ריבוי צילינדרים, למה זה טוב? [ארכיון]

צפייה בגרסה מלאה : ריבוי צילינדרים, למה זה טוב?

itayhi

11-12-04, 23:21

אהלן

השאלה עלתה לי בראש עת פגשתי מכר שקנה אופנוע (כביש, אבל זה לא קשור לעניין) עם נפח מנוע של 400 סמ"ק
מבט מהיר והבחנתי שלמנוע יש 4 צילינדרים :shock: .

והשאלה: למה זה טוב?
למה לא הכניסו את נפח המנוע הזה לבוכנה אחת? למה לא 2 בוכנות?
ונקשה עוד יותר...למה לדוגמא מנוע הסיקס מצויד ב6 צילינדרים ולא 4?

בכלל, על מה משפיע ריבוי צילינדרים?
כ"ס?
מומנט?
אמינות?

תודה
איתי

המהנדס

11-12-04, 23:42

לדעתי יציבות ...אולי גם בלאי...

MAZDA 4X4

11-12-04, 23:46

שלום איתי

ריבוי צילינדרים לא משפיע על אמינות , הספק או מומנט , מנוע הסיקס לדוגמא בנוי מ-6 בוכנות כיככה החלקים הנעים במנוע קטנים יותר וקלים יותר מה שמאפשר סל"ד גבוהה יותר , עם לדוגמא מנוע בסיקס היה מורכב מצילינדר אחד ( אבל עדיין באותו נפח ) הבוכנה היתה גדולה וכבדה יותר ואז הייתה צריך להגביל את הסל"ד של המנוע כי המסה של הבוכנה תגרום לה פשוט לפרוץ החוצה מהמנוע כאשר הוא יעלה לסל"ד גבוה בגלל כוחות ההתמדה ( אינרציה ) המתפתחים.

כמה שנפח כל צילינדר יותר קטן ( ומן הסתם הבוכנה קטנה יותר ) ככה המנוע יכול לעבוד בסל"ד גבוהה יותר.

עוד דוגמא:
מנוע דיזל של אונית סוחר גדולה , שבו אורך המהלך ( המרחק שהבוכנה עוברת בין נקודה מתה תחתונה לנקודה מתה עליונה ) יכול להגיע ל-3 מטר!
מנוע כזה מסתובב במהירות של 80 ועד 200 סל"ד

ולעומתו מנוע של טיסן שבו אורך המהלך הוא כמה מילימטרים וכל המנוע שוקל כ-300-400 גרם
מנוע כזה מגיע למהירות סיבוב של 45000 סל"ד!!!

אז כמו שהסברתי זה טוב כי מנוע רכב צריך לעבוד במהירות מסויימת ועם נפח של כל צילינדר היה גדול ( נניח 10 ליטר לצילינדר ) המנוע היה חייב להסתובב לאט כדי שכוחות ההתמדה המתפתחים במנוע לא יהרסו אותו.

עוד יתרון , ככול שיש יותר צילינדרים המנוע פועל "חלק" יותר ועם פחות רעידות.

אבל , לכל יתרון יש גם חרונות:
במנוע טורי עם 6 או 8 צילינדרים מתוכנן סדר ההזרקה ( עם זה בנזין אז סדר הצתה ) רחוק ככל האפשר מנקודה לנקודה , יעני אחרי שהתרחשה עבודה בצילינדר מספר 1 לעולם לא תתרחש עבודה בצילינדר מספר 2 כי אז העומס על גל הארכובה יתחלק על נקודה אחת.

לדוגמא , סדר הזרקה במנוע דיזל טורי בעל 4 צילינדרים יכול להיות:
1-3-2-4 או 1-3-4-2
במנוע דיזל טורי בעל 6 צילינדרים:
1-4-2-5-3-6 וכו'...

מקווה שהבנתה , עם לא אני ישמח להסביר שוב.

אלכס.

itayhi

12-12-04, 00:07

אלכס

הבנתי, תודה.

לפי ההסבר שלך, המנוע של האופנוע שראיתי יכול "כביכול" לעבוד בסל"ד גבוה מאוד (הכל יחסי כמובן)
לפי ההיכרות שלו עם אופנועים, הם עובדים בתחומי סל"ד גבוהים מאוד (הסקאלה "נגמרת" ב12-13 אלף סל"ד).
המוזר הוא שדווקא באופנוע הזה (אל תשאלו אותי איזה...לא יודע...אני מבין באופנועים כמו שיוני5 מבין בלנדרובר חיחיחי :lol: ) סקאלת הסל"ד "נגמרת" ב8-9 אלף סל"ד.
מוזר, לפי ההסבר שלך הוא אמור היה לעבוד בסל"ד גבוה.

בכל מקרה, תודה
אם לאף אחד אין הסתייגויות ממה שכתבת מבחינתי הנושא סגור.

שוב תודה

איתי

MAZDA 4X4

12-12-04, 00:24

8-9 אלף סל"ד זה לא גבוהה!? , שום מנוע של רכב סדרתי לא ישרוד מהירות כזאת!

ואגב , בסוזוקי R-750 הסקאלה נגמרת ב-17 אלף סל"ד

האופנוע שראיתה היה אופנוע כביש רגיל ולכן הסקאלה שלו נגמרת "נמוך" כל כך כי בנסיעה יומיומית אף אחד לא מושך הילוכים עד 17אלף סל"ד

באופנועי המרוצים סקאלת הסלד נמשכת לפעמים גם עד 20 אלף סיבובים....

אגב , כמה שהמנוע מסתובב מהר יותר זה אומר יותר "עבודות" ( הצתות דלק ) בזמן נתון מה שמצריך קירור יעל יותר - מה שחייב לבוא בחשבון שכמהנדס יושב לתכנן מנוע , מה גם שכוחות החיכוך שם הם אדירים אז כמה שיותר מהירות > יותר חיכוך> צורך בקירור יעיל יותר.

אלכס.

יוני5

12-12-04, 00:27

בגדול יותר צילינדרים לנפח נתון משמעותו יכולת להוציא יותר הספק מהנפח הזה ובסל"ד גבוה יותר. מאידך, המנוע יהיה כבד יותר

אז אם אנחנו בונים מנוע 600 סמ"ק ונתכנן אותו עם בוכנה אחת נוכל לחסוך במשקל ולהוציא יותר מומנט בסל"ד נמוך על חשבון הספק בסל"ד גבוה. זה יתאים לאופנוע שטח למשל.
מנוע ה 600 סמ"ק עם ארבעה צילנדרים יספק למעלה מכפליים הספק, מה שיאפשר מהירות סופית גבוהה יותר, המומנט יגיע בסל"ד הרבה יותר גבוה (כלומר יהיה נטול כוח בסל"ד נמוך) וגם ישקול יותר מאחיו בעל הצילנדר האחד. כנראה שמנוע מרובה הצילנדרים ימצא את דרכו לאופנוע ספורטיבי יותר.

לכן אופנוע הכביש בוודאי יצוייד במערכת קירור מים שמחד תוסיף במשקל, ומאידך תאפשר מירווחים קטנים יותר בין החלקים הנעים ולכן יחס דחיסה גבוה יותר והספק עוד יותר גבוה, ועוד ועוד.
יש מבין?
כמו כן, הבעיה היא לא שאני לא מבין בלנדרוברים, הבעיה היא שאף אחד לא ממש מבין איך לגרום להם לא להתקלקל - והכי חמור שההכללה הזו תופסת גם לגבי אלה שאמורים לטפל בהם...

יוני5

גיא

12-12-04, 01:45

ואני סברתי לתומי שהובכנה הענקית והבודדת באופנוע שטח שהיה לי נועדה לתת לי ויברציות לתחת ........

איתי, כשתרכב פעם על אופנוע שטח חד בוכנתי עם מנוע יותר גדול מ 125 שתי פעימות ...
תבין על מה מדובר .....

גיא ( שמתגעגע נורא פתאום ל dr 650 שלו )

חנן א.

12-12-04, 19:30

יותר בוכנות= מהלך בוכנה קצר יותר= מהירויות בוכנות נמוכות יותר = אפשרות לסל"ד יותר גבוה= לקבלת הספק גבוה יותר. הספק הוא כפולה של הסל"ד במומנט.

אגב, אין קשר בין מספר הבוכנות למומנט. אם תבדקו דפי נתונים תגלו שפחות או יותר בכל מנוע בנזין אטמוספרי, על כל 100 סמ"ק מקבלים קג"מ אחד, בלי קשר לתצורת המנוע.

elitkh

12-12-04, 20:29

אמרתי זאת פעם ואני אומר זאת שוב כשמדברים על מומנט במנוע מדברים על ערך ממוצע של גרף המומנט.
אם ניקח לדוגמא מנוע בוכנה אחת 4 פעימות הרי שהמנוע מייצר מומנט רק פעם אחת בכל 4 תנועות בוכנה.
גם במהלך ה"עבודה" של הבוכנה המומנט אינו קבוע לגמרי.
ולמעשה רבע מהזמן המנוע אינו מייצר מומנט כלל ומה שממשיך את התנועה זה האינרציה של המערכת -ושל גלגל התנופה בעיקר.
ככל שלמנוע יש יותר צילינדרים כך גרף המומנט של המנוע יהיה יותר "ליניארי" ומומצע המומנט יהיה גבוהה יותר ולכן גם הצורך בגלגל תנועה כבד-הולך ופוחת.
עוד יתרון של יותר צילינדרים הוא חלוקת עומס ולכן גם עמידות לאורך זמן של המנוע.
אלי

ittai

12-12-04, 23:43

אני תומך במה שאלי כתב. היתרון העיקרי של ריבוי צילינדרים
הוא בהמשכיות של המומנט.
מה שרציתי להוסיף זה שרק במנוע עם ששה צילינדרים (או יותר) יש באמת
הפעלת כוח של המנוע כל הזמן.
במנועים עם פחות צילינדרים יש רגעים מתים בהם המנוע ממשיך להסתובב
רק בגלל גלגל התנופה.
לדוגמא במנוע 4 צילינדרים יש רגע בו שתי בוכנות למעלה ושתיים למטה.
המנוע מפעיל מומנט רק כאשר הבוכנה בדרך, כלומר יש זוית בין הטלטל לגל הארכובה.
בנהיגת שטח ריבוי צילינדרים חשוב כדי שהמנוע לא יכבה (אבל אפשר גם לעשות
גלגל תנופה גדול).
בנהיגה ספורטיבית זה יכול לשפר את התגובתיות של המנוע בעוד שגלגל תנופה
גדול יגרום לתגובה איטית.

איתי

asafk

13-12-04, 13:58

מה שאתם מתחילים לדבר עליו הוא חפיפת מ=פעימות הכוח של הבוכנות. מנוע עם בוכנה אחת- בכל שני סיבובים יש פעימת כוח אחת. מנוע שתי בוכנות- בכל סיבוב פעימת כוח אחת. מנוע 4 בוכנות בכל חצי סיבוב יש פעימת כוח, וכן הלאה. כיוון שפעימת הכוח אינה רגעית, אלא נמשכת מספר מעלות של סיבוב המנוע, ככל שמספר הבוכנות גדולי יותר, יש יותר כוח לאורך ה360 מעלות של סיבוב המנוע. במנועי 6 צילינדרים ומעלה, יש כבר חפיפה של מהלכי הכוח, ככה שיש מקומות לאורך סיבוב המנוע בהם יש כוח משתי בוכנות.
זה מאפשר למנוע להגיב יותר טוב, זה מאפשר יותר כוח בסל"ד נמוך.

אסף.

MAZDA 4X4

13-12-04, 23:50

אסף , תרשה לי לתקן אותך , בשום מנוע לא יתרחשו 2 עבודות באותו זמן!

גל הארכובה לא בנוי לעומסים כאלה!

עם אתה רוצה לדעת כל כמה זמן מתבצעת עבודה במנוע יש נוסחא מאוד פשוטה לחשב את זה:

מספר המעלות במחזור לחלק למספר הארכובות > במנוע סיקס למשל , 720 מעלות במחזור לחלק ל-6 ארכובות מה שאומר שבמנוע מתבצעת שריפת דלק בכל 120 מעלות.

אלכס.

קיד

14-12-04, 00:15

:arrow: 1. :arrow: ריבוי צילינדרים לא משפיע על אמינות , הספק או מומנט , :arrow: 2 :arrow: מנוע הסיקס לדוגמא בנוי מ-6 בוכנות כיככה החלקים הנעים במנוע קטנים יותר וקלים יותר מה שמאפשר סל"ד גבוהה יותר , עם לדוגמא מנוע בסיקס היה מורכב מצילינדר אחד ( אבל עדיין באותו נפח )
:arrow: 3 :arrow: הבוכנה היתה גדולה וכבדה יותר ואז הייתה צריך להגביל את הסל"ד של המנוע כי המסה של הבוכנה תגרום לה פשוט לפרוץ החוצה מהמנוע כאשר הוא יעלה לסל"ד גבוה בגלל כוחות ההתמדה ( אינרציה ) המתפתחים.

:arrow: 4 :arrow: כמה שנפח כל צילינדר יותר קטן ( ומן הסתם הבוכנה קטנה יותר ) ככה המנוע יכול לעבוד בסל"ד
.
אך, איך שאני אוהב את האתר הזה :twisted:
אלכס, נבחרת היום להיות דוגמא :wink:
1. לא נכון. ריבוי צילינדרים בהחלט כן משפיע על האמינות, ובייחוד אורך חיי מיסבי המנוע, עקב הורדת הכוח המתפתח בטלטל. וכן משפיע על המומנט, וזאת בעיקר מטעמי עירבול טוב יותר של התערובת, גם אם נעזוב לרגע את נושא ההתמד. וכן משפיע על ההספק כי.....
2. אלכס אני מבין שבשיעורי מתמטיקה אל היית נוכך :P שטח חתך הוא שטח חתך, גם אם תחלק אותו למאה חלקים, יהיה לך אותו שטח, ובהתאמה אותו נפח מתכת בבוכנה, ומכאן גם אותו משקל. ריבוי צילינדרים מגדיל את המשקל עקב כפילות באביזרים טכניים, (פין בוכנה אחד גדול ישקול פחות מאשר 4 פינים קטנים) אבל :!: לבוכנה אחת גדולה יש שטח מעטפת קטן בהרבה (שטח המעטפת גדל בחזקה שניה ואילו הנפח גדל בחזקה שלישית) ומכאן, בוכנה גדולה מייצרת חיכוך נמוך משמעותית עם הצילינדר.
3. לא. וכאן העיניין החשוב :!: נפח המנוע נגזר משטח הבוכנות וממהלך הבוכנה. הפריט הבעייתי הוא מהלך הבוכנה. הבעיה ההנדסית טמונה במהירות הקוית בה הבוכנה חולפת על פני דופן הליצינדר. לדוגמא R750 עם 50מ"מ מהלך ב- 14000 סל"ד = 700 מטר בדקה או 42 קמ"ש. מנוע אוניה עם 3.5 מטר מהלך ב- 200 סל"ד = 700 מטר בדקה.
מכאן אנו למדים שהבעיה הטכנית/הנדסית הינה נושא החיכוך / אי חיכוך בין דופן הצילנד לבוכנה.
4. פרט נוסף לזכותו של אלכס. משיקולים של מיתקף ותנע, אכן רצוי להוריד את מסת החלקים הנעים. אך לחובתו של אלכס, אני מזכיר שאם נחשב את האנריגה הקינטית של הבוכנה, אז נגלה בנוסחא 1/5MV^2 שריבוע המהירות משפיע יותר מהמסה.

אבל , לכל יתרון יש גם חרונות:
במנוע טורי עם 6 או 8 צילינדרים מתוכנן סדר ההזרקה ( עם זה בנזין אז סדר הצתה ) רחוק ככל האפשר מנקודה לנקודה , יעני אחרי שהתרחשה עבודה בצילינדר מספר 1 לעולם לא תתרחש עבודה בצילינדר מספר 2 כי אז העומס על גל הארכובה יתחלק על נקודה אחת. לדוגמא , סדר הזרקה במנוע דיזל טורי בעל 4 צילינדרים יכול להיות:
1-3-2-4 או 1-3-4-2
במנוע דיזל טורי בעל 6 צילינדרים:
1-4-2-5-3-6 וכו'...
אלכס.
אם כבר אז 153642, איפה כאן הבעיה בדיוק :?: :?:

איתי, אז למה בכל זאת ריבוי צילינדרים? כאשר אתה דורש סל"ד גבוה, זמן בעירת התערובת מתקצר, ואיתו גם יורדת יעילות הבעירה. משיקולים אנרגטיים, עדיף לשרוף את התערובת בחללים קטנים, ועל-ידי כך למנוע את פיגור התפשטות חזית האש בתא שריפה גדול.
מן הסתם הקטנת סעפת היניקה בהתאם, תגביר מאוד את איכות עירבול הדלק עם האויר, ובתורה תתרום לבעירה.
ועוד מילה על חלוקת המומנט במנוע מרובה צילינדרים, תגיד איתי במקלחת שלך יש אביזר בשם "טוש" עם הרבה חורים, תנסה לפרק אותו, ותגיד לי מחר איך היתה המקלחת. זה יסביר לך את ההבדל בין צילינרד אחד לבין ריבוי כאלה. ואם תגיד לי שאהבת את מכת הכוח של המקלחת ללא ה"טוש", אז לכך בדיוק יש לי תשובה מוכנה. זה נקרא מנוע BIG-BANG ומנועים מסוג זה משמשים במרוצי אופנועים. במנועים אלה כל הבוכנות עולות בו זמנית (כן אני שומע שמישהו חושב שבטח 2 בעבודה 2 ביניקה, אז זהו שלא, אלה מנועי 2 פעימות) והם מייצרים ים של הספק, ולמרות שהמומנט לא גדול, יש להם די מומנט כדי לשגר כל רוכב לא זהיר אל מעבר לאוכף.
בברכה,
קיד.

itayhi

14-12-04, 00:22

קיד

כבר אמרתי לך פעם שאני נהנה לקרוא את התגובות שלך? :wink:
כל פעם מחדש, ברצינות!
אני חושב שהידע שלך מעשיר כל פעם מחדש את הפורום המדהים הזה.
תודה על ההסבר הממצה.

איתי