שאלה על מומנט וכ"ס

[idan_salem]

למה מנועי דיזל מייצרים כל כך הרבה מומנט-קג"מ ידוע לי שזה בגלל הטורבו.

אבל השאלה שלי היא למה הכ"ס לא עולה במידה שווה כמו שהמומנט עולה ???

[nitch]

לא לכל מנוע דיזל יש טורבו.

אופי הפעולה שלהם שונה, הדלק שונה, ויחס הדחיסה גבוה משמעותית. כל אלו מובילים ליותר מומנט. הטורבו בדרך כלל נועד להוסיף להם כ"ס.

אני מציע לך לבצע חיפוש בפורום, ורק אז לשאול.

[חנן-ג'יפולוג]

הספק הוא כפולה של מומנט בסל"ד ולכן לא מספיק שהמומנט גבוה, אלא מאוד חשוב מהו הסל"ד שהמנוע מסוגל להגיע אליו, כשהמומנט עדיין ברמה גבוהה.

 

מלבד גורמים נוספים, מנוע דיזל מצויד ברכיבים כבדים, והיכולת שלו לעלות לסל"ד גבוה מוגבלת יחסית למנוע בנזין עם רכיבים קלים יותר. ההגבלה הזו בסל"ד מגבילה את ההספק.

 

http://www.jeepolog.com/7.html

[חנן-ג'יפולוג]

אגב, זו הזדמנות טובה לשבור מיתוס:

 

זה לא שהמומנט של הדיזל גבוה בסל"ד נמוך. זה שהמומנט בסל"ד גבוה כל-כך אפסי, שנדמה שבסל"ד נמוך יש הרבה מומנט. עניין של נקודת השקפה.

 

במנוע בנזין אטמוספרי אופייני יש כמעט קג"מ אחד לכל מאה סמ"ק.

 

במנוע דיזל אטמוספרי אופייני יש משהו כמו שני-שליש קג"מ לכל מאה סמ"ק.

 

 

 

טורבו ומערכות ניהול דיזל מודרניות משנות את התמונה הזו, אבל זה לדיון אחר.

[ULY]

אגב, זו הזדמנות טובה לשבור מיתוס:

 

זה לא שהמומנט של הדיזל גבוה בסל"ד נמוך. זה שהמומנט בסל"ד גבוה כל-כך אפסי, שנדמה שבסל"ד נמוך יש הרבה מומנט. עניין של נקודת השקפה.

עדיין מנוע דיזל נותן את מקסימום המומנט בסל"ד נמוך (טיפוסי: 1750-2000) ובנזין בסל"ד גבוה (טיפוסי: 3500-4500).

כתוצאה מכך שיא ההספק (הנקודה שבה קצב העליה בסל"ד משתווה לקצב הירידה במומנט) נמצא במנוע דיזל בסביבות ה 4000 ובבנזין בסביבות ה6000.

למעשה בתחום שבין 1000-4000 סל"ד למנוע דיזל יש הספק (כ"ס) יותר גבוה ממנוע בנזין דומה ויתרון הבנזין מתחיל רק מעל מהירות מנוע זו (כפי שאמרת, טורבו דיזל משנה קצת את התמונה, עיקר הסיוע שלו בתחום הסל"ד הגבוה).

מי שמחפש ביצועים ונהיגה ספורטיבית בסל"ד גבוה יעדיף כמובן בנזין.

מי שאוהב נסיעה רגועה וכוח זמין בסל"ד נמוך (כמוני) מעדיף את הדיזל.

 

לגבי הסיבה, נראה לי שזה מושפע במידה רבה מההבדלים ביחס הדחיסה.

בדיזל יחס הדחיסה גבוה כפליים ובגלל זה גם הזרועות ("פדלים") של גל הארכובה ארוכות יותר.

זה גורם למומנט גדול הרבה יותר שעובר לגל הארכובה אבל מהירות גדולה יותר של הבוכנות (בגלל המהלך הגדול) שגורמת לכך שהיא מתקרבת מהר יותר למהירות ההתפשטות של הגזים הנשרפים בצילינדר.

[חנן-ג'יפולוג]

עדיין מנוע דיזל נותן את מקסימום המומנט בסל"ד נמוך (טיפוסי: 1750-2000) ובנזין בסל"ד גבוה (טיפוסי: 3500-4500).

לשני המנועים יש חרא מומנט בסל"ד נמוך, הדיזל נחלש עוד בסל"ד הגבוה והבנזין מתחזק. זה לא אומר ש"לדיזל" יש מומנט גבוה בסל"ד נמוך. זה רק אומר שלדיזל יש מומנט אפילו יותר נמוך בסל"ד גבוה, אבל אני מסכים שזה עניין של סמנטיקה.

 

בדיזל יחס הדחיסה גבוה כפליים ובגלל זה גם הזרועות ("פדלים") של גל הארכובה ארוכות יותר.

איך זה קשור לזה? יחס הדחיסה מתקבל מנפח המנוע חלקי נפח תא השריפה.

 

זה גורם למומנט גדול הרבה יותר שעובר לגל הארכובה

עובדתית, זה לא נכון. תראה את הנתונים שרשמתי קודם. אבל אני לא רק אסתור את דבריך אלא גם אסביר למה זה קורה: מהלך גדול יותר מכתיב שטח בוכנה קטן יותר, על מנת לשמור על נפח נתון. זה אומר שפחות כוח מתפתח על הבוכנה, אבל הוא מוכפל בזרוע גדולה יותר, ולכן המכפלה-המומנט נשמר זהה.

 

למעשה בתחום שבין 1000-4000 סל"ד למנוע דיזל יש הספק (כ"ס) יותר גבוה ממנוע בנזין דומה ויתרון הבנזין מתחיל רק מעל מהירות מנוע זו (כפי שאמרת, טורבו דיזל משנה קצת את התמונה, עיקר הסיוע שלו בתחום הסל"ד הגבוה).

תוכל להראות שתי עקומות של מנועי דיזל ובנזין אטמוספריים אופייניים , בנפח זהה, שמראות יתרון בהספק למנוע הדיזל בסל"דים הנמוכים?

[ULY]

לשני המנועים יש חרא מומנט בסל"ד נמוך' date=' הדיזל נחלש עוד בסל"ד הגבוה והבנזין מתחזק. זה לא אומר ש"לדיזל" יש מומנט גבוה בסל"ד נמוך. זה רק אומר שלדיזל יש מומנט אפילו יותר נמוך בסל"ד גבוה, אבל אני מסכים שזה עניין של סמנטיקה.[/quote']דיברתי על שיא המומנט ומזה נגזר במידה רבה גם שיא ההספק. אתה משווה מנועים בנפח זהה ומוגדשות זהה, אני משווה בין מנועים שמותקנים בפועל (דיזל גדול יותר או מוגדש) כי זה מה שתמצא בחיים, וההתנהגות שונה לגמרי בין אם תשווה מנועים עם הספקים דומים ואפילו אם תשווה מנועים עם מומנטים דומים כאשר בדיזל ההספק המרבי נמוך יותר.

איך זה קשור לזה? יחס הדחיסה מתקבל מנפח המנוע חלקי נפח תא השריפה.

יחס דחיסה גדול יותר מחייב רדיוס גדול יותר של גל הארכובה. זו הגיאומטריה, אין מה לעשות, כי מהלך הבוכנה שווה לפעמיים הרדיוס הזה.

עובדתית, זה לא נכון. תראה את הנתונים שרשמתי קודם. אבל אני לא רק אסתור את דבריך אלא גם אסביר למה זה קורה: מהלך גדול יותר מכתיב שטח בוכנה קטן יותר, על מנת לשמור על נפח נתון. זה אומר שפחות כוח מתפתח על הבוכנה, אבל הוא מוכפל בזרוע גדולה יותר, ולכן המכפלה-המומנט נשמר זהה.

אתה צודק! טעיתי בנקודה הזו. ניסיתי לדמות את זה לאופניים עם פדלים קצרים ופדלים ארוכים, אבל באופניים הכח זהה בשני המקרים ופה לא.

 

ההסבר הוא לדעתי אחר: ישנה מהירות אופטימלית של התנועה הקווית של הבוכנה שבה הכח (שהופך למומנט בגל הארכובה) הוא אופטימלי.

המהלך הארוך ומהירות התנועה הקווית הגבוהה יותר שנגזרת מכך גורמת לכך שהמהירות האופטימלית הזו מושגת בסל"ד נמוך יותר.

תוכל להראות שתי עקומות של מנועי דיזל ובנזין אטמוספריים אופייניים , בנפח זהה, שמראות יתרון בהספק למנוע הדיזל בסל"דים הנמוכים?

כפי שכתבתי למעלה, אני מסכים שבנפח דומה ומנועים לא מוגדשים הדיזל חלש יותר, אבל בפועל זו לא הבחירה שתעמוד בפניך.

במכונית שלי היתה בחירה בין 2.0HDi עם 25.5 קג"מ 109 כ"ס ובין 2.0 בנזין עם 19.0 קג"מ ו140 כ"ס.

הדיזל אמנם מוגדש אבל נחות בזינוק ל100 ובמהירות מרבית. למרות זאת בתנאי נסיעה רגילים הדיזל יתן נסיעה הרבה יותר רגועה עם הרבה יותר כח זמין ובלי צורך להוריד הילוכים. בבנזין תצטרך להשאר כל הזמן מעל 4000 סל"ד כל הדרך כדי להשיג ביצועים מעט עדיפים, בכל מצב אחר, וכך נוסעים כמעט כל האנשים כמעט כל הזמן, הדיזל יהיה יותר חזק.

ההערה שלי התייחסה להבדל המשמעותי הזה בין האופיים של שני סוגי המנועים.

[נהג רגוע]

ההסבר הוא לדעתי אחר: ישנה מהירות אופטימלית של התנועה הקווית של הבוכנה שבה הכח (שהופך למומנט בגל הארכובה) הוא אופטימלי.

המהלך הארוך ומהירות התנועה הקווית הגבוהה יותר שנגזרת מכך גורמת לכך שהמהירות האופטימלית הזו מושגת בסל"ד נמוך יותר.

נשמע לי תמוה כל מה שכתוב לעיל.

מהירות אופטימלית קווית זה כמו סל"ד אופטימלי, וברור שלכל מנוע יש כזה סל"ד.

מה שיקבע את הסל"ד האופטימלי הזה זה לא מהלך בוכנה ארוך יותר או פחות. אם כי מהלך הבוכנה הזה יכול להשפיע על הסל"ד המרבי שאליו יגיע המנוע בלי להתפרק, וכאן ברור שכדי להגיע לסל"ד גבוהים מאוד רצוי להשתמש במהלך בוכנה קצר, או לחלק את נפח המנוע להרבה בוכנות קטנות.

מה שקובע את המהירות האופטימלית (קווית, סיבובית, היינו הך) זה הרבה משתנים אחרים כגון צורת פתחי השסתומים וראש הבוכנה, סעפת פליטה ויניקה, תזמון שסתומים (גלי זיזים), גודל מגדש הטורבו ומפת הביצועים שלו וכו'.

[ULY]

אם תשווה שני מנועים, אחד עם מהלך ארוך ואחד עם מהלך קצר, שמסתובבים באותו סל"ד, הרי מהירות התנועה הקווית של הבוכנות במנוע ארוך המהלך תהיה גבוהה יותר.

עד כאן זה עובדות.

 

האמירה שיש מהירות אופטימלית של תנועה קווית זה כבר השערה שלי במסגרת הדיון פה מדוע מנוע דיזל משיג את שיא המומנט שלו בסל"ד נמוך יותר, ואפשר לדון אם היא נכונה/הגיונית או לא.

 

אחד הטיעונים יכול להיות האם בין מנועי בנזין שונים רואים את ההשפעה של אורך המהלך על הסל"ד של המומנט המרבי?

[חנן-ג'יפולוג]

יחס דחיסה גדול יותר מחייב רדיוס גדול יותר של גל הארכובה. זו הגיאומטריה, אין מה לעשות, כי מהלך הבוכנה שווה לפעמיים הרדיוס הזה.

 

 

טעות. יחס הדחיסה הוא חלוקה של נפח המנוע בנפח תא השריפה. זו ההגדרה, אם אנחנו מתווכחים עליה אז חבל לנו על הזמן.

 

נפח המנוע יכול להיווצר ממהלך ארוך וקדח קטן, או להיפך- מהלך קצר וקדח גדול, ושני המקרים יתנו בדיוק את אותו נפח.

 

אין שום תלות בין יחס הדחיסה למהלך.

 

 

 

 

 

 

לגבי העניין של המנועים שמותקנים בפועל על הרכבים, זה נכון. בדיוק בגלל החולשה הכרונית של מנועי הדיזל מתקינים במכוניות מנועי דיזל גדולים יותר יחסית למנועי בנזין, אבל דיון תיאורטי ידבר תמיד על מנועים בנפח זהה, אחרת משווים תפוחים לאגסים.

[ULY]

בדקתי את נתוני הקדח והמהלך של שני המנועים שהזכרתי והם זהים לגמרי... (קובץ מצורף). הדיון הזה ניפץ איזו דעה קדומה אצלי...

 

אז למעשה ההבדל המבני העקרוני בין מנוע דיזל ובנזין הוא בגודל היחסי של תאי השרפה בראש המנוע ולא ביחס קדח/מהלך.

 

אם כבר דנים בכח, מומנט והספק, זו הזדמנות טובה לבקש מאחד המנהלים למחוק את הבושה הזו:

http://www.carsforum.co.il/vb/faq.php?faq=car_general#faq_car_general_bhp

(ואח"כ אפשר למחוק את המשפט האחרון בהודעה שלי...)

[נהג רגוע]

בדקתי את נתוני הקדח והמהלך של שני המנועים שהזכרתי והם זהים לגמרי... (קובץ מצורף). הדיון הזה ניפץ איזו דעה קדומה אצלי...

 

אז למעשה ההבדל המבני העקרוני בין מנוע דיזל ובנזין הוא בגודל היחסי של תאי השרפה בראש המנוע ולא ביחס קדח/מהלך.

 

אם כבר דנים בכח, מומנט והספק, זו הזדמנות טובה לבקש מאחד המנהלים למחוק את הבושה הזו:

http://www.carsforum.co.il/vb/faq.php?faq=car_general#faq_car_general_bhp

(ואח"כ אפשר למחוק את המשפט האחרון בהודעה שלי...)

קודם כל יפה מאוד שאתה יודע להודות בטעות כאשר אתה טועה, חבל שאין יותר אנשים כמוך.

נ.ב האם מדובר על מנועים של פיג'ו-סיטרואן?

לא נראה לי שיש הרבה הבדל בגודל תאי השריפה, מכיוון שגם יחס הדחיסה של בנזין הוא די גבוה (1:10) ולכן הבוכנה מגיעה קרוב מאוד לקצה הצילינדר. בדיזל כמובן תא השריפה יהיה ממש מעט קטן יותר, כי נשאר פחות רווח מעל הבוכנה.

 

אגב, הקישור שנתת לא מגיע לשום מקום.

[talroze]

בתור אחד שלמד את הנושא הזה לעומק [הנדסאי מכונות] תרשו לי לשפוך קצת אור:

בכדי להשיג נפח במנוע מכפילים את הקדח [קוטר הבוכנה] במהלך שלה.

ולכן יכולים להיות שני מנועי 1600 סמ"ק כאשר לראשון יהיה מהלך ארוך מאוד אבל קוטר קטן [בד"כ במשאיות ובמנועים שזקוקים למומנט גבוהה אבל זאת גם הסיבה שבהילוך ראשון המנועים הללו מגיעים ל 5 קמ"ש]

ומצד שני יש מנועים בעלי קדח גדול מאוד ומהלך קצר ומטפסים לטוירם טיקטק אבל אין להם כח להתחיל נסיעה מעמידה בראשון [ראה דוגמה מכוניות FORMULA 1 שדוחפים אותן]

אז נכון מי שמהנדס ומתכנן את המנועים אמור לפצות על כך בתכנון תיבת הילוכים [אם יחס העברה כזה או אחר ועוד מיני ירקות ] אבל בחיים כמו בחיים יש הגבלה על כמה שגיר יכול לפצות על התנהגות שלמנוע.

תרגישו חופשי לתקן אותי אם אני טועה.

תודה ויום טוב ל כ ו ל ם.

[חנן-ג'יפולוג]

לא טעית בגדול, מצד אחד. אבל מצד שני , גם לא שפכת אור. מה שכתבת כבר נכתב כאן קודם בניסוח אחר.

 

חוץ מטעות אחת:

 

בד"כ במשאיות ובמנועים שזקוקים למומנט גבוהה

המומנט , בהכללה גסה, קבוע למדי עבור נפח מסוים, בלי קשר ליחס מהלך/קדח. תבדוק אותי בגרפים של מנועים, ותחזור אליי אם אני טועה. מיקום שיא המומנט על עקומת הסל"ד משתנה, לא הערך המקסימלי שלו.

מה שכן, אם היית מוסיף בסוף המשפט את המילים "בסל"ד נמוך" המשפט שלך היה נכון.

 

 

 

אבל עכשיו גם לי יש שאלה. שאלה אמיתית, אין לי תשובה טובה עליה:

 

את היתרונות של בוכנה רחבה ביחס למהלך אנחנו יודעים:

מהירויות בוכנה איטיות יותר בסל"ד נתון שמאפשרות סל"דים גבוהים יותר וקבלת הספק גדול יותר כתוצאה מכך.

שטח ראש גדול יותר, שמאפשר שסתומים גדולים יותר ויכולת נשימה טובה יותר.

כוחות צידיים קטנים יותר כתוצאה מזרוע קרנק קצרה יותר.

 

מהם החסרונות?

 

יש לי תשובה משוערת אחת: בוכנה רחבה יותר מקשה על קבלת יחס דחיסה גבוה, מכיוון שצריך לשמור על מרווח מינמלי בין הבוכנה לראש, ובהכפלה בשטח הבוכנה מתקבל נפח גדול יותר לתא השריפה, מה שמקטין את יחס הדחיסה, וזה בעצם הגבול העליון של הרחבת הבוכנה. בדיזל יש יחס דחיסה גבוה במיוחד ולכן זה מאלץ בוכנה צרה יותר ומהלך ארוך.

 

עוד רעיון שעולה זה שבוכנות רחבות יוצרות מנוע ארוך יותר, והמנוע צריך להיכנס איכשהו בתא המנוע, כמו גם גל זיזים וקרנק ארוכים יותר, וכבדים יותר.

 

 

 

 

 

 

ולא, אל תכתבו "מומנט גבוה יותר בסל"ד נמוך, כי אתם תצטרכו גם להסביר למה זה קורה.

[talroze]

צודק גם צודק.

 

אגב אם תסתכל טוב טוב על הטכנולוגיה החדשה של הדיזל ובמבחני הדרכים שבוצעו ב TOP GEAR תראה שעקב השיפור ההולך וגדל מנוע דיזל של BMW פיגר במסלול שלהם בפחות מכמה מאיות שניה אחרי מנוע בנזין ! לדגם 5 [אני לא סגור אם זה היה 528 או 530 ] ולמרות המשקל הגבוהה יותר של מנוע דיזל כי הבלוק שלו מפלדה ושל מנוע הבנזין מסגסוגת של אלומיניום.

 

אבל סבבה שמח לעזור איפוא שאני יכול.