שאלה על נפח מנועים וכוחות סוס

[LevAizik]

ניקח לדוגמא מכונית משפחתית סטנדרטית עם מנוע 1.4. מנוע בנפח זה מפיק לרוב בין 70 - 100 כ"ס תלוי במספר שסתומים, טורבו וכדומה. אופנוע כמו R6 עם מנוע 600 סמ"ק מפיק 120 כ"ס. אפשר לקבל הסבר קצר או הפנייה לאתר שמסביר איך מנוע גדול פי 2.5 מפיק פחות כ"ס?

[mystopp]

לא יודע מה סוג המנוע שיושב בR6, אבל אני מניח שמדובר בסוג מנוע שונה מזה שמותקן ברכב רגיל, מה שאומר שאי אפשר לעשות הקבלה בין נפחו וכוחות הסוס שהוא מסוגל להפיק לבין נפחו של מנוע של רכב סטנדרטי וכוחות הסוס שהוא מסוגל להפיק. באותה המידה, מנוע הוונקל במזדה RX-8 הוא בנפח של 1.3 ליטר ומפיק 220 כ"ס.

[sronis]

יש הרבה סיבות, אבל המרכזית היא - סל"ד! מנוע בנזין של מכונית עובד הכי טוב בתחומים שבין 3000 ל-6000 סל"ד. מנוע אופנוע מתחיל לחיות רק מעל 6000 סל"ד, ובמקרים של אופנועי ספורט קיצוניים מגיע עד לכפול ויותר מזה. מכיוון שהספק הוא מכפלת הסל"ד במומנט (בגדול...) אפשר בקלות להבין איך הוא קופץ עם העלייה בטורים.

 

ועכשיו בטח תשאל אז למה לא שמים מנוע של אופנוע במכונית. התשובה פשוטה - מנוע אופנוע צריך להיות קטן וקומפקטי ולהזיז משקל של 200-300 קילו. למנוע כזה יש מומנט קטן והוא בנוי בצורה שמאפשרת עבודה בסל"ד גבוה, גם בגלל גודלו והמסה שהוא מושך. מנוע של מכונית צריך לסחוב פי 4-5 מזה ויותר, ולכן הוא צריך מומנט הרבה יותר גדול, מה שמושג באמצעות הגדלת הנפח, בין השאר (או הגדשת טורבו). הוא גם לא יכול לעבוד בטורים מאוד גבוהים - גם בגלל אמינות וגם בגלל שזה יהפוך כל נסיעה מנהלתית לסיוט...

 

רוני

[mill3r]

הנפח ממש לא משהו שקובע (לפחות לא לגמרי).

קצת קשה לדעתי להשוות מנוע 1.4 שרץ בבערך עד 6K סל"ד עם מנוע 600 שרץ עד כ 16K.

 

לא משנה - רוני כבר עקף אותי.

[razmel]

מנוע הוונקל במזדה RX-8 הוא בנפח של 1.3 ליטר ומפיק 220 כ"ס.

נפחו של מנוע הוונקל הוא בעצם כפול, מעיקרון אופן פעולתו. הוא לא הדוגמא המתאימה.

 

מנוע אופנוע צריך להיות קטן וקומפקטי ולהזיז משקל של 200-300 קילו. למנוע כזה יש מומנט קטן והוא בנוי בצורה שמאפשרת עבודה בסל"ד גבוה

זו תמצית התשובה. שים את מנוע האופנוע ברכב כבד, והוא יתקשה להזיז אותו, למרות ההספק הגבוה, כיוון שהמומנט נמוך.

[Buki]

אתם לא מכירים סדנא בריטית בשם Z-CARS, ששותלת מנועים של סוזוקי היבוסה וימאהה R1 במקום המושב האחורי של מימי מיינור ?

 

קשה לומר, שהם מתקשים להזיז את הרכב :-)

 

ובנימה יותר רצינית - מנועי 1000 סמ"ק של אופנועי ספורט מפיקים היום מומנט של 10-11 קג"מ, שזה לא רחוק בכלל מהמומנט המקובל במנועים קטנים של מכוניות.

 

אבל, המומנט מתקבל ב 11000 סל"ד, וההספק המקסימלי ב12000-13000 וזה ההבדל הגדול.

 

 

מנוע כזה לא יתקשה לסחוב מכונית נוסעים, עם גיר מתאים, ויחסי העברה בהתאם.

[razmel]

ישנם רכבים / קיטים נוספים עם מנוע כזה, או צמד מנועים כאלו.

המיני קלת משקל, ועוברת "הפחת משקל" ושינויים נוספים. היא לא משפחתית סטנדרטית.

התקנת מנוע כזה על משפחתית סטנדרטית תתקשה להזיז את הרכב.

[Buki]

ערכתי את ההודעה הקודמת והוספתי גם תגובה רצינית יותר.

 

כמו שכתבתי, גם מנוע 600 סמ"ק עם 120 כ"ס לא יתקשה להזיז מכונית נוסעים, בתנאי שתישדך אותו לגיר מתאים ותנהג בו כמו באופנוע, כלומר משיכת כל הילוך אל מעל 10000 סל"ד.

 

יחסי העברה בגיר, שיפחיתו את סיבובי המנוע לרמה המקובלת במכוניות, יחפו על חוסר במומנט.

[tzvipper]

כ"ס זה עוד לא הכל, זה אומנם הספק, אבל זה פרמטר נקודתי על סל"ד מסויים. מה שחשוב לנסיעה יומיומית זה זמינות על סיבובי מנוע. ליומיום נפח מנוע קובע המון. בתנאים שווים, מנוע בעל נפח גדול יותר לרוב ייתן מומנט גבוה יותר על אותו סל"ד וגמישות טובה יותר.

יש כל מיני אופציות לשפר נתונים, הוספת קמשפטים, אופטימיזצייה של תא בעירה, שינוי פאזות, הוספת פלאגים, הוספת שסתומים נוספים, טורבו, MSD וכו'. אל תשכחו שאת כל הדברים האלה בהחלט אפשר לעשות גם למנוע גדול יותר.

 

במילים אחרות, רכב בעל אותו משקל אבל עם מומנט גדול יותר לרוב יהיה הרבה יותר נוח לשימוש - לא יהיה צריך למשוך הילוכים, ללחוץ הרבה על גז כדי להאיץ, להוריד הילוכים בעקיפה וכד'.

דוגמא: אוקטביה טורבו דיזל 90 סוסים ואוקטביה 1.6 בנזין עם 100 סוסים. בלחיצה על פול גז הזאת עם 100 סוסים תיקח (לפי נתוני פרוספקט), אבל אם נשים רגע בצד תאוצה, ביום יום כדי לבצע עקיפות לא יהיה צריך לקרוע מנוע של אוקטביה טורבו דיזל אפילו במישור אין בשביל מה להוריד הילוכים - מנוע מספיק גמיש כדי לספק על הילוך רבעי את טווח המומנט הרצוי.

 

מנוע כזה לא יתקשה לסחוב מכונית נוסעים, עם גיר מתאים, ויחסי העברה בהתאם.

חוץ מדבר אחד קטן - בלאי. על סיבובי מנוע גבוהים יותר יש יותר בלאי. מעבר לזה יהיה עומס הרבה יותר גדול על מנוע של אופונוע שנבנה לסחוב מאט מאוד משקל.

במילים אחרות, אורך חיים של מנוע כזה ברכב יהיה קטן מאוד.

[~shay~]

דוגמה לכך תמצא במנועים האמריקאים.

מנוע 4100 מפיק 130 כ"ס.

מנוע מרצדס 2300 מפיק אותו דבר.

אני מדבר על מנועים משנות השמונים אז אולי היום זה שונה.

אפילו חיפושית 1200 יש לה 35 כ"ס כשהיא חדשה ובגלל זה כנראה יש לה אמינות כל כך גבוהה ומנועים מקוריים ובתולים גם אחרי 40 שנה...

[dorki]

המומנט של מנוע הוא פיקציה חישובית והוא מצביע על יכולתו של המנוע לפתח הספק בסל"ד ביניים.

רוצים הוכחה לטענה הזו? קחו דלי מלא מים (20 ליטר), תלו אותו בקצהו של מוט אופקי באורך מטר שבולט מהקיר, והדלי יפעיל מומנט של 20 קג"מ בלי לעשות שום עבודה (הספק אפס).

 

כל מומנט בכניסה לתיבת ההילוכים יכול להיות מתורגם לכל מומנט אחר ביציאה מהתיבה, זה תלוי אך ורק ביחס גלגלי השיניים שבתיבה.

הדבר היחידי שאי אפשר לשנות אותו הוא הספק, שום תיבת הילוכים לא תצליח לחפות על נתון הספק נמוך.

 

אז למה בכל זאת לא משתמשים במכוניות במנועים כאלה?

כי כמו שכתבו קודמי החייים עם מנועים כאלה יהיו מאוד לא נעימים לנוסעים ברכב, החלפת הילוכים תכופות, אמינות ירודה ועוד כל מיני דריבלים שיהיו מנת חלקו של הבעלים.

 

לפותח השרשור - הספק מנוע נגזר אך ורק מיכולתו לנשום אוויר ולשרוף דלק, זכור שהתערובת בנזין/דלק הינה ביחס קבוע ולכן ההספק מצביע על יכולת המנוע לנשום.

העלאת סל"ד, הגדלת מספר צילינדרים, שיפור היניקה, כל אלה יגרמו להגדלת ההספק.

[Buki]

אני רוצה להוסיף עוד דבר, שאולי שכחתם :

 

מנוע של אופנוע עם 600 סמ"ק עם 120 כ"ס, או עם 1000 סמ"ק ו- 160 כ"ס זה מנוע ספורטיבי קיצוני, שמורכב באופנוע ספורט קיצוני, ויש להשוות את המנועים האלו למנועים של מכוניות ספורט אקזוטיות ויקרות, ואתם תראו ששם יחס הספק/נפח די דומה, או לפחות קרוב.

 

אם ניקח אופנוע או קטנוע "רגיל" נראה, שמנוע בנפח 125 סמ"ק מפתח בערך 12-14 כ"ס, 250 סמ"ק - בערך 20-25 כ"ס, 600 סמ"ק באופנוע "רגוע" יכול להיות בעל הספק של 40-50 כ"ס וכו'. די דומה, מבחינת הספק לנפח, למה שיש במכוניות סטנדרטיות.

 

באופנועי קאסטום יחס הספק/נפח ברוב המקרים אפילו יותר גרוע ממה שיש ברוב המכוניות המשפחתיות, כלומר למנוע 1200 סמ"ק של הרלי יש רק 60 כ"ס בערך, שמתקבלים בסל"ד נמוך.

 

מה שאני בא להגיד, שההשוואה שעשה פותח השירשור, מראש לא נכונה.