RPM vs SLAG

Hej alla rejsa professorer

Har suttit och läste på lite om balansering av stakar och lite annat och
detta har ju givetvis fått hjärnan att börja med lite gympa

Min "teori" är att för att få en varvvillig och rapp motor så ska man ha KORT slaglängd.

Är jag helt ute och cyklar?

Lite jämförelser:
Volvo Bxx: 80mm (Så långt ifrån rapp man kan komma )
BMW M50B25: 75mm (En hyfsat rapp och varvvillig motor!)
Ducati MC: 71,5mm (En 1000 DS behöver nog inte kommentera denna mer)

Källor:
http://web.telia.com/~u30312745/teknik/b21_familjen.htm
http://www.bmwworld.com/engines/m50.htm
http://www.ducati.com/od/ducatisverige/bikes/engine.jhtml?model=852

MvH \\Bylund

Re: RPM vs SLAG

Alpina skrev:

Lite gämförelser: BMW M50B25: 75mm (En hyfsat rapp och varvvillig motor!)

BMW S50B30: 86mm (rappare och varvvilligare än M50)

Men i grund och botten så stämmer det att en kortslagig motor blir varvvillig men då hamnar effekten ofta högt upp i varv också.

Kolvhastigheten är ju begränsande också (mean piston speed). Högsta värdena ligger väl runt ca 25m/s. På vanliga otto-motorer ligger det väl mellan ca 20-25m/s.

U=2*L*N

U=medelkolvhastighet [m/s]
L=slaglängd [m]
N=varvtal [rps] OBS inte rpm!!

Hög kolvhastighet fås ju även med långt slag och låga varvtal, för att få ut mycket effekt vill man ju varva och då måste man hålla ner slaget.

Rätta mig gärna om jag har fel.

Re: RPM vs SLAG

Niklas Sandström skrev:

Alpina skrev: Lite gämförelser: BMW M50B25: 75mm (En hyfsat rapp och varvvillig motor!) BMW S50B30: 86mm (rappare och varvvilligare än M50) Men i grund och botten så stämmer det att en kortslagig motor blir varvvillig men då hamnar effekten ofta högt upp i varv också.

Nu har vi diskussionen igång vad gör en sådan M3 spis så varvvillig gämfört med något med liknande slaglängd??? Hur mycket spelar kolvens vikt in?

Rappheten sitter i masstryghetsmoment i motorn.
Föränklat liten roterande vikt/massa som skall axelereras.

EDIT:
Även den fram och återgående massan(kolvar, en bita av vevstaken mm) spelar roll.
Den skall ju också axas.

Re: RPM vs SLAG

Alpina skrev:

Hur mycket spelar kolvens vikt in?

Eftersom en kolv accelererar i princip hela tiden så borde väl kolvvikten spela en väldig roll när det handlar om effektåtgång för att upprätthålla ett varvtal, eller är det kanske så att kolvarnas rörelser tar ut varandra...?

fuling skrev:

Rappheten sitter i masstryghetsmoment i motorn. Föränklat liten roterande vikt/massa som skall axelereras.

Detta botar vi ju isåfall med lättare svängmassa (vev, kolv och svänghjul). Men då förlorar vi väll "vridmoment"!?

Kan man återfå vridmomentet med ökad slaglängd och behålla rappheten med lätta kolvar, svänghjul och vev?

Skulle säga att hur rapp och varvvillig en motor upplevs främst beror på andra saker än slaglängd. Ett exempel på det är senare års Honda S2000 som har en slaglängd på 84mm. Håller ditt resonemang fortfarande

Det som spelar stor roll är avstämning av insug, grenrör och kam värden. Separata spjäll för varje cylinder och ett lätt svänghjul ger snabb gasrespons.

Sen stämmer det att maximal kolvhastighet och kolvacceleration sätter någon form av gräns för hur lång slaglängd man kan ha vid ett visst varvtal. Men det är inte hela sanningen.

Volvos Bxx motor är inte byggd för att ge mycket effekt på höga varvtal samt vara rapp. Finns en hel del exempel på trimmade sådana motorer som är allt annat än slöa. Att enbart ändra slaglängden innebär bara att motorn tappar moment över nästan hela registret.

Andreas Millbro skrev:

1 Skulle säga att hur rapp och varvvillig en motor upplevs främst beror på andra saker än slaglängd. Ett exempel på det är senare års Honda S2000 som har en slaglängd på 84mm. Håller ditt resonemang fortfarande 2 Det som spelar stor roll är avstämning av insug, grenrör och kam värden. Separata spjäll för varje cylinder och ett lätt svänghjul ger snabb gasrespons. 3 Sen stämmer det att maximal kolvhastighet och kolvacceleration sätter någon form av gräns för hur lång slaglängd man kan ha vid ett visst varvtal. Men det är inte hela sanningen. Volvos Bxx motor är inte byggd för att ge mycket effekt på höga varvtal samt vara rapp. Finns en hel del exempel på trimmade sådana motorer som är allt annat än slöa. Att enbart ändra slaglängden innebär bara att motorn tappar moment över nästan hela registret.

1
Precis min syn på saken. Jag har länge påstått att slaglängden har marginell påverkan på "rappheten" och använt min egen motor som exempel. Den har 4,5 tums slag, och jag har demonstrerat rappheten för några på forumet. Jag tänker mig att kolven har en viss diameter, och färdas rakt fram i ett rör, där slaglängden representeras av olika avstånd mellan förbränningstilfällena. Längre avstånd betyder att motorn får färre förbränningar men med större kraft.
Poängen med tätare förbränningstillfällen är att detta betraktas som "mindre motorvolym" i regelboken
och är därför till fördel när slagvolymen är begränsad. Men när kolven når en viss hastighet, 30 m/sek,
så är gränsen nådd för hur fort kolven kan röra sig i röret, mao (kolvdiametern * 30 m/sek) är i grova drag maxeffekten. Min egen motor får då samma kolvhastighet vid 7000 rpm som en F1 motor.

2
Effekt-andningsmässigt ger större cylinderdiameter mot slaget även mer utrymme för ventiler. Massan, som skall sättas i rörelse i motorn är enl mig den största responsboven. Jag har ifs överdrivit lite vad gäller att separata spjäll skulle ha minimal påverka. Men det är bara för att jag varit inne på att det fanns en överdriven känsla för sådan påverkan. Dock ser jag när jag tittar på min egen motor att separata spjäll
har en stor fördel vad gäller luftuppsamlingen ovanför "trattarna". En stor "spjällad burk" som ger lugn luft blir av nöden ganska stor, och då har vi problem med att den skall klara det undertryck den utsätts för om den är spjällförsedd. Till min stora motor blir en sådan burk jättelik, och då påverkas responsen mer.
Men det är lite indirekt effekt-respons resonemang vi har här.
3
Jag håller med om det, det finns ett samband. Men när växeln ligger i , alltså inte depåvarvningssvar, så märks detta mycket underordnat betydelsen av låg massa. Faktum är att vikten på hjulen är betydligt viktigare för snabbt svar mot backen.


Det gäller att få en prioritetsordning här så man sätter in arbetsinsattsen där den behövs. Såvida man inte som jag har experimenterandet som sjävändamål

Göran Malmberg

Integra Type-R har 87.2 i slag och Integra Type-R (nya modellen) har 86 i slag och dessa är väldigt "rappa" motorer. (111.3hk/l resp. 110.1hk/l i japan). En låg slaglängd vill man väl egentligen bara ha för att sänka kolvhastigheten (eller öka varvet med bibehållen kolvhastighet)? Samma sak gäller väl ökning av antalet cylindrar dvs att kunna sänka kolvhastigheten med bibehållen cylindervolym?

Näsan i blöt igen.

Många år sedan nu men jag läste om borrning/slag. Om jag inte minns fel så var en motor med lika borr och slaglängd att betrakta som kvadratisk, rätt eller fel?

Discovery channel har ju den goda smaken att visa lite intressanta program emellanåt. Bland annat resoneras det om F1-motorer som det förklarades skulle byggas så lätt som möjligt. De vill ligga på gränsen till motorras konstant, allt annat är tydligen att anse som ett misslyckande. Kan förstå att dessa motorer är så rappa som de är, dyra materialval och extrem design. Känns nästan löjligt att kalla kolvarna för kolvar, knappt att kolvrignarna får plats!

citat:
Faktum är att vikten på hjulen är betydligt viktigare för snabbt svar mot backen.


Nja beror på vilken växel man har i pga att det masströhetsmomnet som motorn kan räkans om en plussvikt på bilen. Förrhållandet är utväxlingen i kvadrat
tex 1an, brukar ligga på 12-15:1

så 1kg i motorn bilr 144-225kg på bilen

Sen på typ högats växen 3-5:1
så ger 1kg i motorn 9-25kg på bilen

OBS nu 1kg är INTE tex 1kg på svänghjulet utan det är ett omräknat masströghetsmomnet.

fuling skrev:

citat: Faktum är att vikten på hjulen är betydligt viktigare för snabbt svar mot backen. Nja beror på vilken växel man har i pga att det masströhetsmomnet som motorn kan räkans om en plussvikt på bilen. Förrhållandet är utväxlingen i kvadrat tex 1an, brukar ligga på 12-15:1 så 1kg i motorn bilr 144-225kg på bilen Sen på typ högats växen 3-5:1 så ger 1kg i motorn 9-25kg på bilen OBS nu 1kg är INTE tex 1kg på svänghjulet utan det är ett omräknat masströghetsmomnet.

Bilen har en viss hastighet när man vill öka farten. Oavsett växel så måste hjulen öka hastighet med samma tröghet-motstånd som följd. Och från den synpumkten är det jobbigare att få den vikt hjulen väger att öka hastigheten i åkrigningen än bilen i övrigt.
Men jag förstår vad Du menar, och visst är det så. Det som jag tänker är att tunga hjul hindrar bilens fartökning mer än skillnaden mellan mitt nuvarande lilla plenum mot om jag hade separata spjäll.

Men det är ju en ganska puckad jämförelse eftersom det inte finns några vikter eller volymer mm angivet.
Jag bara hasplade ur mig någon sorts upplevelsesummering.

Göran Malmberg

Jag minns inte vad hastigheten hos flamfronten i en luft-bränsleblandning är (upplys mig gärna!), men den sätter ju begränsningen för hur hög kolvhastighet man kan ha.

Så vid en viss litereffekt borde man ju slå i taket för flamfrontshastigheten och om man fortfarande är intresserad av ännu högre effekt måste man ju "omfördela" från slaglängd till diameter. Lite schematiskt.

Väldigt intressant det här!!!! Nu kommer det mycket tankar och synpunkter!
Jag tror att jag får släppa det här med kort slaglängd och börja fundera på Kolvhastighet istället!

Räknade lite på min M70 motor (BMW V12 5L) 75mm slag...

Jag har en kolvhastighet på 17,4 m/s, med andra ord borde man kunna varva upp den en hel del! Men man kommer nog inte i närheten av 25 m/s utan ventilsallad...

Jag återkommer med vidare funderingar efter jobbet

Tack än så länge!

MvH Christian Bylund

Har du räknat på medelhastighet eller peakhastighet?
Du har väl högst kolvhastighet, när vevtappen befinner sig vinkelrätt mot cylinder?

Dude skrev:

Har du räknat på medelhastighet eller peakhastighet? Du har väl högst kolvhastighet, när vevtappen befinner sig vinkelrätt mot cylinder?

Jag räknade enligt David Söderblom 's exempel längre upp i tråden.

Pär Hansson skrev:

Jag minns inte vad hastigheten hos flamfronten i en luft-bränsleblandning är (upplys mig gärna!), men den sätter ju begränsningen för hur hög kolvhastighet man kan ha. Så vid en viss litereffekt borde man ju slå i taket för flamfrontshastigheten och om man fortfarande är intresserad av ännu högre effekt måste man ju "omfördela" från slaglängd till diameter. Lite schematiskt.

Nu är jag ute på lite svag is men 30 m/sek bör vara snabbt. Egentligen brinner besinluftblandningen betydligt långsammare men omständigheterna med squisch mm gör att man kan varva över 4000 rpm.

Det jag angav var medelhastighet för kolven, vilket är tämligen lätt att räkna ut. Men är stakarna korta försämras varvtåligheten.
Göran Malmberg

Se, minnet sviker, men jag hittade sidorna.

Even though the combustion event inside an engine is quite a bit more complicated, the basics still hold true. Gasoline, a hydrocarbon-based fuel, needs to be atomized and emulsified (broken down into small particles and mixed with air) to burn. It will not burn by itself in liquid form. When atomized, gasoline has a laminar burning velocity of approximately 0.5 meter/second (m/s) or 1.64 feet/second. As a comparison, acetylene mixed with air burns at a rate of 1.58 m/s or 5.18 feet/second. The slow laminar burning speed of gasoline poses an interesting problem when used as a fuel for an internal combustion engine.

Since this is best represented using metric measurements, ignore the dimensions but accept the concept. Given a cylinder with a 100 mm diameter and an ideal central location for ignition, the time for a gasoline-fueled flame to travel this distance is 100 milliseconds. The problem is that when an engine of this dimension is running at 3000 rpm, there is only a window of 10 milliseconds for the combustion event to take place. Obviously another force must be at work because we all know that a gasoline engine can operate at speeds substantially higher than 3000 rpm. The key is to increase the burn velocity.

It has been established that the flame in an engine travels across the bore at a rate of 10-25 m/s. This is substantially faster than the velocity stated earlier, but it is the reason why gasoline can be used as a motor fuel. To increase burn velocity, turbulence needs to be introduced to the combustion event. In an engine, this is accomplished by the induction and compression process along with the design of the combustion chamber. During pre-mixed combustion, the effect of the turbulence is to break up or wrinkle the flame front, creating burnt gases in the unburned region, and vice versa. This effectively increases the flame front area and speeds up combustion. Though diffusion is usually associated with a compression ignition engine, better known as the diesel, it can also occur in a spark ignition engine when stratified charged. The fuel would be injected in a fine spray and the turbulent air motion would sweep away the vaporized fuel and

Göran Malmberg

Göran Malmberg skrev:

Nu är jag ute på lite svag is men 30 m/sek bör vara snabbt. Egentligen brinner besinluftblandningen betydligt långsammare men omständigheterna med squisch mm gör att man kan varva över 4000 rpm. Det jag angav var medelhastighet för kolven, vilket är tämligen lätt att räkna ut. Men är stakarna korta försämras varvtåligheten. Göran Malmberg

Förbränningshastigheten påverkas av luftrörelserna i förbränningsrummet. Med ett ökat varvtal blir de kraftigare och hastigheten ökar. I princip kan man säga att det brinner ungefär lika snabbt i förhållande till vevvinkel i princip oavsett varvtal pga att förbränningen är en turbulent flamutbredning. Tändfördröjningen kommer dock att öka då den är en laminär flamutbredning som inte påverkas av luftrörelser på samma sätt samt är betydligt långsammare. På en bensinmotor är det inte förbränningshastigheten som sätter gränsen utan det blir snarare problem att få till en ordentlig luftväxling samt till viss mån kolvhastigheten. Ventilsystemet spelar även en viss roll för hur mycket det är lämpligt att varva.

Sen får man lite problem när man vill varva mycket då man behöver en kamaxel optimerad för de högre varvtalen som på lägre varv ger kass tomgång mm. Det kan man lösa till stor del med variabla ventiltider.

På dieselmotorer har man däremot problem med att det brinner för långsamt vilket begränsar varvtalsområdet.

Edit: Du klistrade visst in en beskrivning av det. Men nu vet vi vad det heter på svenska också

Lite tugg om kolvhastiheter, vevstakslängder mm. Se
https://rejsa.nu/forum/viewtopic.php?t=7582