磨き始めたコンロッドですが、いまいち強度的に持つ物なのか?気になっております。
そこで昔を思い出し強度をチェックしてみました。
(ガッコ時代にやったエンジン設計のレベルですので、話し半分気休め程度ですけど)
結論?から言っちゃいますと、CRを11:1に上げ、9000rpmまで上げてもどうにか持ちそうな感じです。
1日調べまくってオベンキョした甲斐がありました。
(これでモチベーションも上がりました。)
何をチェックしたかと言いますと、コンロッドの強度的に弱い部分が壊れないかと言う内容です。一体型のコンロッドの弱い部分(危険断面)は写真の様な処になるよ考えます。ピストンに加わる爆発力や、高回転時の慣性力でぶち切れそうになる断面の小さな部分です。この部分に対して、ピストンに加わる最大爆発力による発生応力や回転によって生ずる慣性力と許容応力の関係やステム部分の座屈が生ずる危険が無いかをチェックしてみました。
参考書を見ながら手計算です(笑)
先ず燃焼圧力を求めると熱力学的に考えると、燃焼圧力は圧縮比とガス温度の上昇度合いと圧力に関係しCRが11とすると70〜75Kg/cm2ぐらいになると考えた。(ここはちょっといい加減な所もあるけど 汗)
で、54mmのピストンは1.7トン位でコンロッドを押す事になるようです。
コンロッドの材質が判らないのですが(時代的に)S45Cを使っていると仮定して・・・・。
Hrc40位の調質材なので引張り強度は7000Kg/cm2程度。許容圧縮応力を1/3として2300Kg/cm2
危険断面の面積を測ると、小端部144.5mm2(2カ所合計)、ステム84mm2、大端部164mm2となるので、最も面積の小さなステム部で受け持てる荷重を計算すると1932Kg≒1.9トン。どうにか持つかな?
座屈は断面2次モーメントの小さな撮影方向が危ないのでチェックすると座屈荷重は33829Kg(ホントかなあ。座屈はあまり影響ないみたいですね。)
小端部に掛かる力は、ピストン関係と小端部の上半分合計重量150gが9000rpm回転時の加速度を3000gとすると450Kgの力が働く事になり、危険断面の応力は312Kg/cm2(リブを削っても376Kg/cm2)
同じ様に大端部の応力を求めると往復部分の荷重が588Kgで発生応力359Kg/cm2となる計算。
いずれもS45Cの許容荷重以下なのでOKじゃないかしら?
ついでにコンロッドベアリングの定格が2300Kgぐらいになるので、こちらもOKといえるかな。
合っているか自身が有りませんがチューンしてもコンロッドは持ちそうです。(マージンは少ないけど)
Posted at 2017/08/15 18:09:05 | |
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