Скотч-кокетка - Scotch yoke

Анимация
Сравнение смещения и ускорения кулисной вилки по сравнению с кривошипом и слайдером

В Скотч-хомут (также известный как щелевой механизм звена[1]) это возвратно-поступательное движение механизм, преобразующий поступательное движение ползуна в вращательное движение, или наоборот. В поршень или другая возвратно-поступательная часть непосредственно соединена с скользящей ярмо с прорезью, которая зацепляет штифт на вращающейся части. Расположение поршня в зависимости от времени простые гармонические колебания, т.е. синусоидальная волна с постоянной амплитудой и постоянной частотой при постоянной скорость вращения.

Приложения

Поршневой водяной насос с кулисой, соединенной с маховиком

Эта настройка чаще всего используется для управления приводы клапанов в высоком давлении нефте- и газопроводы.

Хотя сейчас это не обычный металлообрабатывающий станок, грубый формирователи можно использовать скотч-коромысла. Почти все используют Связь Уитворта, который обеспечивает медленный ход резания вперед и более быстрый возврат.

Он использовался в различных двигателях внутреннего сгорания, таких как Двигатель Бурка, Движок SyTech,[2] и много двигатели горячего воздуха и Паровые двигатели.

Период, термин скотч-кокетка продолжает использоваться, когда прорезь в ярме короче диаметра круга, образованного шатун. Например, боковые стержни локомотива может иметь кулисы, позволяющие вертикальное движение промежуточных ведущие оси.[3][4]

То, что по сути является скотч-коромыслом, используется в Машина для прогнозирования приливов № 2 для создания синусоидального движения (функции синуса).

Двигатель внутреннего сгорания использует

В идеальных инженерных условиях сила прилагается непосредственно по линии движения сборки. Синусоидальное движение, косинусоидальная скорость и синусоидальное ускорение (при условии постоянной угловой скорости) приводят к более плавной работе. Более высокий процент времени, проведенного в верхняя мертвая точка (задержка) повышает теоретический КПД двигателя с постоянным объемом сгорания.[5] Это позволяет устранить суставы, обычно обслуживаемые булавка на запястье, а также почти исключение износа юбок поршня и задиров цилиндров, так как боковая нагрузка на поршень из-за синуса шатун угол смягчается. Чем больше расстояние между поршнем и вилкой, тем меньше износ, но больше инерция, поэтому такое увеличение длины штока поршня реально подходит только для приложений с более низким числом оборотов в минуту (но с более высоким крутящим моментом).[6][7]

Кулиса с кулисой не используется в большинстве двигателей внутреннего сгорания из-за быстрого износа паза в вилке, вызванного трением скольжения и высоким контактным давлением.[нужна цитата ]. Это смягчается скользящим блоком между кривошипом и пазом в штоке поршня. Также увеличиваются тепловые потери при сгорании из-за длительного пребывания на верхняя мертвая точка компенсирует любые улучшения сгорания с постоянным объемом в реальных двигателях.[5] В двигателе меньше времени проводится в нижней мертвой точке по сравнению с обычным механизмом поршня и коленчатого вала, что сокращает время продувки для двухтактные двигатели. Эксперименты показали, что увеличенное время выдержки плохо работает при постоянном объеме горения. Двигатели цикла Отто.[5] Выигрыш может быть более очевидным в двигателях с циклом Отто, использующих цикл стратифицированного прямого впрыска (дизельного или аналогичного) для снижения тепловых потерь.[8]

Модификации

Усовершенствованная вилка скотча со средством поглощения поперечной тяги была запатентована в 1978 году Уильямом Л. Карлсоном-младшим, патент США 4075898.[9]

Рекомендации

  1. ^ "Механизмы ME 700 | EdLabQuip".
  2. ^ "Двигатель SyTech Scotch Yoke". AutoSpeed. Получено 2008-07-08.
  3. ^ Генеральное строительство, бензиновые промышленные локомотивы Baldwin Рекорд компании Baldwin Locomotive Works № 74, 1913 г .; страницы 7-9. Использование скотч-кокетка объясняется на странице 8.
  4. ^ Норман В. Сторер, Электровоз, Патент США 991038 , пожалована 2 мая 1911 года. скотч-кокетка обсуждается на странице 2 текста.
  5. ^ а б c "Science Links Japan | Влияние скорости поршня около верхней мертвой точки на тепловую эффективность". Sciencelinks.jp. 2009-03-18. Архивировано из оригинал на 2012-01-27. Получено 2011-12-06.
  6. ^ Документальный фильм Bourke Engine, опубликованный в 1968 г., стр. 50, «Оценка эффективности двигателя», параграф 2.
  7. ^ Документальный фильм о двигателе Бурка, опубликованный в 1968 г., стр. 51, «Важные факторы в конструкции двигателя»
  8. ^ «Влияние соотношения между длиной шатуна и радиусом кривошипа на тепловой КПД». Научные ссылки Япония. Архивировано из оригинал на 2008-01-28. Получено 2008-07-08.
  9. ^ «Патент US4075898 - Скотч - патенты Google». Получено 2013-01-21.

внешняя ссылка