Effektåtgång vevrörelse,

[Mats757]

Att få en uppfattning om ur stora krafter som vevstaken utsätts för på höga varvtal är inga större problem. En kolv på ca 0,5kg ska acca från 0-25m/s på en sträcka av 35-40mm, på en bråkdels sekund. Det blir stora G-kraften. Många tons kraft på vevstake och lager.

Skulle man summera alla kraften som utsätter vevstaken och summera ihop det skulle det bli massor med energi. En grov uppskattning säger att det skulle vara omöjligt att veva en vevrörelse flera tusen varv/minut.
Nu verkar vevrörelsen vara smartare än så.
Alltså. OM man har en 1000cc 4 cylindrig motor, utan topplock och vaccum. Hur stor effekt går det åt för att veva runt motorn på 10'000rpm?
Alltså hur mycket skulle man tjäna på att ha "Viktlösa" kolvar och vevstakar?

Friktion blir det ju så klart en hel del på grund av masskrafter också.

Har ställt frågan många gånger, men plötsligt får folk bråttom hem och stryka gardiner och sånt.....

Mats

 

[Skrotnisse]

Visst är det enorma påfrestningar.
Men det går inte åt så mycket effekt för att snurra en välbalanserad motor ändå.
Som Per Gillbrand sa i wankeldiskussionen:
"Om en fram- och återgående rörelse är så ineffektiv, varför har då så få fiskar och fåglar propeller?"

 

[Mats757]

Visst är det enorma påfrestningar.
Men det går inte åt så mycket effekt för att snurra en välbalanserad motor ändå.
Som Per Gillbrand sa i wankeldiskussionen:
"Om en fram- och återgående rörelse är så ineffektiv, varför har då så få fiskar och fåglar propeller?"

Det låter vettigt.
Min sunda förnuft säger att det borde nog vara så. Men jag skulle också vilja få det bekräftat med siffror också.
Bondförnuftet säger att en F1 motor inte skulle kunna varva 18'000rpm om all energi skulle gå till att accelerera kolvar. Men det blir ju faktiskt en hel del effekt över

Mats

 

[DrT]

Jag stryker ytterst sällan över huvud taget och aldrig någonsin gardiner......däremot kan ja gå omkring och fundera på dylika frågor !

Jag kan tycka att man kanske inte skall ta bort kompressionen från beräkningen/funderingen då den faktiskt är ett högst påtagligt motstånd som skall övervinnas.
Sen måste det väl även vara så att när kolven skall bromsas in ( i exemplet då från 25-0 m/sek) och det borde väl i stort sett kompensera för accelerationen från 0-25 m/sek.

Återstår då alltså friktion, kompression och - skall vi kalla det kompression i vevhuset även om de inte borde vara så stora....och vad kostar det att suga in färskgaser och sedan pumpa ut förbränningsgaserna ?

 

[Bearing]

Googlade lite och fann det här:
http://books.google.com/books?id=E_...cal friction mean effective pressure"&f=false

Och här fann jag en kalkylator:
http://www.engr.colostate.edu/~allan/thermo/friction/friction.html

Jag ändrade de fem första värdena i första spalten och dom tre första värdena i andra spalten till uppgifter jag hittade på Honda CBR1000RR 2004. Vevaxelvärdena har jag alltså inte ändrat, och kan alltså vara helt fel. Resultatet:

 

[Mats757]

Jag stryker ytterst sällan över huvud taget och aldrig någonsin gardiner......däremot kan ja gå omkring och fundera på dylika frågor !

Jag kan tycka att man kanske inte skall ta bort kompressionen från beräkningen/funderingen då den faktiskt är ett högst påtagligt motstånd som skall övervinnas.
Sen måste det väl även vara så att när kolven skall bromsas in ( i exemplet då från 25-0 m/sek) och det borde väl i stort sett kompensera för accelerationen från 0-25 m/sek.

Återstår då alltså friktion, kompression och - skall vi kalla det kompression i vevhuset även om de inte borde vara så stora....och vad kostar det att suga in färskgaser och sedan pumpa ut förbränningsgaserna ?

Självklart är friktion och pumpning också stora effekttjuvar. Men jag tänkte ta ett helvete i taget och "bara" få beräkning på vevrörelsen till att börja med.

Du menar alltså att kolvens rörelse energi lämnas tillbaka vid retardation? Typ som en klockpendel som går flera dagar i sträck.

Kom jag att tänka på en till fråga. Balansering. Är det egentligen lägre friktion man vinner på balansering?

Mats

 

[Dr.Bike]

Om vi isolerar vevrörelsen Mats, såsom du vill göra, så kan man påstå följande:

I en perfekt balanserad vev, och där vi inte behöver ta hänsyn till friktionsförluster i lager eller cylinderväggar, eller luftmotstånd på kolvens över eller undersida (pumpförluster), så är den förlust du talar om noll.

Se vevrörelsen som en våg.

PÅ nervägen hjälper gravitationen kolven med sin rörelse, men på uppvägen motarbetar den, men kolven har exakt samma lägesenergi när den kommer tillbaka till öd. Summa summarum av det hela är alltså noll.
De krafter du talar om är alltså lika stora åt bägge håll.

Hade vi alltså kunnat bygga en friktionslös rigg, som står i vakuum, hade vi kunnat uppfinna evighetsmaskinen

 

[Mats757]

Om vi isolerar vevrörelsen Mats, såsom du vill göra, så kan man påstå följande:

I en perfekt balanserad vev, och där vi inte behöver ta hänsyn till friktionsförluster i lager eller cylinderväggar, eller luftmotstånd på kolvens över eller undersida (pumpförluster), så är den förlust du talar om noll.

Se vevrörelsen som en våg.

PÅ nervägen hjälper gravitationen kolven med sin rörelse, men på uppvägen motarbetar den, men kolven har exakt samma lägesenergi när den kommer tillbaka till öd. Summa summarum av det hela är alltså noll.
De krafter du talar om är alltså lika stora åt bägge håll.

Hade vi alltså kunnat bygga en friktionslös rigg, som står i vakuum, hade vi kunnat uppfinna evighetsmaskinen

Det låter vettigt.
Alltså skulle man kunna driva runt motorn "Torrt" med en elmotor utan att det egentligen går tungt. Det motstånd som blir, är BARA friktion och luftmotstånd.


Annledningen till frågan har 2 orsaker.
Sådanna där personer som ifrågarsätter mitt motorintresse, och man får argument som att:
Va fan Ottomotorn uppfanns på 1800talet och har knappt utvecklats sedan dess. Fattar väl vem som helst att man kan ju inte jucka en kolv fram och tillbaka. Går ju massor med effekt åt till det.
-Och personer som ska köpa/vill uppfinna sanslöst lätta kolvar för att få mer effekt.
(Till en viss gräns håller jag med om att lätta kolvar gynnar högre effekt, om man kan utnytja det till högre varvtal, utan haveri, och att motorn kan andas med högre varvtal så klart.)
Jag vill kunna påstå att lättare kolv ger i sig inte någon effektökning.
Men det var det där med argument och teori bakom det hela också. (Som håller i en diskution.)

Mats

 

[Coola Ola]

Om vi isolerar vevrörelsen Mats, såsom du vill göra, så kan man påstå följande:

I en perfekt balanserad vev, och där vi inte behöver ta hänsyn till friktionsförluster i lager eller cylinderväggar, eller luftmotstånd på kolvens över eller undersida (pumpförluster), så är den förlust du talar om noll.

Se vevrörelsen som en våg.

PÅ nervägen hjälper gravitationen kolven med sin rörelse, men på uppvägen motarbetar den, men kolven har exakt samma lägesenergi när den kommer tillbaka till öd. Summa summarum av det hela är alltså noll.
De krafter du talar om är alltså lika stora åt bägge håll.

Hade vi alltså kunnat bygga en friktionslös rigg, som står i vakuum, hade vi kunnat uppfinna evighetsmaskinen

Men även om summan för krafterna är noll så måste ju det vara betydande momentana krafter som påverkar den roterande massan någon gång under vevrörelsen, annars skulle den ju stå still?

-edit- hjärnsläpp, givetvis har du rätt. Rörelsen som sådan är ju, i teorin, kraftneutral.

-Och personer som ska köpa/vill uppfinna sanslöst lätta kolvar för att få mer effekt.
(Till en viss gräns håller jag med om att lätta kolvar gynnar högre effekt, om man kan utnytja det till högre varvtal, utan haveri, och att motorn kan andas med högre varvtal så klart.)
Jag vill kunna påstå att lättare kolv ger i sig inte någon effektökning.
Men det var det där med argument och teori bakom det hela också. (Som håller i en diskution.)
Mats

Min egen, högst amatörmässiga, tolkning är att mindre svängmassa bara påverkar gasresponsen och inte maxeffekt (om man bortser från det du tar upp ovan med avseeende på hållfasthet etc).

 

[Jörgen Karlsson]

Det låter vettigt.
Alltså skulle man kunna driva runt motorn "Torrt" med en elmotor utan att det egentligen går tungt. Det motstånd som blir, är BARA friktion och luftmotstånd.


Annledningen till frågan har 2 orsaker.
Sådanna där personer som ifrågarsätter mitt motorintresse, och man får argument som att:
Va fan Ottomotorn uppfanns på 1800talet och har knappt utvecklats sedan dess. Fattar väl vem som helst att man kan ju inte jucka en kolv fram och tillbaka. Går ju massor med effekt åt till det.
-Och personer som ska köpa/vill uppfinna sanslöst lätta kolvar för att få mer effekt.
(Till en viss gräns håller jag med om att lätta kolvar gynnar högre effekt, om man kan utnytja det till högre varvtal, utan haveri, och att motorn kan andas med högre varvtal så klart.)
Jag vill kunna påstå att lättare kolv ger i sig inte någon effektökning.
Men det var det där med argument och teori bakom det hela också. (Som håller i en diskution.)

Mats

Det är ju alltid en fördel att hålla de oscillerande vikterna låga, som tex kolvar och stakar. Ty med lägre oscillerande massskrafter så får man ju lägre friktion och ofta ett högre möjligt varvtal tck vare lägre påfrestning och vibration hos stativ och rörliga delar.

En ganska trivial energibetraktelse (som dock inte alla insett) är ju att de fram- och återgående vikterna i en kolvmotor just funkar som en svängmassa. Dvs den största delelen av den rörelseenergi som kolven under sin acceleration erhållit från svänghjulet, betalar kolven tillbaka när den retarderas inför nästa dödläge. Hysteresen (skillnaden mellan "insättning" och "uttag") är just friktion och pumpförluster.

 

[Bananolja]

kompressionsarbetet får man ju tillbaka vid expansionen, bortsett från värmeförlusten orsakad av den högre temperaturen på komprimerad luft.

 

[Elffors]

kompressionsarbetet får man ju tillbaka vid expansionen, bortsett från värmeförlusten orsakad av den högre temperaturen på komprimerad luft.

Så kan du väl inte resonera?
Alla förluster får du ju tillbaka vid expansionen, plus överskottet som du kan mäta på bakhjulet.

 

[Jörgen Karlsson]

Så kan du väl inte resonera?
Alla förluster får du ju tillbaka vid expansionen, plus överskottet som du kan mäta på bakhjulet.

Förutom blowby och friktion mellan kolv/cylinder så får man ju även en termisk barlast iform av värmeförlust till cylindervägg och förbränningsrum. Det är därför en luftkompressor har kylflänsar.

Men det är ju riktigt att eftersom man i en kolvmotor "tillsatseldar" i den kompimerade gasen så får man ju ett areaöverskott på pv-kurvan under expansionstakten jämfört med kompressionstakten. Detta gör att motorn alstrar mekanisk energi.

 

[fortpelle]

Intressant

Men de känns i ryggen som om det är en hel del skillnad i att slå snurr på vevaxeln (att driva veven som i sin tur drar runt stake, bult & kolv).
I detta fall kommer sakerna att kunna varvas till dess den klenaste delen ger sig. Vilket är beroende bla av hållfastheten i materialet.
I detta fall lär väll massan ha en stor påverkan, väger stake, bult och kolv mindre och mindre så bör varvet innan skiten smäller kunna ökas.

Istället för som i funktuion i reciprocal ottomotor är så är det kolven som med hjälp av en gasexpansion trycker på åt andra hållet så att säga.
Här påverkar andra krafter som motverkar de i ovan angivna fall.

Om ja nu uppfatat de eventuella spörsmålet

tror de blir en glögg på de här

 

[Boris JR]

Intressant

Men de känns i ryggen som om det är en hel del skillnad i att slå snurr på vevaxeln (att driva veven som i sin tur drar runt stake, bult & kolv).
I detta fall kommer sakerna att kunna varvas till dess den klenaste delen ger sig. Vilket är beroende bla av hållfastheten i materialet.
I detta fall lär väll massan ha en stor påverkan, väger stake, bult och kolv mindre och mindre så bör varvet innan skiten smäller kunna ökas.

Istället för som i funktuion i reciprocal ottomotor är så är det kolven som med hjälp av en gasexpansion trycker på åt andra hållet så att säga.
Här påverkar andra krafter som motverkar de i ovan angivna fall.

Om ja nu uppfatat de eventuella spörsmålet

tror de blir en glögg på de här

Ja man skulle rent teoretiskt kunna ta en motor som varvar 9000RPM som max när man kör den som vanligt och skulle man sen driva den bakvägen skulle man kunna varva ordentligt mycket längre då krafterna är mindre. Det som troligen skulle säga upp sig först är ventilerna som träffar kolvarna då fjädrarna inte hinner stänga...

Förstod jag dig rätt nu?

 

[orangebusa]

Ta bort toppen från en motor, och du upptäcker att det inte krävs särskilt mycket energi för att dra runt den. Nästan all energi en motor kräver för att gå runt, går till att övervinna ventilfjädrar och kompression.
Angående motorvarv är det(förutom svaga ventilfjädrar) nästan alltid kolvaccelerationen som är begränsande faktor, dvs det som avgör när nått går sönder. Men det har ganska lite med energiförbrukning att göra.

 

[WEST]

Men de känns i ryggen som om det är en hel del skillnad i att slå snurr på vevaxeln (att driva veven som i sin tur drar runt stake, bult & kolv).

Kul tråd. jag kan ha missuppfattat saker här men är det inte kompressionen som driver vevaxel, vevaxeln är ju bara en klump som håller samman själva förbränningsmotorn, eller??

En fundering jag har är hur mycket effekt går ner i vevhuset och tar man reda på den på ett bra sätt genom att förbränna den en gång till, eller är tanken att ingen energi ska gå ner i vevhuset när allt är optimerat.

 

[orangebusa]

Kul tråd. jag kan ha missuppfattat saker här men är det inte kompressionen som driver vevaxel, vevaxeln är ju bara en klump som håller samman själva förbränningsmotorn, eller??QUOTE]

kompressionens uppgift är att möjliggöra en lagom snabb och effektiv förbränning, medan vevaxeln "drivs" av förbränningens ökning av den komprimerade luft/bensin-blandningens volym

 

[WEST]

kompressionens uppgift är att möjliggöra en lagom snabb och effektiv förbränning, medan vevaxeln "drivs" av förbränningens ökning av den komprimerade luft/bensin-blandningens volym

Ja men då stämmer det som jag funderar, kollade lite här http://sv.wikipedia.org/wiki/Ottomotor och det är ju lite skrämmande hur dålig verkningsgrad det är på dagens motorer.

 

[fortpelle]

Ja man skulle rent teoretiskt kunna ta en motor som varvar 9000RPM som max när man kör den som vanligt och skulle man sen driva den bakvägen skulle man kunna varva ordentligt mycket längre då krafterna är mindre. Det som troligen skulle säga upp sig först är ventilerna som träffar kolvarna då fjädrarna inte hinner stänga...

Förstod jag dig rätt nu?

Ja tänkte mig i första fallet helt utan toppar på som Mats klurat på.
Och där kan ju saker endast dras runt via vevaxeln

Och i andra fallet så krävs ju egentligen alla "hjälpdelar" såsom ventilsystemet för att det skall fungera och bygga upp kompression och så... som inte är i förtsa fallet.
Och jag tänkte nog att denna variant skulle gått för egen maskin, men som du antog att man drar runt den med tvång som i första fallet så blir det endast en kompressionstakt som INTE detonerar som bromsar upp kolvrörelsen (om vi utesluter kolvingarnas friktion) och kolven som bara följer med (släpar) på tändningstakten.

Och allt med att ett fiktivt smörjsystem ser till att alla delar har minimalt med friktion också.

Och det är nog som du säger ventilfjädrarna som packar ihop och äker hem först.

Nu åter till glöggen, de vart en del över

Kul tråd. jag kan ha missuppfattat saker här men är det inte kompressionen som driver vevaxel, vevaxeln är ju bara en klump som håller samman själva förbränningsmotorn, eller??

En fundering jag har är hur mycket effekt går ner i vevhuset och tar man reda på den på ett bra sätt genom att förbränna den en gång till, eller är tanken att ingen energi ska gå ner i vevhuset när allt är optimerat.

Det är tryckökningen som blir efter antändningen av den komprimerade bränsle/luftblandningen som driver kolven neråt.
Först kompressionstakt då kolven går upp och antänds, sedan expanderar gaserna å trycker den neråt i tändningstakten eller vilka mera namn den kan ha...