יחס בין נפח מנוע להספקו

[תמיר61]

לא מבין למה ההבדל בין 1600 ל2000 הוא כל כך גדול בכ"ס.

ה2000 זה סך הכל תוספת של עוד רבע מה1600 וההבדל בכ"ס הוא 50 % כמעט..

לדוגמא זה המאזדה 3 מנוע 1600 105 כ"ס +- אני לא זוכר במדיוק אבל מנוע 2000 הוא 150 כ"ס

שזה הרבה הרבה יותר כח...

 

איך אפשר להסביר את זה?

 

ברור שאפשר להגיד שיש גם S2000 שיש לה 240 כ"ס... אבל זה מנוע ספורט אני לא מתייחס למנועים כאלה ולא למנועים בעלי טורבו. אני מדבר על מנועים לפשוטי העם..

[איציק ט]

עוד 400 סמ"ק לתא הבעירה של מנוע מודרני בעל 4 שסתומים לבוכנה , סעפת יניקה ופליטה טובים יכולים להוסיף עוד 50% הספק בלי בעיה

נניח ונוריד 400 סמ"ק אז אפשר להגיד שמנוע 1200 יתן בסביבות 50-60 כ"ס

 

יש קשר די הדוק הייתי אומר

[Guest ®XploiteR]

זה לא תמיד לא הגיוני. קח לדוגמא גולף דור קודם (MK4) המנוע 1600 שלו מפיק 100 כ"ס, לעומת מנוע 2.0 שמפיק 115 כ"ס. הגיוני, לא? אבל לעומת זאת בגולף הדור הנוכחי (MK5) המצב שונה לחלוטין... מנוע 1.6FSI מפיק 115 כ"ס, ומנוע 2.0FSI מפיק 150... הבדל עצום. אם יש מישהו שיודע להסביר את התופעה המוזרה, גם אני אשמח להחכים בנושא.

[תמיר61]

הבנתי אותך ועוד שאלה...

פעם המנועים של ה1.6 היו יותר חזקים או שאני טועה ?

דוגמה טובה זה המנועים של הונדה הESI... נראה לי 125 כ"ס ולמנוע הרגיל (שחכתי את הדגם ) יש נראה לי 115... היום הכי הרבה שמצאתי זה 109 של שברולט אופטרה שזה נראה לי מופרח.

 

לפי ההגיון שלי אני חושב שמנסים לייצר מנועים שהם יותר אמינים פחות זוללים דלק ופחות מזהמים...צודק ?

[Guest ®XploiteR]

לא חיפשת טוב... יש לך המון רכבים עם יותר מ109 כ"ס. לדוגמא - מגאן ה"חדשה": 115 כ"ס, גולף 115 כ"ס, קורולה: 110 כ"ס... ויש עוד.

[איציק ט]

הבנתי אותך ועוד שאלה...

פעם המנועים של ה1.6 היו יותר חזקים או שאני טועה ?

דוגמה טובה זה המנועים של הונדה הESI... נראה לי 125 כ"ס ולמנוע הרגיל (שחכתי את הדגם ) יש נראה לי 115... היום הכי הרבה שמצאתי זה 109 של שברולט אופטרה שזה נראה לי מופרח.

 

לפי ההגיון שלי אני חושב שמנסים לייצר מנועים שהם יותר אמינים פחות זוללים דלק ופחות מזהמים...צודק ?

הונדה אומרים שהם הורידו את ההספק לטובת יותר מומנט בסל"ד נמוך, ככה שזה מתקזז

והופך אותה ליותר נוחה לנהיגה (פחות ספורטיבית אבל)

 

בקשר לגולפים

 

מנוע 1600 של Mk4 , היה בעל 16 שסתומים

 

מנוע ה-2000 המיושן היה בעל 8 שסתומים , בגלל זה ההספק היחסית נמוך אבל עדיין זה מנוע שיאריך ימים לדעתי , גם יהיה יותר אמין

[nitch]

ההספק והמומנט של מנוע נובעים מהמון משתנים מעבר לנפח. יש גם מבנה ראש, סעפת יניקה, סעפת וצנרת פליטה, תזמון שסתומים, מערכות ניהול, מערכות הזרקה, גדישה וכו'.

התחכום שמושקע במנוע משנה הרבה יותר מנפחו, למרות שהנפח הוא אחד הפרמטרים החשובים.

[American-Muscle]

זה לא בדיוק ככה.. - אני יסביר:

 

הספק המנוע נובע מ-3 דברים עיקריים: 1-נפח המהלך 2-כמות הדלק המוזרקת 3-מהירות הסיבוב.

אם נגדיל את ה-2 הראשונים או את השלישי הרי שהצלחנו להפיק יותר כוח , התאוריה פשוטה אבל הביצוע קצת יותר מסובך ובדרך עומדים המון מכשולים שעל מתכנן המנוע להתגבר עליהם.

 

כבר בהתחלה אני יגיד שאין מנוע סדרתי שמוציא את כל מה שהוא מסוגל - היצרן חייב להתחשב בתקנות זיהום שונות ( שמחמירות עם השנים ) , ובכך שהלקוח לא תמיד ישמור על תחזוקה מתאימה ויבצע טיפולים בזמן ולכן הוא מוריד במכוון את הספק המנוע כדי להרויח אמינות.

 

הדי שתבין ( שואל השאלה המקורית ) שנפח המנוע הוא לא הפרמטר העיקרי להספק אני יתן דוגמא פשוטה: ניקח 2 מנועים - האחד מנוע 600 סמ"ק של אופנוע ספורט שמסתובב קרוב ל-18000 סל"ד ומפיק כ-130 כוחות סוס והמנוע השני הוא מנוע של משפחתית בנפח 1600 סמ"ק שמפיק 110 כוחות סוס ב-6000 סל"ד. נשאלת השאלה איך מנוע שגדול כמעט פי 3 בנפח מפיק פחות כוח??

התשובה היא כזאת: מנוע המשפחתית מסתובב 6000 סל"ד ועושה X "עבודות" בדקה , מנוע האופנוע מסתובב פי 3 יותר מהר ולכן הוא מבצע 3X עבודות בדקה ( אני יוצא מתוך הנחה ששניהם בעלי 4 צילינדרים ) , עכשיו כזכור מהפסקה הראשונה כדי להוציא הספק מכובד מנוע האופנוע ממלא את תנאי מספר 3 ואילו מנוע המשפחתית ממלא את 2 התנאים הראשונים.

 

תאורטית אפשר לומר שאם 2 התנאים הראשונים היו זהים בשני המנועים ( אותו נפח מהלך וכמות דלק מוזרקת זהה ) אפשר היה להגיד שהמנוע שמסתובב ב-18000 סל"ד היה מפיק פי 3 יותר כוח ( תאורטית בלבד! )

 

למרות שלא שאלתה , אבל להבנה כללית אני גם יוסיף שמנוע של מכונית משפחתית בחיים לא יוכל להסתובב במהירות כזאת! מהירות הסיבוב של המנוע מושפעת מאוד מאורך המהלך וממשקל החלקים הנעים שמשקלם עולה ככל שגדל נפח המנוע , כאן גם המקום להוסיף למה מנועי דיזל מסתובבים לאט יותר ממנועי בנזין בנפח זהה - כידוע במנועי דיזל יחס הדחיסה הוא גבוהה מאוד יחסית למנועי בנזין ( עד 1:24 לעומת 1:11 בבנזין ) - דבר שגורר עומסים גדולים יותר על חלקים כמו בוכנות , טלטלים , בלוק המנוע וכו' , לכן החלקים הם יותר עבים וכתוצאה מכך כבדים יותר.

 

אני לא מכיר כל כך את 2 המנועים הספציפיים עליהם שאלתה אבל כמעט בטוח שקוטר הבוכנה ואורך המהלך שלהם לא זהים ומכאן אפשר להסיק כמה דברים: אם במנוע ה-2000 קוטר הבוכנה גדול יותר ( מה שכנראה נכון ) הכוח הפועל עליהה באותו לחץ יהיה גדול יותר ( P=F/A ומכאן F=P*A ) , אם אורך המהלך גדול יותר זה משפיע על המומנט ( טלטל ארוך יותר יפעיל יותר מומנט על גל הארכובה ) וכידוע , הספק הוא מכפלה של מומנט בסל"ד ( ועוד נתון אחד... )

 

עד כאן... , אם יש שאלות נוספות , אשמח לעזור.

אלכס.

[Lotus Omega]

תודה רבה לך על ההסברים המפורטים.!

 

רק הבהרה לגבי הקטע הנ"ל.

 

 

תאורטית אפשר לומר שאם 2 התנאים הראשונים היו זהים בשני המנועים ( אותו נפח מהלך וכמות דלק מוזרקת זהה ) אפשר היה להגיד שהמנוע שמסתובב ב-18000 סל"ד היה מפיק פי 3 יותר כוח ( תאורטית בלבד! )

 

אלכס.

תאורטית, אבל למה במציאות הלא כך?

מדוע גרף ההספק/סל"ד אינו לינארי? או מעריכי? או כל דבר סדיר..?

 

מדוע קיימים מנועים בעלי שיא הספק שהוא לא בסוף סקאלת הסל"ד?

 

אני ידוע שהשאלות נשמעות קצת מטופשת אבל אנא התייחסו ברצינות..

 

אור.

[American-Muscle]

השאלות שלך לא מטופשות כלל וכלל , אלו לא דברים בסיסים שכל אחד יודע!

 

ולתשובה- עם עליית מהירות הסיבוב גובר החיכוך בין הבוכנה , או לייתר דיוק הטבעות ודפנות הצילינדר , החיכוך הוא כוח שכיוונו מנוגד לכיוון תנועת הבוכנה והמנוע חייב להתגבר עליו כדי להמשיך ולפעול.

לכן עד נקודה מסויימת במעלה הסקאלה המנוע נמצא בתחום היעיל שלו ואחרי אותה נקודה ההפסדים של החיכוך גדולים מאוד ולמרות שכמות הדלק גדלה ההספק דוקא יורד ( אבל מהירות הסיבוב עולה )

 

למה לא לניארי? - קודם כל כי גם החיכוך הוא לא לניארי וחוץ מהחיכוך יש גם את כוח האינרציה ( בעברית => התמדה ) שגם עליו יש להתגבר וככל שעולה המהירות כוח ההתמדה עולה גם!

 

למה ההספק הוא לא בסוף סקאלת הסל"ד עניתי בפסקה הראשונה , מנועים שבהם ההספק הוא בסוף סקאלת הסל"ד פשוט הוגבלו למהירות הסיבוב הזאת ע"י היצרן.

 

אלכס.

[ibiza 20VT]

לא מבין למה ההבדל בין 1600 ל2000 הוא כל כך גדול בכ"ס.

ה2000 זה סך הכל תוספת של עוד רבע מה1600 וההבדל בכ"ס הוא 50 % כמעט..

לדוגמא זה המאזדה 3 מנוע 1600 105 כ"ס +- אני לא זוכר במדיוק אבל מנוע 2000 הוא 150 כ"ס

שזה הרבה הרבה יותר כח...

 

איך אפשר להסביר את זה?

 

ברור שאפשר להגיד שיש גם S2000 שיש לה 240 כ"ס... אבל זה מנוע ספורט אני לא מתייחס למנועים כאלה ולא למנועים בעלי טורבו. אני מדבר על מנועים לפשוטי העם..

תיקון מזדה 3 2000 סמק 125 כ"ס

[American-Muscle]

תיקון מזדה 3 2000 סמק 125 כ"ס

 

http://motocar.com/motocar/model/tech_details.asp?id=10672&node_id=1961

 

 

אלכס.

[נהג רגוע]

לא מבין למה ההבדל בין 1600 ל2000 הוא כל כך גדול בכ"ס.

ה2000 זה סך הכל תוספת של עוד רבע מה1600 וההבדל בכ"ס הוא 50 % כמעט...

אחרי ההסבר המפורט של American Muscle, נשאר רק לענות לך על השאלה.

כפי הנראה, שיצרני הרכב מעונינים שלרכב שלהם יהיה איזשהי זמינות כוח סבירה. כלומר בכל מצב, בלי לנסות להתעסק עם ההילוכים או לנהוג ספורטיבי, אלא פשוט בנסיעה רגילה לחלוטין, שאם הנהג מוסיף קצת גז אז הוא מיד ירגיש שהמנוע מגיב ומתחיל למשוך בצורה טובה וסבירה. הונדה כנראה טעו כשיצרו מנוע 1600 עם 125 כ"ס, מכיוון שהוא הרגיש קצת חלש. היתה לו היכולת להיות חזק מאוד כשקורעים אותו לסל"ד ממש גבוה, אבל במצב הנהיגה שתארתי זמינות הכוח לא היתה טובה מספיק והונדה שינו את המנוע כך שיהיה חלש יותר אבל עם כוח זמין יותר.

לעומת זאת, מנועי 2 ליטר מוציאים 25% יותר מומנט (כוח-סחיבה) ולכן לרכב משפחתי יש להם זמינות כוח טובה. טובה מספיק אפילו בשביל להקטין אותה קצת לטובת ביצועים בסל"ד גבוה. כך שעדיין הם עומדים במבחן הכוח הסביר מצד אחד (עדיין נשאר להם מספיק כוח בסל"ד נמוך), ומספקים הרבה כוח-סוס מצד שני. כמו כן אפשר להניח שנהג שרוכש את הדגם עם המנוע הגדול יותר אוהב יותר לנהוג ולכן באמת ימשוך את המנוע וינצל את הכוח שמגיע רק בסל"ד גבוה. זאת להבדיל ממנועי ה 1600 שמיועדים לנהג הממוצע שלא מעונין לקרוע את המנוע.

אגב מבחינה הנדסית, כאשר בונים מנוע למהירות (סל"ד) גבוהה, כמו מנוע 600 סמ"ק של אופנוע עם 120 כ"ס, אז הגדלת הנפח ב 66% ל 1000 סמ"ק לא מוסיפה 66% כוח אלא רק 45-50%. הסיבה היא דרך ארוכה יותר של הבוכנה (שנעה הלוך וחזור) במנוע הגדול, דבר שמכריח אותה להאיץ ולהאיט בקצב מטורף כדי להספיק לשנות כיוון מאות פעמים בשניה. הבוכנה לא תעמוד בזה ולכן במנוע הגדול יותר הסל"ד המרבי נמוך יותר. כך המומנט גדל ב 66% כצפוי, אבל ההספק בפחות.

[elad1299]

ובשביל זה נוצרה החיה הבאה:

http://www.fullgaz.co.il/focus/honda-cbx.html

[kd2]

דבר ראשון במנוע 2000 יש לך עוד 400 סמ"ק שזה מתורגם ל"עוד בוכנה" במנוע 1600.

דבר שני, מכפלת הכוחות במנוע יותר גדול יכולה ליצור עוד 50% כאשר אחד המנועים משודרג או שאחד לא יעיל.

הפרש כזה נובע לרוב מתיכנון שונה.

כוחות ההתמדה פועלים עם ונגד פעולת המנוע במקומות שונים ( בוכנות ,גל ארכובה ).

רציתי להוסיף לאמריקן מאסל...

4. יחס בין קדח למהלך

5. יחס טלטל לגל ארכובה

ויש עוד משתנים אבל אלה בגדול.

 

החיכוך הגדול שמשפיע המון על הספק וסל"ד הוא החיכוך בין טבעות וחצאיות הבוכנה לצילינדר ואם תבחנו לעומק תראו שרוב המנועים עומדים סביב מספר מסויים של מרחק ( אחת מהסיבות לריבוי צילינדרים ) לכן כאשר מגדילים רק את קוטר הבוכנה מקבלים אמנם שטח מגע גדול יותר אבל מהלך מטרי שווה.

הגדלת קוטר הבוכנה לא מספיק גדולה כדי לפגוע ביעילות השריפה ובדוגמא הזאת היעילות גוברת על החיסרון.