Διάμετρος και διαδρομή: Η ταυτότητα του κινητήρα



Διάβασε εδώ τι είναι η διάμετρος και η διαδρομή ενός κινητήρα και πώς επηρεάζουν την ιπποδύναμή του και όχι μόνο.

,

Διάμετρος και διαδρομή
Η σχέση μεταξύ διαμέτρου και διαδρομής καθορίζει ως ένα βαθμό τον τρόπο με τον οποίο ο κινητήρας αποδίδει τη δύναμή του. Τι σημαίνουν όμως αυτές οι δύο έννοιες; Η διάμετρος, όπως υποδεικνύει και το όνομά της, είναι η διάμετρος του κυλίνδρου, ενώ η διαδρομή είναι η απόσταση που χωρίζει τα δυο σημεία στα οποία φτάνει το πιστόνι κατά την παλινδρομική του κίνηση μέσα στον κύλινδρο, δηλαδή η απόσταση μεταξύ του Ανω και του Κάτω Νεκρού Σημείου. Τόσο η διάμετρος, όσο και η διαδρομή μετρούνται σε χιλιοστά.



Για κάθε δεδομένη χωρητικότητα κινητήρα, αυτός που έχει σχετικά μεγάλη διαδρομή αναλογικά με την διάμετρο, τείνει να λειτουργεί με λιγότερες στροφές και αποδίδοντας μεγάλη ισχύ στο χαμηλό φάσμα στροφών. Από την άλλη πλευρά, οι υπερτετράγωνοι κινητήρες, δηλαδή αυτοί που έχουν μικρή διαδρομή με μεγάλη διάμετρο, έχουν τη δυνατότητα να ανεβάζουν περισσότερες στροφές. Επειδή, περισσότερες στροφές, σημαίνουν μεγαλύτερη ιπποδύναμη, οι κατασκευαστές πάντα ψάχνουν ασφαλείς τρόπους να ανεβάσουν το όριο περιστροφής των κινητήρων τους.

Ταχύτητα εμβόλου

Ένας από τους βασικότερους παράγοντες που καθορίζουν το όριο περιστροφής ενός κινητήρα, είναι η ταχύτητα του πιστονιού. Σε κάθε περιστροφή, το πιστόνι μετακινείται από το χαμηλότερο σημείο της διαδρομής του (Κάτω Νεκρό Σημείο) προς το υψηλότερο (Ανω Νεκρό Σημείο) και πίσω. Σε έναν κινητήρα που δουλεύει στις 10.000 σ.α.λ., το έμβολο μπορεί να κάνει αυτή τη διαδρομή πάνω από 160 φορές το δευτερόλεπτο και να έχει μια μέση ταχύτητα της τάξης των 18 μέτρων το δευτερόλεπτο. Οι δυνάμεις που πρέπει να διαχειριστεί το πιστόνι και η μπιέλα σε τέτοιες ταχύτητες είναι τεράστιες και αν αναγκάσεις το πιστόνι τα ταξιδέψει πολύ γρήγορα, κάτι μπορεί να πάει στραβά.



.

Υπέρ και κατά

Αν μειώσεις την απόσταση που πρέπει να διανύσει το πιστόνι, δηλαδή τη διαδρομή, τότε αυτό δεν χρειάζεται να ταξιδεύει τόσο γρήγορα και μπορεί να κάνει πιο συχνά το «δρομολόγιο». Βέβαια, για να διατηρηθεί η χωρητικότητα του κινητήρα, θα πρέπει να αυξηθεί η διάμετρος του κυλίνδρου. Τα υλικά και οι τεχνολογίες κατασκευής που χρησιμοποιούν σήμερα οι κατασκευαστές μοτοσυκλετών έχουν εξελιχθεί ραγδαία τα τελευταία χρόνια και πλέον τα εξαρτήματα του κινητήρα μπορούν να διαχειριστούν τις μεγάλες δυνάμεις που προκύπτουν από τις υψηλές ταχύτητες με τις οποίες κινούνται τα πιστόνια. Έτσι, μπορούν να εκμεταλλευθούν τα οφέλη που προκύπτουν από τη μικρή διαδρομή.



Βέβαια υπάρχουν και μειονεκτήματα. Η αύξηση της διαμέτρου των κυλίνδρων, οδηγεί σε αύξηση του συνολικού πλάτους του κινητήρα με ό,τι χωροταξικές προεκτάσεις μπορεί αυτό να έχει. Επίσης, χρησιμοποιώντας υψηλούς ρυθμούς περιστροφής για να πάρεις ιπποδύναμη προκύπτουν ζητήματα σχετικά με τον τρόπο που αυτή αποδίδεται, το πόσο αξιοποιήσιμη είναι και πως θα ρυθμιστεί το traction control, ώστε να λειτουργεί με τον πιο αποδοτικό τρόπο. Επιπλέον, θα πρέπει το πλαίσιο και τα υπόλοιπα περιφερειακά να μπορούν να διαχειριστούν όλη αυτή την δύναμη, οπότε το κόστος κατασκευής αυξάνεται και επιβαρύνει τον τελικό καταναλωτή.

ΠΗΓΗ: https://www.mototriti.gr/motoaccessories/news/data/beltiwsh/Diametros-kai-diadromh-H-taytothta-toy-kinhthra_120473.asp

ptinotrofos έγραψε:

Σε έναν κινητήρα που δουλεύει στις 10.000 σ.α.λ., το έμβολο μπορεί να κάνει αυτή τη διαδρομή πάνω από 160 φορές το δευτερόλεπτο

Λάθος τα λέει το κείμενο.

10000 στροφές το λεπτό, σημαίνει 10000/60 στροφές το δευτερόλεπτο, ήτοι 166,666 στροφές ανά δευτερόλεπτο.

Σε μια στροφή όμως, το πιστόνι πάει μια πάνω, μια κάτω, οπότε σε κάθε στροφή κάνει ΔΥΟ φορές την διαδρομή.

Συνεπώς στις 10000 στροφές ανά λεπτό, το πιστόνι κάνει 333,333 φορές την διαδρομή.


Ισχύει ο παρακάτω τύπος

Μέση_Γραμμική_Ταχύτητα_Πιστονιού (σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο)=Στροφές_ανά_λεπτό*Διαδρομή(σε χιλιοστά)/30000

Το πως προκύπτει αυτό το 30000 στον παρανομαστή στον τύπο, είναι γιατί έχουμε 2 διαδρομές σε κάθε στροφή, 60 δευτερόλεπτα στο λεπτό και 1000 χιλιοστά στο μέτρο, άρα 2/(60*1000)=1/3000 για να πάμε από στροφές ανά λεπτό και χιλιοστά διαδρομής στην μια μεριά του τύπου, σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο στην άλλη μεριά του τύπου.

Παράδειγμα CBR600F του 2000, με 42.5mm διαδρομή, στις 15500 rpm που κοφτάρει έχει 42.5*15500/30000=21.96 m/sec μέση ταχύτητα εμβόλου.