Hyppää sisältöön
    • Suomeksi
    • På svenska
    • In English
  • Suomeksi
  • In English
  • Kirjaudu
Näytä aineisto 
  •   Etusivu
  • LUTPub
  • Väitöskirjat
  • Näytä aineisto
  •   Etusivu
  • LUTPub
  • Väitöskirjat
  • Näytä aineisto
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Cardan Gear Mechanism versus Slider-Crank Mechanism in Pumps and Engines

Karhula, Jukka (2008-02-29)

Katso/Avaa
isbn9789522145345.pdf (4.074Mb)
Lataukset: 


Väitöskirja

Karhula, Jukka
29.02.2008
Lappeenranta University of Technology

Acta Universitatis Lappeenrantaensis

Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-211-534-5

Kuvaus

ei tietoa saavutettavuudesta

Tiivistelmä

In machine design we always want to save space, save energy and produce as much power as possible. We can often reduce accelerations, inertial loads and energy consumption by changing construction. In this study the old cardan gear mechanism (hypocycloid mechanism) has been compared with the conventional slider-crank mechanism in air pumps and four-stroke engines. Comprehensive Newtonian dynamics has been derived for the both mechanisms. First the slidercrank and the cardan gear machines have been studied as lossless systems. Then the friction losses have been added to the calculations. The calculation results show that the cardan gear machines can be more efficient than the slider-crank machines.
The smooth running, low mass inertia, high pressures and small frictional power losses make the cardan gear machines clearly better than the slider-crank machines.
The dynamic tooth loads of the original cardan gear construction do not rise very high when the tooth clearances are kept tight. On the other hand the half-size crank length causes high bearing forces in the cardan gear machines. The friction losses of the cardan gear machines are generally quite small. The mechanical efficiencies are much higher in the cardan gear machines than in the slider-crank machines in normal use. Crankshaft torques and power needs are smaller in the cardan gear air pumps than in the equal slider-crank air pumps. The mean crankshaft torque and the mean output power are higher in the cardan gear four-stroke engines than in the slider-crank four-stroke engines in normal use. The cardan gear mechanism is at its best, when we want to build a pump or an engine with a long connecting rod (≈ 5⋅crank length) and a thin piston (≈ 1.5⋅crank length) rotating at high angular velocity and intermittently high angular acceleration. The cardan gear machines can be designed also as slide constructions without gears. Suitable applications of the cardan gear machines are three-cylinder half-radial engines for motorcycles, sixcylinder radial engines for airplanes and six-cylinder double half-radial engines for sport cars. The applied equations of Newtonian dynamics, comparative calculations, calculation results (tables, curves and surface plots) and recommendations presented in this study hold novelty value and are unpublished before. They have been made and written by the author first time in this study.
Kokoelmat
  • Väitöskirjat [1185]

Samankaltainen aineisto

Näytetään aineisto, joilla on samankaltaisia nimekkeitä, tekijöitä tai asiasanoja.

  • Reasons for choosing mechanisms to protect knowledge and innovations 

    Olander, Heidi; Vanhala, Mika; Hurmelinna-Laukkanen, Pia (Emerald, 11.03.2014)
    Purpose - Prior research has confirmed the usefulness of both formal and informal protection mechanisms for governing knowledge flows. However, there is lack of research on the motivation and needs driving firms in their ...
  • Painelaitteen hitsauksen kehittäminen 

    Karila, Hannu (2010)
    Työ tehtiin Steris Finn Aqualle, joka oli ottanut tuotantoon uuden autoklaavimallin kevään 2007 aikana. Työn tavoitteena oli kehittää painelaitteen hitsausta vertailemalla kevytmekanisointi, mekanisointi ja robotisointiratkaisuja ...
  • Artic X54-tyypin raitiovaunun korirakenteen väsymiskestävyyden arviointi murtumismekaniikan avulla 

    Louhula, Kim (2021)
    Tässä työssä tutkitaan Helsingin kaupungin liikenneliikelaitoksen tilaamien ja Skoda-Transtechin valmistamien Artic X54 -tyypin raitiovaunun korirakenteen kestoikää murtumismekaniikan avulla. Työn tavoitteena on selvittää ...
LUT-yliopisto
PL 20
53851 Lappeenranta
Ota yhteyttä | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste
 

 

Tämä kokoelma

JulkaisuajatTekijätNimekkeetKoulutusohjelmaAvainsanatSyöttöajatYhteisöt ja kokoelmat

Omat tiedot

Kirjaudu sisäänRekisteröidy
LUT-yliopisto
PL 20
53851 Lappeenranta
Ota yhteyttä | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste