла речь о термодинамическом КПД, что является выводом из мнения о значительном изменении скорости движения поршня, высказанного ранее. Как окончательные аргументы в защиту концепции R/S автор приводит примеры формульных и мотоциклетных моторов с большим R/S (более двух), а также рассказывает про неудачные доводки моторов, когда объём ДВС был увеличен путём увеличения рабочего хода.
Можно комментировать, но всё бессмысленно. По поводу малого R/S для справки: мотор S38B38 от М5 имел ход коленчатого вала 90 мм при длине шатуна 142,5 мм (т.е. R/S = 1,58) и при этом развивал мощность 340л.с./6900 оборотах. И таких примеров достаточно.
Думаю, мнение первого автора мы усвоили.
Следующий автор: Влас (Ещё раз повторю: ВНИМАНИЕ: в видео этого автора ненормативная лексика!)
Вначале ролика обсуждается соотношение диаметра к ходу. Достаточно интересная тема, у меня есть свои предпочтения по этому вопросу (кто со мной хорошо знаком, тот знает, что я отдаю предпочтение моторам с D/S >1), но помним, сегодня нас интересует R/S, R/S и только R/S.
Чтобы минимизировать психику от лексикона, можно перемотать ролик на 13.20, оттуда начинается речь про соотношение длины шатуна к ходу поршня.
Всё мнение Власа можно уложить одной, пусть и не короткой, цитатой:
«Чем больше R/S, тем кверху поршень немножко замедляется и назад так, потом раз и ускоряется и внизу тоже замедляется. Чем R/S выше, тем он (поршень) больше здесь (возле мертвых точек) замедляется. Для чего это нужно, особенно у верховых моторов, особенно у формулы 1, где у них R/S достигает 2,2-2,4 и … его знает сколько. Для чего это сделано? Для того, чтобы смесь, когда она сожмётся замедленно, она взорваться успела и сгорела полностью, чтобы это пламя распространилось и нормально произошла отдача на коленвал и на маховик и так далее.»
Дальше Влас сообщил о том, что обратный эффект у малого R/S, а после начался разговор про клапана.
Влас – технически грамотный человек. Готов признать, что и я, автор данной статьи, что-то почерпнул из его роликов. Важное преимущество Власа перед автором первого ролика – это опыт. Ну, и конечно же знания. Но мы видим общее представление Власа с предыдущим оратором о том, что увеличение R/S достаточно значимо влияет на скорость поршня возле мёртвых точек. И речь не об отдельном ходе коленчатого вала, который действительно вносит серьёзные поправки в физику работы двигателя в отличие от его соседа шатуна. Опять же мы видим избитый пример про формульные моторов.
А вот автор третьего канала, который посвятил соотношению R/S аж три видеоролика, меня приятно удивил. Почему удивил? Потому что пару раз я был разочарован его высказываниями в адрес некоторых конкретных ДВС и особенно меня расстроило то, что он в серьёз взялся за сборку двигателя Ибадуллаева. Честно признаться, сев писать статью, я ожидал, что Евгений будет защищать R/S или хотя бы будет относиться к нему как к данности. Но нет! Он как раз-таки отрицал необходимость акцентирования внимания на нём и достаточно популярно в последнем из приведённых роликов объяснил конструктивную необходимость установки длинных шатунов в двигателе мотора Формулы 1.
Согласно мнению Евгения, необходимо ставить максимально короткий шатун. И с этим утверждением сложно спорить хотя бы потому, что короткий шатун легче и прочнее (динамика и сопромат).
На данный момент соотношение длины шатуна к ходу поршня представляет собой серьёзную проблему. Существует массово распространённая информация об эффективности данного параметра и существует категория людей, которые отказываются верить в данный феномен.
Общение с некоторыми знакомыми, имеющими непосредственное отношение к автомобилям, дало понять, что некоторые даже никогда не слышали или не задумывались о том, что это вообще такое. К ним можно отнести также и тех людей, кто вообще не интересуется тюнингом и двигателестроением.
Можно сказать, что мир автолюбителей и профессионалов разделился на три фронта: за R/S, против R/S и те, кому фиолетово.
Но ведь это какой-то бред! Обычное геометрическое соотношение в 21-м веке не должно представлять собой очередной вид религии!
Поэтому далее мы с Вами окончательно разберёмся с этим вопросом.
Mitsubishi Galant 9 проект Evolution › Бортжурнал › Скорость поршня. Немного расчетов.
Приветствую читающих!
В сегодняшней теме хочу поднять некоторые аспекты «строительства» двигателей. Взял слово строительства в кавычки, ибо речь пойдет о настройке. Последнее время читаю БЖ некоторых товарищей — раскрутил (настроил) двигатель до 10.000 об/мин, мощность до небес, ресурс — одна гонка. УПС!
В чем же дело? Как двигатели Формулы 1 крутятся до 20.000 об/мин? Какие параметры надо учитывать при настройке двигателя чтоб сохранить баланс мощность-ресурс? Вот об этом и хочу поговорить сегодня.
Для примера рассмотрим несколько двигателей. И раз уж наша марка Митсубиси, то и ссылаться будем на двигатели Митсубиси. Но все нижесказанное относится к любому двигателю. Уточнюсь – к любому четырехтактному двигателю.
Итак. Один из важнейших параметров мощности это обороты двигателя. Объясню популярно как завязаны обороты в формуле мощности. Мощность показывает какая работа произведена за единицу времени.
Где N – мощность, А – работа, t – время.
Работа выражается в Джоулях, время в секундах, мощность в Ваттах.
Работу – выделяемое тепло, мы трогать не будем. Условно, работа (выделяемое тепло) одинаково в каждом цикле сгорания, примем это за константу для простоты. То есть, исходя из формулы мощности, работа постоянная величина, как увеличить мощность? Значит надо уменьшить время. Некоторые товарищи говорят, время не поддается изменению. Это не совсем так в физических формулах., а вернее совсем не так. Любой параметр можно менять. Простой пример. Четырехтактный двигатель при 1000 об/мин
1000 об/мин делим на 60 секунд.
1000 / 60 = 16.6 (оборотов в секунду)
Теперь можно узнать сколько времени требуется на цикл. Секунду делим на 16.6 оборотов. Так как значения получаются крохотные, то секунду разбивают на миллисекунды (тысячная часть секунды).
И так как за один оборот происходит два цикла, то полученный результат делим на два.
То есть один цикл на 1000 об/мин равен 30 мс. Результат округлял.
Теперь посмотрим тоже самое на 6000 об/мин.
6000 / 60 = 100 (оборотов в секунду)
1000 / 100 = 10 (мс)
10 / 2 = 5 (мс)
Таким образом, на 6000 об/мин длина цикла составляет 5 мс.
Как видите, при нажатии на педаль газа, в физической формуле мощности изменился параметр времени. Было 30мс на цикл, стал 5мс на цикл. Мощность выросла.
То есть судя по формуле можно раскрутить мотор до безумных величин и получить невероятную мощность. Что в принципе и делают инженеры. Но нельзя бесконечно раскручивать мотор. Тут вступают другие законы. Я не трогаю процессы смесеобразования, ибо с уменьшением времени цикла все труднее и труднее заполнить цилиндр смесью.
Все вы представляете что есть двигатель и какие процессы в нем происходят. Если перефразировать, что есть обороты для двигателя? Это возвратно поступательные движения поршня преобразованные во вращение коленвала. Таким образом, поршень проходит какой то путь от ВМТ до НМТ и обратно за один оборот. Этот путь можно посчитать и вычислить скорость поршня в определенный момент времени. А от этого уже вычислить до какой степени можно повысить обороты без ущерба для двигателя.
Для вычисления нам нужно знать ход поршня в мм и перевести его в метры. Например: двигатель 4G69 ход поршня 100мм или 0.1м.
Для вычисления скорости поршня есть формула
V = (C x g) / 30
Где
V – скорость поршня
С – ход поршня в метрах
g — обороты в минуту
30 – постоянная величина. (это полминуты. Можно указывать 60, но надо увеличивать в 2 раза ход поршня, ибо за 1 оборот поршень делает 2 движения)
Подставляем значение 0.1м в формулу и например на 6000 об/мин получаем скорость поршня 20 м/с
(0.1 х 6000) / 30 = 20 м/с
По этой формуле можно посчитать скорость поршня любого двигателя на любые обороты. Вот тут то и выходит один из самых важных вопросов. До какой степени можно раскрутить мотор? Критическая скорость равна 23 м/с.
После этого многократно возрастает износ и риск разрушения мотора. Это скорость для современных моторов. Раньше она была еще ниже. Спросите как же крутятся двигатели формулы один под 20.000 об/мин. Во первых, 20-22 тысячи крутились только 12 цилиндровые моторы. Когда их запретили, то больше 19.000 об/мин не крутятся, а то и ещё меньше.
Возьмем для примера мотор по регламенту 2006г (Toyota RVX – 06)
8 цил. 2.4л ход поршня 37 мм, диаметр цилиндра 98 мм. 760л.с. при 19.000 об/мин
(0.037 х 19.000) / 30 = 23.4 м/с
При этом учтите, что формульные моторы используют двухколечную систему поршней. Но тем не менее, скорость поршня в критических моментах не превышает 24-25 м/с.
Еще раз повторюсь, критичная скорость для трехколечного поршня 23 м/с.
Можете спорить и приводить аргументы, но это на данный момент не преодолимая величина. Её можно превысить конечно, но двигатель не живет долго. Ресурс будет исчисляться буквально минутами.
Из вышенаписанной формулы можно вывести другую формулу
где
g — обороты двигателя
V – скорость поршня (м/с) (мы приняли максимум 23м/с)
С – ход поршня (м)
30 – постоянная величина.
Таким образом подставляя ход поршня 4g69 (0.1м) в формулу получаем
23 х 30 / 0.1 = 6900 об/мин
То есть критическая скорость для 4g69 это 6900 об/мин. Вы можете посчитать любой мотор. Для примера несколько двигателей Митсубиси и критические обороты:
4g63 ход поршня 88 мм (2л) 4 цил — 7840 об/мин
4g69 ход поршня 100 мм (2.4л) 4 цил — 6900 об/мин
6a13 ход поршня 80.8мм (2.5л) 6 цил — 8540 об/мин
6g75 ход поршня 90 мм (3.8л) 6 цил — 7666 об/мин
8а80 ход поршня 96.8 (4.5л) 8 цил — 7128 об/мин
Как видите, чем больше цилиндров при одинаковом объеме, тем выше обороты можно развить.
В самом начале упомянул о том что это относится к четырехтактным двигателям. Почему? Да потому что двухтактники заткнут за пояс любой четырехтактник и по оборотам и по литровой мощности, в том числе двигатели Формулы 1. Для примера, двигатели гоночной серии КZ и KF в картинге развивают скорость поршня 35 м/с и мощность 65 л.с при объеме 125см3, при этом литровая мощность составляет 520л.с. И это без каких либо турбо или чарджеров, чисто атмосфера.
В следующий раз рассмотрим низ двигателя, а именно коренные и шатунные шейки. Как рассчитать обороты, какая связь между оборотами и давлением на опору, и почему задирает вкладыши при исправном маслонасосе?
Всем мира.