Пенкилер Форум

Това как го постигна?
За първи път виждам такава тема във форум, браво!

обороти правят защото са с много къс ход и с висока компресия.  късия ход означава че максималната скорост на буталата е сравнима със  тази на сериен високооборотен автомобил - да речем порше при 7500об.  високата компресия означава че държат висок момент в тези екстремни оборотни режими.  Ф1 например когато стигаха 20000об/мин. бяха с някъде 18:1 . празния им ход обаче беше на 4000об. сравнено с 600об. на нормални коли.  така един 1000см3 мотор може да направи около 260кс при 20 000об. аз така мисля

Значи на практика е не приложимо това в обикновен двигател , освен ако не се престърже блока с има-няма 10-15 сантиметра и не се сложат по-къси биели 

Проблема не са високите скорости на буталото .Късия ход убива въртящия момент затова обърнете внимания че такива мотори имат мижав въртящ момент и големи коне в несъразмерно съотношение. В случая това обаче това няма значение защото и масата на мотора е 250 кила .Голямата литрова мощност идва от оборотите а те от леките въртящи части и минималното триене . БЦГ на мотоциклетен двигател е в пъти по малко като тегло от таква на автомобилен мотор с аналогичен обем .Съответно лагерите са с минимална контактна повърхност ,минимални загуби от триене и инирционни загуби .В допълнение високотехнологични материали и смазки .Малките цилиндрови обеми се пълнят и изпразват по оптимално от големите литрови обеми .Мотоциклетния двигател рядко работи с повече от 30-40% товар .Тоест той е в много облекчен режим на работа през 98% от времето .Не говоря за състезателни машини .
Разумен компромис според мен между мощност цена и ресурс на двигателя.

за това, че лагери и други неща са оптимизирани за състезателни режими съм съгласен с турбината, НО за това което пише за късия ход на буталото НЕ съм.  скороста на буталата при високооборотните ДВГ е много малко  по-висока от това на нормалните коли,  въпреки че оборотите може да са тройно по-високи. за това си има математико-физично обяснение и не ми се пише.  въртящия момент  не е мижав.   ако е малък то е защото работния обем е малък,  но  като  нютони от литър обем е долу горе като на нормалните коли въпреки високите обороти. ( най-добрите образци и в дветте категории стигат над 100-110 нютона на литър) 
   а иначе за разнообразие -  на мен не ми харесва върпоса как се вади големи обороти и голяма мощност -  номера е как се вадят  НЮТОНИ. номера е BMEP да е на макс и то в широк  оборотен режим И във  широк диапазон натоварване - Турбината много правилно засегна  темата за натоварването - едно е параметри при 100% товар а друго е при 30-40%.   затова  ферари F-50 въпреки че е 1230кг гори  35л на градско - щото тези рекорни параметри то ги "вади" ама е оптимизирано за 100% натоварване , а в града работи със почти затворен дросел и е като астматик .

обороти правят защото са с много къс ход и с висока компресия.  късия ход означава че максималната скорост на буталата е сравнима със  тази на сериен високооборотен автомобил - да речем порше при
Скороста на буталата в мотоциклетните мотори е много по ниска от тази на сериен спортен автомобил .Целта е точно това което написах по горе - минимални механични натоварвания и минимални загуби заради олекотената механика  за сметка на високи обороти .Скороста на буталото в спортни автомобили надхвърля 22 м/с
Високите обороти не значат автоматично висока скорост на буталото , мотоциклетите са пример за това .Къс ход , малък въртящ момент , леки части - комбинирано с малък работен обем -по добро пълнене ,къси рънъри и изпускатели и ето ти високи обороти .
Разбира се не всичко е черно и бяло .При мотоциклетите има от всички видове двигатели - от такива с един цилиндър и брутална кубатура от 650сс и брутален въртящ момент до такива пистаци  със същите нютони но  22 к оборота ...подозирам обаче че темата е пусната за ония вторите дето вечер се чуват от 5 км че приближават с шум на излитащ изтребител .

да - при моторите май има от всичко.   но и при колите
ето примери
Honda VTR1000F   66мм ход  и при 9200об. прави към 20,2 м/с
Honda VFR800  е с много къс ход от 48мм и при  10500 об.  прави  16.8м/с
CBR1000RR  при  55м ход и 12500 об. пави  23м/с

при серийни коли най бързо се движат  буталата  на honda s2000 и   audi RS4 - малко над 25м/с   интересен е 6.2 литровия мотор на AMG   с ход  94.6мм  при 7000об. прави 22м/с
а един дизел  при 4000об. прави 12-13м/с   колкото прави и   1.2 TFSI  на голф с 75мм ход  и максимална мощност  при 4800 об.   Фолксваген имат цяла серия нови малки двигатели с турбини , които правят много малки скорости на буталата.
корвет  Z06 с 101.6мм ход при  6300 об. прави  21м/с
посмятах малко с тоя калкулатор  http://www.csgnetwork.com/pistonspeedcalc.html

поздрави

Опел Сенатор 3.0Е има ход 69.8 мм и прави 14.89 м/с при 6400 оборота.

Някой може ли да обясни това за въртящия момент и хода, защото чисто окомерно, при еднакво налягане, площта на буталото и дължината на рамото са правапропорционално взаимно заменяеми.

Провопропорцианално на сенатора спрямо кое ?
Като увеличиш хода и намалиш буталото , или увеличиш буталото и намалиш хода добре ама това върши работа в определени тесни граници защото е ограничено от конструктивните особености на ДВГ .
В случая с мотоциклетите не върви защото на 1000сс 4 цилиндъра мотор колко да му увеличаваш хода или буталата ?
Той и без това е с 250сс цилиндър с ход 55мм и вероятно бутало 80мм .Ако още се увеличи цилиндъра ще стане голям общия литраж .Големия ход значи висок блок и още излишна маса в корпуса .Има един коефициент съотношение диаметър на цилиндъра -ход на буталото който се върти около 1. Колкото е по голям се увеличава и скораста на буталото .Дължината на биелата също е от значение .Затова е компромис къс ход с бутало чиято площ не е достатъчна до компенсира загубата на въртящ момент от късата биела и късия ход .

Сенатора няма общо с второто изречение.

Имам предвид, че коляновия вал ще бъде завъртян с една и съща сила от всеки цилиндър с един и същ обем независимо дали е дългоходов или късоходов.
69.8х95мм е към 500сс, също и 86х86мм, мощността им е еднаква.
Разликата според мен идва от друго, но тя не е истинска разлика, а просто практическа, но не и принципна.

аз съм съгласен с тошко

Някой може ли да обясни това за въртящия момент и хода, защото чисто окомерно, при еднакво налягане, площта на буталото и дължината на рамото са правапропорционално взаимно заменяеми.

даже оня ден мислех да пиша по въпроса
въртящия момент зависи от  ->  площа на буталото , налягането на газовете и  хода на буталото. по точно  хода разделен на 2 защото това е рамото на коляновия вал върху което се упражнява силата - и по този начин се превръща във въртящ момент...
 - площа=R*R*pi   R- е радиуса на буталото.  pi=3.14159 
 - а хода да речем е Н . 
става  че   торка=f(  налягането *R*R*pi*H*1/2 )  това е някаква функция която я пише в учебниците но е важнот че е правопропорционална  на тези параметри.
И в добавка - за да са равни условията , т.е. нали сравняваме еднакви по обем цилиндри -  трябва   R*R*pi*H=L т.е. на  обема на цилиндъра . от тук  Н=L/(R*R*pi) 
    Заместваме във функцията за торка и  какво става ?    торка= f(  налягането*R*R*pi*1/2*L/(R*R*pi)  )   - правим математическите съкращения  И  става торка=f(  налягането*L  )излиза че торка на един цилиндър е някаква  функция, която зависи  от  обема на цилиндъра в право-пропорционална зависимост  И от налягането на газовете НО  е трудно да се каже че зависи от  диаметъра на цилиндъра . радиуса или  хода на буталото.      
на пръв поглед не ми изгледа  дългоходовите мотори да са с повече въртящ момент - не се вижда в математиката   а и не мисля че практиката го показва - най много торк на литър обем имат добре направените мотори, които - след като са добре направени - се въртят над 6-7000 оборота.   пример ферари F430 която е някъде на 105 нютона на литър обем.  естествено то май е с компресия над 13:1 и от там  Налягането на газовете е прилично добро, но пък то такава компресия ако има желание  е по-лесно да се направи с дългоходов мотор - щото на късоходовите достра трудно с проектира горивна камера и профила на челото на буталото.

така мисля на пръв поглед. естествено тая функция е сложна - има синуси и косинуси и може все пак да пстане някакво влияние на хода в сметките   

поздрави

Аз съм съгласен и с двама ви .Обаче виждаме че въпреки формулата за торка да е такава ,никой на практика не разтяга размерите на бутало и ход  според тая формула. 99% от двигателите за определен работен обем и цилиндри имат и размери и ход различаващи се до 2-3-5 мм .Обаче крайния резултат може да е в пъти повече киловати .Тоест математиката пак си е математика но практическия опит и развойна дейност са показали че има една оптимална конструкция компромис между отделните величини - нещо като златно сечение .
Не съм наясно до такава степен с проектирането на ДВГ за да се обоснова защо не се прави така или защо се прави така специално за тая зависимост торк - ход на вала .Графиката показва нагледно BMW-S1000 .Виждаме че на 5000 оборота тоя мотор има мижав торк съпоставен с такъв на автомобилен двигател ,но това е заради малкия литраж от там малкия ход въпреки че буталата му са като нормален 2000сс автомобилен двигател .Моето мнение го казах - мижав е торка спрямо автомобилен двигател въпреки че са направили всичко възможно да е в норми въпреки късия ход .Ако ги няма оборотите е едно нищо , а високите обороти налагат  конструктивни ограничения така че става малко" вместо да му изпишат вежди - да му извадят окото " като в оня лаф .

става  че   торка=f(  налягането *R*R*pi*H*1/2 )  това е някаква функция която я пише в учебниците но е важнот че е правопропорционална  на тези параметри.
Да , в общи линии силата F приложена върху рамо с определана дължина от оста на въртене - при константна F има значение само рамото /хода на буталото /и оборотите при ДВГ . така ми звучи добре .За да боравим с налягането в цилиндъра е нужно да знаем средните стойности -ние обаче не ги знаем какви са за мотоциклетни двигатели .Но като съпоставим оборотите и ходовия обем виждаме че няма да са много големи с тия 18к оборота .Може би аз механично допускам пренасяне на свойството малък в.м върху късия ход вследствие на статистиката от многото такива двигатели .Докато по скоро е обратното - късия ход е следствие от ниския въртящ момент, респективно ниско налягане при еднакъв ходов обем .

баси тоя мотор на 2500 об. има 60нютона на литър  а макса му е 112.  предполагам че тук нещата идват от това, че няма как да нагласят валовете за такъв широк  диапазон. 

сетих се нещо - има един ъгъл.  понеже силата на газовете се пренася  през челото на буталото, но после през мотовилката. и понеже максималното налягане на газовете е около 30 градуса след  ГМТ... реално може да се приеме че торка се генерира между 20 и 150 градуса след ГМТ - през другото време цилиндъра е с отрицателен торк - консумира момент от другите цилиндри.
   Та мисълта ми бе че  мотовилката в диапазона 20-150г.  сключва ъгъл с оста на цилиндъра.  оста на цилиндъра прави вектора  в посоката на която действат налягането на газовете,  а после тази сила се пренася през мотовилката и се намаля с  cos(ъгула)  .    само да не се объркате - ъглите са два. единия е на завъртане на вала - който е известен, а другия  е горе - ъгъла на мотовилката с оста на цилиндъра. този  ъгъл може да се сметне  от ъгъла на завъртане, хода и дължината на мотовилката.
иначе казано  в ГМТ ъгъла е нула и косинус е 1 - т.е. цялата сила се пренася през мотовилката .    жалко че тогава реално няма ъгъл или рамо за да има голям момент.  всъщност тук и двата  ъгала са нула.при 30 градуса завъртане има налягане на газовете, но то се пренася към вала намалено с cos(мотовлковия ъгъл), при  това се загубва част от силата. и така нататък.
   Но този споменат  ъгъл всъщност зависи  от отношението на дължината на мотовилката и хода. предполагам обаче че така или иначе при   бързооборотните мотори никой не прави  дълги мотовилки - нали търсят минимално тегло . 
  В резултат  оптималните параметри са - когато правиш  ниско-оборотен мотор правиш и по дълга мотовилка от колкото при ниско-оборотен мотор  и заради този  ъгъл имаш малко по-добър  момент - при това без да се се стараеш да имаш перфектно пълнене - което би било задължително ако правиш  ДВГ за 10000об.  и даже  по-тежката мотовилка и бутало се компенсират от  по-малкия ъгъл -  щом оборотите са ниски...

мисля че вече я разгадах тая теория 
поздрави

Да така е ,има ги тези два важни момента .
1 Коефициента /съотношението ход на буталото и диаметър който се върти около единица при повечето конструкции
2 Дължината на биелата спрямо хода на буталото
Второто си го обяснил защо е важно , а именно ъгъла който биелата сключва с хоризонтала на който лежи оста на въртене  .Колкото е по дълга вектора на силата е с по малко изместваен от центъра .Колкото е по къса - ъгъла е по голям със съответните последствия.

Обърнете внимание на картинката:



Вижте как биелата вдясно е по-къса, това е защото не ми се получи картинката... но и защото тази картинка не е никак лесна за рисуване 

Обърнете внимание, че ако биелата беше по-дълга, вектора на силата упражнявана от нея върху коляновия вал ще ше да бъде по-вертикален, т.е. попътен на въртенето на коляновия вал, докато при 90 градуса преди ГМТ (представете си, че стрелката сочи наобратно) късата биела се опитва по-скоро да го скъса като отдели шийката от вала отколкото да го завърти.

Значи можем да кажем, че не съотношението ход-диаметър, а отношението между дължината на биелата и на хода е определящо за ефективността.
Така даже мога да Ви го изкарам, че късоходовите отново имат предимство, защото при еднаква габаритна височина на двигателя, късоходовия двигател ще има доста по-дълга биела и много по-добро съотношение биела:ход ;-)
Недостатъка на късоходовия двигател е голямата и широка камера, тоест разстоянието, което фронта на горене трябва да преодолее.
Недостатъка от размерите обаче е компенсиран от предимството на големите клапани. Обаче това е компенсация на по-лошата ефективност с по-голяма мощност, тоест опираме до английския идиоматичен израз заналожителния компромис: "Pick your poison" (избери своята отрова) или ефективност или мощност?
Може би идеалния двигател е дългоходов с дълга биела и турбо, естествено и в този случай късоходовия със същия обем ще е по-мощен, но...

Поздрави!