moottorin tasapainotus

[qwe]

[quote="Suora kuutonen ei anna mitään konstruktioetua tehossa eikä hyötysuhteessa, eikä ole sen "tasapainoisempi" kuin mikään muukaan konstruktio. Kuutosessa on siis yksi tai kaksi tasapainolimppua vähemmän kuin jossain muussa konstruktiossa[/quote]

nyt hemi kyllä vähän oikaisee mutkissa.

nimenomaan tuossa skannatussa kuvassa täydet nollat saavat moottorit ovat luonnollisessa tasapainossa. eli ovat todellakin tasapainoisempia. pelkkä kampiakselin limppujen lisäily ei tasapainota kaikkia vaikuttavia voimia jotta moottori olisi ulkoisesti tasapainossa.

"täydellinen tasapainotus voi tapahtua vain keskenään vastakkaisiin suuntiin kampiakselin kierrosnopeudella ja kaksinkertaisella kierrosnopeudella pyörivien massasysteemien tasapainolla"

edellä mainittu sen takia että 1. ja myös 2. kertaluvun massavoimat saadaan kumottua. moottorin suunnittelussa otetaan huomioon vain 1. ja 2. kertaluku, tätä ylemmät eivät vaikuta.

lisäksi:

"yksinkertaisessa tasapainotuksessa voidaan joka tapauksessa tasapainotettavan pyörivän massan vastapainoon lisätä osuus edestakaisia massoja varten. koska kuitenkin edestakainen massavoima vaikuttaa aina sylinterin akselin suunnassa, aiheuttaa pyörivä vastapaino itse uusia voimia vaakatasoon"

asiat ovat huomattavan monimutkaisia ja on harmi että todellisia moottorinsuunnittelun guruja ei täällä liiku, siis kuka tuntee oikeasti kampikoneiston liikedynamiikan ja hallitsee seuraavat termit suvereenisesti.

vaihtovääntömomentti, sivuvoiman momentti, tukivoiman vaihtelu, vapaa massavoima, vapaa massamomentti, pitkittäismomentti y l. laukkamomentti, pitkittäismomentti z l. kiertomomentti, sisäinen taivutusmomentti.

minun ei ole aihetta tältä osin jatkaa keskustelua, myönnän auliisti että en niitä riittävän syvällisesti ymmärrä ja toivon että muutkaan eivät esitä ymmärtävänsä jos ei oikesti ole substanssia.

[NHB]

Suora kuutonen ei anna mitään konstruktioetua tehossa eikä hyötysuhteessa, eikä ole sen "tasapainoisempi" kuin mikään muukaan konstruktio.

Jos hiuksia aletaan halkomaan, niin V6 verrattunu R6 on hieman parempi hyötysuhteeltaan. Vinkkelikoneen kahdet nokkakoneistot hukkaavat hieman enemmän voimaa kuin yksi kantinen kone. Varsinkin voiman välitys kampiakselilta nokka-aksel(e)ille.

[naukkis]

Eli suorassa kuutosessa 120-asteen kampiakselilla moottorin edestakaiset voimat kumoavat toisensa, ts. moottori on ulkoisesti täysin tasapainossa vaikka kampiakselilla ei olisi ensimmäistäkään vastapainoa. Kaikki olisi hyvin ellei moottorin edestakaisista hitausmomenteista aiheutuvat voimat olisi valtavia, korkeilla kierroksilla paljon suurempia kuin varsinaisista työpaineista aiheutuvat voimat. 120-asteen kammella pääosa tasapainottavista voimista tasapainottuu sisäisesti etummaisen ja takimmaisen 3-sylinterin sisällä mutta osa tasapainovoimista kulkee kampiakselin päästä päähän. Kuten viestissäsi kirjoitit kuutosessakin tarvitaan kampiakselille vastapainoja, vajailla vastapainoilla lähinnä eliminoidaan itse kampiakselin pyörivät massat mutta täysilllä vastapainoilla voidaan tasapainottaa iso osa moottorin edestakaisista voimista sylinterikohtaisesti ts. kampiakselin vastapainot tehdään sylinterikohtaisesti sellaiseksi kuin 1-sylinterisessä koneessa olisi, kuutosessa täysivastapainoisessa akselissa on 12-vastapainoa, vajaavastapainoisissa voi olla 6 tai 8 ). Moottorin ulkoinen tasapainotus ei kärsi mitenkään noista täysistä vastapainoista mutta kampiakseliin kohdistuvat voimat ja sitäkautta sen värähtely vähenee huomattavasti.

Alakerran ketävyyteen kampiakselin vastapainojen määrä vaikuttaa dramaattisesti oli sitten kyse vaparista tai ahdetusta, kampiakselin värinät aiheuttavat hirveitä ylimääräisiä kuomituksia paitsi itse kampiakseliin niin myös kiertokankiin ja laakereihin.

BMW:kin käytti aikanaan vajaavastapainoisia mutkarautoja kuutosissa mutta mitä viimeaikoina olen nähnyt ovat kyllä olleet täysillä vastapainoilla ja kuutosen täysivastapainoinen kampiakseli on melkoinen vastapainoviidakko. Nykyautoissa pääsääntöisesti käytetäänkin täysivastapainoisia kampiakseleita, sisäisten värähtelyjen minimoimisessa saadaan sinällään jo aavistus lisää tehoa ja vähemmän kulutusta ja kampiakselin ollessa tukeva voidaan runkolaakereita pienentää kestävyyden kärsimättä jolla saadaan vielä aavistus kitkaa pienennettyä.

Niin ja kampiakselin rakenteesta riippumatta suora kuutonen käy aina värinättömämmin kuin esimerkiksi suora nelonen mikä ei nyt tehon tuoton kannalta auta mitään mutta käytön kannalta paljonkin.

[Hemi]

Tuohon Naukkiksen toteamaan ei ole lisättävää, vaan se on juuri näin.
Moottorin tasapainoituksella ja moottorikonstruktion sisäisellä tasapainolla ei ole mitään tekemistä toistensa kanssa. Kuutonen pitää tasapainottaa käytännössä tasapainottaa huolellisemmin käytettäessä korkeita tehollisia kierroslukuja kuin lyhyemmissä konstruktioissa. Samalla pitkät nokka-akselit vääntyvät kovilla jousipaineilla/kovilla kierrosluvuilla, jolloin astemuutokset ovat huomattavasti suuremmat kuin esim. perus nelosissa
Suora kuutonenhan on nykyisissä korkeakierroksisissa bensiinimoottoreissa harvinaisuus(edes jenkit eivät enään käytä em.konstruktiota, mutta luonnollisesti bemussa perinteet velvoittaa. Hitaampikäyntiset ahdetut suorasuihkudieselit ovat eri juttu.

[Susi]

Tässä aiheeseen jollain tavalla liittyvä linkki. Aikoinaan törmäsin netissä hyvään sivustoon, jossa käytiin läpi kaikki 4-tahtimoottorimallit, niiden hyvät ja huonot puolet jne. Koitan etsiä sen ja pistän linkin sitten tänne.

http://autozine.kyul.net/technical_school/engine/tech_engine_packaging.htm

Tässä linkki tuohon erilaisten moottoreiden sisäiseen tasapainoisuuteen:

http://autozine.kyul.net/technical_school/engine/smooth2.htm#Inline-5

[Susi]

Tässä toinen moottoriaiheinen linkki, josta löytyy muutakin autoihin liittyvää tietoa:

http://autozine.kyul.net/technical_school/tech_index.htm#Engine

[petrolhead]

Tässä toinen moottoriaiheinen linkki, josta löytyy muutakin autoihin liittyvää tietoa:
http://autozine.kyul.net/technical_s...dex.htm#Engine

Todellakin tavaamisen arvoinen sivusto

[akuankka2000]

joo, mistähän tätä nyt lähtisi oikein purkamaan..
niin sanottu "vapaa massavoima" eli tasapainottamaton tai sen momentti aiheuttaa vastavoiman moottorin kiinnitystuentaan ja tätä kautta ravistusta.
otetaan esimerkiksi vaikka 1-sylinterinen moottori, kos ka siitä saadan kaavojen osalta aika helppo: eli kampimekanismi aiheutaa kahta massavoimaa:
a)pyörivä massavoima(fp=m*myy*r*(omega toiseen)), tämä voima vaikuttaa kampiakselinreisien suunnassa ja pyrkii taivuttamaan akselia. Tasapainoitus on helppo toteuttaa reisien jatkeille sijoitetuilla vastapainoilla. Näitä vastapainoja käytetään myös niin sanotuissa luonnostaan tasapainossa olevissa koneissa, kuten rivikutonen, koska tällä tavalla kompensoidaan laakerikuorma pieneksi.

B)edestakainen massavoima
Fe=W¨2*r*(cos alf*2cosbet)
tämä voima jaetaan nyt kahtia Fe1 ja Fe2 numerot tulee kerta luvuista ja kaavopja en jaksa kirjoitella, pitää kuitenkin muistaa että Fe1 vaihtelaa k-akselin pyörintä tahdissa ja Fe2 vastaavasti tupla nopeudella.

useampi sylinterisen tasapainotus teorian selittäminen veisi niin paljon tilaa että helpommalla pääsee, kun hakee vaan alfamerista kirjan, mutta esim.rivi nelonen vaatii hyvään tasapainotukseen apuakseleita.

[wj]

Heitetään tähän väliin kysymys mikä on vaivannu.

Miten suuri hyöty/vaikutus on m20 koneessa on värinän poistajalla?

[naukkis]

]
a)pyörivä massavoima(fp=m*myy*r*(omega toiseen)), tämä voima vaikuttaa kampiakselinreisien suunnassa ja pyrkii taivuttamaan akselia. Tasapainoitus on helppo toteuttaa reisien jatkeille sijoitetuilla vastapainoilla. Näitä vastapainoja käytetään myös niin sanotuissa luonnostaan tasapainossa olevissa koneissa, kuten rivikutonen, koska tällä tavalla kompensoidaan laakerikuorma pieneksi.

Oletkos joskus nähnyt 1-sylinterinsen koneen kampiakselia? Minä kuten moni muukin on varmaankin aloittanut koneiden näpräämisen 1-sylinteristen vehkeitten kanssa ja ensimmäinen asia joka kampiakselia hypistellessä pomppaa silmille on että siinä ei mitenkään voi olla pyörivät momentit tasapainossa. Intuitio sen suhteen ei myöskään ollut väärä, 1-sylinterisen kampiakselia ei ole tarkoituskaan saada tasapainoon pyorivien momenttien suhteen vaan aikalailla optimi on saada puolet männän aiheuttamista ylös-alas momenteista kumottua kampiakselin vastapainolla, tuloksena tosin moottori alkaa värähtelemään myös sivusuunnassa mutta vain puolella voimalla vastapainottomasta tapauksesta.

B)edestakainen massavoima
Fe=W¨2*r*(cos alf*2cosbet)
tämä voima jaetaan nyt kahtia Fe1 ja Fe2 numerot tulee kerta luvuista ja kaavopja en jaksa kirjoitella, pitää kuitenkin muistaa että Fe1 vaihtelaa k-akselin pyörintä tahdissa ja Fe2 vastaavasti tupla nopeudella.

'
Ja aivan sama homma monisylinteristen moottorien tapauksessa, lukuunottamatta sitä että sopivilla sylinterimäärillä kuten esimerkiksi 4, 5 ja 6 vastapainojen aiheuttamat sivuttaisvärähtelyt kumoutuvat täysin.

Pikagooglauksella sattui tulemaan ensimmäisenä JUN:in mainossivu asiasta jossa jotain selvitystä asiasta. Eritoten kannattaa katsoa kuvia täysillä vastapainoilla varustetuista kampiakseleista joiden kohdalla ei vaadita isoa mielikuvistusta tajuamaan että pyörivät momentit eivät ole tasapainoissa, eroa on sen verran että kiertokankien mukanaolo ei asiaa paljon muuta. Siksipä muuten 4 ja 6 sylinteristen moottoreiden kampaikselit voidaan tasapainoittaa sellaisenaan, kiertokangen ja männän tasapainotukseen riittää että ne ovat keskenään tasapainossa. V8 on poikkeus koska siinä saadaan äärimmäisen painavilla vastapainoilla tasapainotettua mäntä-kankiyhdistelmä täydellisesti.

http://www.junauto.co.jp/products/cylinderblock-part/crankshaft/?en

[naukkis]

Heitetään tähän väliin kysymys mikä on vaivannu.

Miten suuri hyöty/vaikutus on m20 koneessa on värinän poistajalla?

No sen paremmin BMW:n koneita tunne mutta suorissa kuutosissa kuten muissakin pitkillä kampiakseleilla varustetuissa moottoreissa kampiakselin vääntövärähtelyt on iso ongelma. Pieni vauhtipyörä kampiakselin jakopäässä vähentää noita värähtelyjä huomattavasti. Eli vaikka se värinänvaimennin hiukan kampiakselin inertiaa lisääkin ei sitä kannata ensimmäisenä heittää jorpakkoon koska sen vaikutus kampiakselin ja kiertokankien kestävyyteen on joissakin tapaukssissa todella merkittävä, itseasiassa enpä muista nähneeni korkealle kiertävää kuutoskonetta ilman dampperia. Neloskoneissakin dampperi puolustaa paikkaansa joissakin tapauksissa, eritoten kierrätettäessä vajaavastapainoisilla kampiakseleilla varustettuja ahdettuja koneita jolloin ykkösen tai kolmosen kiertokangen korkkaaminen muodostuu sangen todennäköiseksi.

Eli jos dampperia ei ole ja kone sylkäisee kiertokangen lohkosta pihalle voi viisastella että dampperi olisi tuon estänyt, ja lievemmissä tapauksissa konetta purkaessa jos jossain kiertokangenlaakerissa on enemmän kulumajälkiä kuin muissa dampperi auttaa asiaa. Joillakin kuutosilla on myös tapana katkaista kampiakseli vauhtipyörän päästä kierrätetäessä noista vääntövärähtelyistä johtuen ja siihenkin ongelmaan dampperi vaikuttaa positiivisesti.

[Suutari]

Re: moottorin tasapainotus

tässä aamutuimaan piti selailla jokaisen käsikirjastosta löytyvää Bosch:n toimittamaa autoteknillistä taskukirjaa ja päätin tänne skannata mielenkiintoisen aukeaman.
Hommatkaa ko. opus. erittäin hyvin selostettu kaikki oleellinen autotekniikasta

Ja loppuu siihen mihin peruskurssi jää :wink: . Onhan tuossa jotain mukavaakin, mut lähinnä tommonen muistin tuki/tämmöstäkin on olemassa.
Moottoritekniikasta kiinnostuneille todenteolla löytyy jo sitten 1000sivusia opuksia...ja niissä on jo jotain perusteltukkin, eikä mitään paja/yleisopuksia et näin on tehty/tältä näyttää boschin ruisku tai abs systeemi.
Ajodynamiikasta on saksan kielisenä pari hyvää kirjaa...siellä selostetaan myös jarrujen lämmönvaihto ja jarrujen koon laskemiset, ajodynamiikasta enemmänkin jne.

Voin listata jotain tänne jos kiinnostusta jollain. En nyt musita nimeltä kaikkia noita millään.

Pari kuitenkin:

http://www.kurssikirjat.net/bookdetails.php?isbn=0340568224

http://www.bentleypublishers.com/product.htm?code=h008

http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/0768004950/102-9805702-1553710?v=glance

Raskasta kamaa, mutta perusteltuina hommina vaikka mitä. Itellä koulun kirjastosta nyt lainassa ja parilla kurssilla on opetuksessa käytössä.

Sitten oli jotain hyviä SAE papereita jotka koottu amerikkalaisista ns. Case study hommista ja niissä on aika kivojakin tutkimuksia.

Yks hyvä kirja joka on kurssikirjana myös:
Heywood, J.B., Internal Combustion Engine Fundamentals, 932 pages, McGraw-Hill, 1988
By this guy:

http://me.mit.edu/people/personal/jheywood.htm

Jos jotain kiinnostaa ajodynamiikka enemmänkin niin voin listata jotain mielenkiintosta myös sieltä puolelta....

Nuo kun aluks järsii läpi niin

PS: Nuo ei muuten ole sitten enää mitään pajaoppaita jossa otetaan kädestä kiinni miten teet 200hp koneen vaan polttomoottoritekniikan syvällisempään ymmärtämiseen tehtyjä opuksia joissa asioita käsitellään teoreettisesti yleisellä tasolla.

[akuankka2000]

Eiköhän kaikki täällä olevat ole nähnyt kampiakselin, mutta tällä kyse oli vaan teoriasta ja kuten tiedetään käytäntö ei aina mene sen mukaan, tuo kaikki teksti oli prujuista joita opetetaan mm. stadiassa ja tkk:lla, että ei voi mitään jos kotitallissa opit on erinlaisia.

[Suutari]

Eiköhän kaikki täällä olevat ole nähnyt kampiakselin, mutta tällä kyse oli vaan teoriasta ja kuten tiedetään käytäntö ei aina mene sen mukaan, tuo kaikki teksti oli prujuista joita opetetaan mm. stadiassa ja tkk:lla, että ei voi mitään jos kotitallissa opit on erinlaisia.

tarkotit ton lauseen varmaankin ilman sanaa "tällä" joka viittaa edellisen viestin kirjoittajaan eikä alkuperäiseen omaan kirjoitukseen...

[naukkis]

Eiköhän kaikki täällä olevat ole nähnyt kampiakselin, mutta tällä kyse oli vaan teoriasta ja kuten tiedetään käytäntö ei aina mene sen mukaan, tuo kaikki teksti oli prujuista joita opetetaan mm. stadiassa ja tkk:lla, että ei voi mitään jos kotitallissa opit on erinlaisia.

No kyllä vaan teorian yleensä löytää käytännön esimerkeille. Jos ei löydy niin ei vain etsi riittävän tarkasti tai sitten on aivan uusilla urilla. Eli jos on yksisylinterisen kampiakselin nähnyt ja jaksaa edes vähän pistää liikettä omiin aivosoluihinkin eikä vain jankkaa liikaa yksinkertaistettuja fysiikan oppeja näkee heti että pyörivät massat eivät ole likipitäenkään tasapainossa. Noista mainitsemistasi edestakaisin liikkuvista voimista ensimmäisen kertaluokan massavoimat jotka siis ovat voimakkaimmat voidaan jakaa puoliksi kampiakselin vastapainoilla jolloin moottori värisee edestakaisen suunnan sijasta vähän jokasuuntaan mutta vain puolella voimalla tapauksesta jossa kampiakselin pyörivät voimat tasapainotetaan. Sitten siirryttäessä monisylinterisiin joissa eri sylinterin edestakaiset voimat tasapainottavat toisensa täysillä kampiakselin vastapainoilla voidaan kampiakseliin kohdistuva edestakaisten massavoimien vaikutus myös noin puolittaa millä on pirunmoinen merkitys viritettäessä moottoria äärimmilleen.

Googlettamalla löytyi sivu jossa asia on melkoisen hyvin havainollistettu sillä yksinkertaisimmalla tapauksella eli yksisylinterisellä moottorilla.

http://home.wxs.nl/~wakke007/fmv/fmv_3.htm