自動車工学
往復圧縮機の熱力学
ηυ’=(p1-Δp1)/(p1*Δp1)/(p1+ΔT)*(1-ε*((p2/p1)
軸受面圧（Ｐｂ）、周速（Ｖｂ）
小型圧縮機における軸受に懸かる面圧Ｐｂ≦１０Ｎ/ｍｍ＾２、周速Ｖｂ≦２０００ｍｍ/ｓ、ＰＶ値Ｐｂ・Ｖｂ≦２*１０＾４Ｎ/ｍｍｓを許容値とする。 クランク軸ブロックの設計
ピストン・クランク機構
クランク角度θ＝０の時ピストンは上死点に、θ＝１８０°の時、下死点に到達し、ピストン速度は上死点、下死点とも瞬間的に０になり、
ピストン最大速度は、連結棒とクランクピンが垂直に交わる時である。
ピストンの上死点からの変位ｘは次式で求められる。ｘ＝ｒ（１－ｃｏｓθ）+（ｒ/４λ）（１-ｃｏｓ２θ）単位ｍｍｍ
クランク軸の強度
クランク軸には、図９．３に示す通りピストン力Ｆ１ｍａｘ、ベルトによる軸荷重Ｆ及びフライホイールプーリ重量Ｆυが掛かり、これを２個の軸受で支持している。
しかし単純化し駆動軸に掛かる荷重を無視して、外力はピストン力のみに掛かるものとして計算する。
クランクピンの応力
クランクピンに加わるモーメントはＭ＝Ｆｔｍａｘ*ɭｃ（Ｎｍｍ） ɭｃ＝Ｂｂ/２（連結棒大端部の幅の半分）
曲げ応力はＭ＝Ｍ／Ｚ
軸受の選定と寿命
①実際荷重（Ｒ）＝ʃω*Ｒｏ
②基本動定格荷重Ｃｒ 該当する軸受呼び番号を基に表９．３から選ぶ。
③速度係数ʃｎ＝（33.3/ｎ）＾（１/３）
④寿命係数ʃｈ＝ʃｎ*Ｃｒ／Ｒ
⑤寿命時間Ｌｈ＝500*ʃｈ＾3
不釣合
不釣合慣性力：Ｆ＝ｍｒω＾２ ｇｍｍ/ｓ＾２
①連接棒回転動不釣合質量と半径位置
連接棒回転質量は、大端部とロット部に代別される。ロット部は回転質量と往復質量の両者を持ち合わせているが、経験上ロット部質量の２/３が回転質量となる。
②クランクピン不釣合質量と半径位置（ＳＦ490Ｆ材料密度0.00785ｇ/mm^3）
③クランクアーム不釣合質量と半径位置、クランクアームの分割法（SF50材料密度0.00785g/mm^3）
クランクアームは、半径ｒ１の円弧、半径ｒ２の円弧とそれらを結ぶ接線によって形成される。
ｒ１＝（ｄｃ+８）/２
ｒ２＝（ｄａ+４）/２
③－Ａ ピンの円弧部
質量ｍ１＝πｒ１^2/２*（ｔ*ρ）[g]
半径位置ｈ１＝４ｒ１/３π+ｒ [ｍｍ]
③-Ｂ 台形部
質量ｍ２＝ｒ（ｒ１+ｒ２）*（ｔ*ρ） [ｇ]
半径位置
ｈ２＝ｒ（ｒ２+２ｒ１）/（３（ｒ２+ｒ１））[ｍｍ]
③-Ｃ クランク軸円弧部
クランク軸を挟んでクランクピン部の反対方向にあるので符号をマイナスとする。
質量ｍ３＝πｒ＾２/２*（ｔ*ρ）[g]
半径位置ｈ３＝４ｒ２/３π[mm]
バランスウェイトの面積と重心位置
①弓型
上部の弓型形状の断面積Ａ及びＸ軸からの重心位置ｈは
Ａ＝１/２*ｒ２＾２（２α-ｓｉｎ２α）
ｈ＝（２*ｒ２＾３/３）*（（ｓｉｎ＾３α/Ａ）+ｒ
②台形
Ａ＝１/２（ａ+ｂ）ｃ
ｈ＝（ａ＋２ｂ）ｃ/３（ａ+ｂ）
③長方形
Ａ＝ｄｅ
ｈ＝１/２ｄ
④下部弓型
Ａ＝１/２・ｒ3^2(2β－ｓｉｎ２β）
ｈ＝２ｒ３^3/３・sin^3β/Ａ
フライホィールプーリの設計
設計条件
１）軸動力346.2Ｗ、回転数880rpmの圧縮機を回転数1470rpmの電動機で駆動するためのＶベルトを選定し、プーリを設計する。
電動機仕様：周波数ʃ＝５０Ｈｚ、極数Ｐ＝４、回転数１２０*ʃ／Ｐ＝1500rpm
電動機の滑りを２％とすると 1470 rpm
２）空気流速３ｍ/ｓ以上、全空気量1.5m^3/min以上のファンを設計する。
３）圧縮機のエネルギー変動分をトルク変動曲線から求め、圧縮機変動率を１/５０＝２％以下にするようなフライホールを設計する。
Ｖベルト長さＬと中心間距離（Ｃ）
Ｌ＝２Ｃ+π/２（Ｄ１＋Ｄ２）+（Ｄ２－Ｄ１）^2/(４Ｃ）
１０．１．３ Ｖベルトの種類と本数Ｚの決定
Ｚ＝Ｐｄ/Ｐｃ 設計条件 Ｖベルト種類Ａ型 小プーリ径８０ｍｍ 大プーリ径１３２ｍｍ 小プーリ回転数880rpm Ｖベルト呼び番号４０
Ｖプーリの設計
α；呼び径７１～１００以下３４° １００～１２５以下３６° １２５を超えるもの３８°
ｒ１＝0.2~0.5 ｒ２＝0.5~1 ｒ３＝1~2