Есть такая наука- физика называется, ее в школе изучают и вот начинать надо с изучения этой науки.
Люди придумали тепловые двигатели, которые работают циклически, в них то всасывается воздух, то смешивается с парами топлива, то сжимается то сгорает и расширяется. Вне зависимости от конструкции двигателя- поршневой он, роторный, турбинный работу в двигателе совершают расширяющиеся газы и никакие плечи и эксцентрики на величину этой работы не влияют (они лишь по разному снижают эту работу на выходном валу в зависимости от потерь).
Цикл в двигателе повторяется за разом раз, иногда через 1 оборот выходного вала, иногда через два, да хоть через 25. И После все повторяется снова и снова. Если сложить все отдельные работы затраченные на всасывание, сжатие, полученные при расширении, которые происходили за этот цикл во всех полостях то получим полезную работу двигателя за цикл.
И работа эта передается на выходной вал, за минусом потерь конечно. Вот эта работа и есть крутящий момент двигателя (может быть слышали что Джоуль, в которых работа измеряется это название произведения ньютона на метр, а ньютон на метр это и момент тоже). Для получения числового значения момента нужно лишь разделить величину работы на выходном валу на угол поворота за который эта работа произведена. Когда работа это производится за 1 оборот надо делить на 2пи, а когда за 25 надо делить на 50 пи.
Работа двигателя происходит за счет расширения горячего газа, и определяется как произведение давления на изменение объема (см физику работа газа при расширении) ну и учитывая конечно переменное давление в двигателе изменяющийся объем работа определяется как интеграл от Р(давление) по dV (изменение объема). Считать надо конечно не только расширение но и сжатие и насосные ходы. И складывать по всем рабочим объемам.
Как видите никаких эксцентриков, плеч, эксцентриситетов в определении ни работы ни момента не участвует и на величину ни работы ни момента не влияет ( в зависимости от механизма эти плечи и эксцентриситеты вызывают лишь разные потери работы).
Более того, большие мгновенные значения моментов негативно сказываются на двигателе, вызывая повышенные нагрузки его узлов и излишние потери на трение.
Да, циклически работающие тепловые двигатели действительно придумали люди. Но если вспоминать историю этой «придумки», то сначала воздух не всасывался в неё, не смешивался с парами какого-то топлива и не сжимался. В первом коммерческой её воплощении имели место только впуск-расширение и выталкивание нагретого газоподбного заряда рабочего тела.
Почему вы предполагаете, что я не знаю о том, что работу «в двигателе» «совершают расширяющиеся газы»? Надеюсь, вы догадываетесь, что мне, как и вам, это тоже известно уже более 50 лет жизни?
Но по сравнению с вами, я несколько иначе трактую те моменты, которые касаются понятия работы А в тепловом двигателе объёмного вытеснения с вращающимся выходным валом, причём исходя, прежде всего, из уровня школьных знаний. Поэтому, по моему мнению, там существует две работы, или два значения работы, которые воспроизводятся двумя различными механическими энергоносителями.
Во-первых, это работа А(заряда) силы Р [ньютон] нагретого газа
заряда рабочего тела, воспроизводимая им в ТРХ
внутри полости объёмного вытеснения секции двигателя. Эта сила Р газа толкает перед собой днище поршня (или грань ротора). Данная работа является произведением средней за один ТРХ силы Р на путь s, пройденный поршнем вдоль прямой линии его же вертикальной оси от ВМТ до НМТ: А(заряда) = Р*s [ньютон*метр] (причём s = 2е).
А во-вторых, там также есть и работа А(вращения вала), которая уже воспроизводится
внутри силового механизма секции двигателя посредством вращения силой Р заряда в цилиндрическом шарнире нижней головки шатуна (седла) и эксцентрика вала (шейки) – механического тела
рычага эксцентриситета е с текущей длиной его плеча L [метр]. В результате этого в цилиндрическом шарнире воспроизводится момент силы (крутящий момент) М = Р*L [ньютон*метр].
Если в силовом механизме данного эксцентрика на валу не будет, то от действия на поршень силы Р заряда в ТРХ вал не будет вращаться. (В противном случае для этого вместо цилиндрического шарнира там может быть, например, зубчатая рейка штока поршня и шестерня вала). Хочется надеяться, что вы этого оспаривать не будете. Причём, данное утверждение верно даже без дополнительного учёта инерционных сил. Например, как известно, циклично работающий тепловой двигатель паровоза запускался из состояния покоя и начинал работать без предварительного наличия инерционных сил вращения его вала.
Поскольку плоский круговой диск эксцентрика жёстко закреплён на круглом стержне вала при необходимом условии полного совпадения эксцентрической оси эксцентрика с коренной осью вала (отсюда рычаг эксцентриситета е имеет постоянную точку опоры на коренной оси вала), то работа А(вращения вала) = М*[ch966] = Р*L*[ch966] [ньютон*метр*радиан].
Где [ch966] [радиан] – это путь, пройденный эксцентриситетом е по линии геометрической окружности, по которой движется конец рычага эксцентриситета е, к которому приложена сила Р (за минусом потерь) в указанном цилиндрическом шарнире. Максимальный путь по углу [ch966] в рамках одного полного его оборота (полного цикла поворота [ch966]) в радианах равен 2[ch960] (пи).
Максимальный угол [ch966] такта рабочего хода в секциях различных конструкций эксцентриковых механизмов неодинаковый, а именно: в секции ПД – 180 градусов ([ch960]), в секции РПД Ванкеля и РЦД – 270 градусов (1,5[ch960]), в секции компаундного ЦД = 300 градусов (1,67[ch960]).
Поэтому согласно указанной выше формуле, при одинаковом для всех указанных механизмов секций значении средней силы Р в ТРХ, чем больше будет каждое из двух максимальных значений: плеча L рычага крутящего момента и угла [ch966] такта рабочего хода, тем на валу двигателя будет воспроизводиться большее значение работы А(вращения вала) под действием данной силы Р.
Меня так учили в школе.
