חידון שאלות טכניות

[erezfed]

למה שמת נגד הספק? להגביל את הזרם?

[מרק10]

במהלך הבדיקה חיברתי מספר נגדים בעלי ערכים שונים בכדי לבנות טבלה מהו מפל המתח על הפיוז בעוצמת זרם שונה.

[Buki]

כידוע ניתן לייצר צלינדרים בעלי נפח זהה אך עם גיאומטריה שונה על ידי משחק ביחס בין הקוטר למהלך הבוכנה.

כיצד היחס הזה משפיע על נצילות המנוע ומדוע?

יש אפשרות לקבל תשובה?

 

האם מה שאני עניתי היה נכון או לא נכון?

[Dan-idin]

בדיוק לזה התכוונתי. נתיך חם במיוחד הוא בדרך כלל נתיך פגום או נתיך שיושב בתושבת פגומה. לרוב זה לא אומר שום דבר על המעגל שמחובר אליו (אחרת כל הנתיכים היו מתחממים ולא נתיך זה דווקא).

 

דני

ההסבר שלך לא הגיוני.. אם יש בעיה במעגל של פיוז מסויים וזורם יותר זרם אז למה כל הפיוזים היו מתחממים?

[yuvk]

דני צודק. במעגל טורי, הספק (וחום) יתפתחו איפה שיש התנגדות גדולה יותר. נתיך שיש לו מגעים לא טובים עם התושבת יתחמם. נתיך ותושבת תקינים לא יתחממו.

 

אבל את תקשרו התחממות ליותר זרם - להפך - במקרה הזה הזרם יפחת!

 

במעגל תקין, כל ההתנגדות במסלול אל העומס וממנו נמוכים ביחס להתנגדות העומס עצמו, ולכן (כמעט) כל ההספק נצרך על ידי העומס. במעגל לא תקין, יש הספק משמעותי בנקודות נוספות (כמו קונקטור לא תקין).

עריכה אחרונה ב-5 למרץ, 2015 על ידי yuvk

[Dan-idin]

מה הקשר? אם משאבת הדלק למשל צורכת יותר זרם מהנדרש אז רק הנתיך שלה יתחמם ולא שום נתיך אחר.

[yuvk]

נכון. אם הזרם עולה, אבל הוא עדיין הוא בגבול הזרם של הנתיך, הנתיך עצמו יתחמם עד שבסוף אולי ישרף. אבל זה מצב נדיר ומיוחד - יש קצר אבל הזרם לא עולה מספיק כדי לשרוף את הפיוז.

סיבה אחרת להתחממות נתיך, כמו שנכתב, היא זרם עומס רגיל, אבל מגעים לא טובים בתושבת הנתיך.

[Dan-idin]

נדיר? לא במיוחד

[מרק10]

נכון. אם הזרם עולה, אבל הוא עדיין הוא בגבול הזרם של הנתיך, הנתיך עצמו יתחמם עד שבסוף אולי ישרף. אבל זה מצב נדיר ומיוחד - יש קצר אבל הזרם לא עולה מספיק כדי לשרוף את הפיוז.

סיבה אחרת להתחממות נתיך, כמו שנכתב, היא זרם עומס רגיל, אבל מגעים לא טובים בתושבת הנתיך.

קיימת סיבה נוספת להתחממות בית פיוז גם מבלי שהפיוז עצמו יישרף ואני אסביר בהמשך.

 

פיוז סטנדרטי של 30 אמפר לא יישרף כאשר הזרם הוא פי 1.1 מערך הפיוז הנומינלי אלא לאחר 100 שעות או לאחר כמה דקות בזרם שהוא פי 1.35 מהזרם הנקוב או לאחר 5 שניות או 150 מילישניות כאשר הזרם כפול מהזרם הנקוב של הפיוז.

 

מה אפשר להסיק מזה ?

 

ייתכן מצב שבמקרים מסויימים עובר זרם גבוה מערך הפיוז למשך זמן קצר ובמחזוריות מסויימת (לדוגמא מאוורר של הרדיאטור) אשר גורם לאט לאט להתחממות בית הפיוז אבל הפיוז לא נשרף מכיוון שהוא מתקרר במהירות גבוהה יותר עקב המידות הפיזיות של האלמנט של הפיוז ככה נוצר נזק איטי ובטוח גם לבית הפיוז ולחיווט החשמלי לאורך זמן.

[Igalz]

יש אפשרות לקבל תשובה?

 

האם מה שאני עניתי היה נכון או לא נכון?

 

בוקי ענית נכון, מנועים בעלי יחס קדח\מהלך (יק"מ) קטן נהנים מנצילות תרמודינאמית גבוהה יותר.

 

עכשיו בוא נסביר מדוע.

 

נצילות תרמודינאמית של כל מכונת חום היא כמות אנרגיה שנוצלה לתהליך התרמודינאמי חלקי כמות האנרגיה הכללית שהושקעה.

במקרה של מנוע בוכנה זה פשוט, כמות אנרגית החום שהפכה לאנרגיה קינטית בפעימת העבודה חלקי סך האנרגיה שהתקבלה משריפת הדלק באותה פעימה.

כל השיפורים התרמודינאמים שהמנועים עוברים לשיפור הנצילות (עלייה ביחס דחיסה, מחזור אטקינסון וכו'), עובדים בדיוק בכיוון הזה, למקסם את ניצול אנרגיית החום ולמזער פליטה של החום החוצה.

כעת נסתכל על גיאומטריה של צלינדר.

כאמור ניתן לייצר צלינדר צר וארוך או קצר ורחב (יק"מ קטן מ1 או גדול מ1). לכל גיאומטריה יתרונות וחסרונות מכאנים משלה אבל לא על זה הדיון.

בזמן פעימת הדחיסה והעבודה מתפתחת בצלינדר טמפרטורה של מאות רבות של מעלות. זאת בזמן שכל דפנות הצלינדר, הראש והבוכנה מקוררים (חום הבוכנה עובר דרך הרינגים לצלינדר) ונמצאים בטמפרטורה נמוכה משמעותית.

באופן טבעי, ככל שפני השטח של הצלינדר גדולים יותר כך בריחת החום מהצלינדר גדולה יותר.

אנו יודעים מגיאומטריה ששטח פנים של גליל נתון כ pi*D^2/2+pi*D*h כאשר D הוא קוטר הגליל ו-h הוא הגובה.

אם נסתכל על מהלך הבוכנה בפעימת העבודה, ניראה שהאיבר pi*D^2/2 נותר קבוע לאורך כל המהלך, בעוד שהאיבר pi*D*h קטן בתחילת המהלך וגדל לאורך המהלך.

במילים אחרות, פני השטח גדלים ביחס ליניארי למהלך הבוכנה וביחס ריבועי לקוטר הבוכנה.

 

בעולם הרכבים העממיים היחס הזה לא משתנה הרבה בין רכב לרכב ולכן לא מדברים עליו יותר מידי.

בעולם האופנועים (או רכבי מירוץ לצורך העניין) לעומת זאת יש מגוון רחב של קונפיגורציות, החל מכלים מוכווני ביצועים המגיעים ל16K+ סל"ד ובנויים על יק"מ של קרוב ל2, ועד כלים הבנויים לשיוט רגוע, בקושי מגיעים ל6K סל"ד ונהנים מיק"מ של 0.8.

לצורך הדוגמא (הדוגמא נלקחה מפה) ניקח שני צלינדרים 600 סמ"ק, אחד של הארלי דווידסון JD בעל יק"מ 0.87 במידות 87x100, השני של דוקאטי פאניגלה בעל יק"מ 1.84 במידות 112x60.8.

 

לא אלאה אתכם באינטגרלים לחישוב שטח הפנים הכולל לאורך כל מהלך הבוכנה, אבל מדובר בהפרש של 30% לטובת (או לרעת, תלוי איך מסתכלים) הדוקאטי.

ההבדלים בינהם בצריכת הדלק בשיוט רגוע גם כן לא רחוקים מזה..

עריכה אחרונה ב-5 למרץ, 2015 על ידי igal_zeltser

[Buki]

זה בדיוק ההסבר שקראתי...

 

אפשר להוסיף עוד פאקטור - קדח גדול יותר מאפשר ליצר שסתומים גדולים יותר מה שיתרום עוד ליכולת המנוע לעבוד בסל"ד גבוה.

[Igalz]

זה בדיוק ההסבר שקראתי...

תיארתי לעצמי..

 

חידה נוספת,

האם יתכן מנוע 4 פעימות ללא שרשרת\רצועת תזמון וללא גל זיזים בראש מנוע?

אם כן, תן דוגמא למנוע מסחרי נפוץ שבנוי כך

[Buki]

אתה רציני?

כל המנועים האנתיקות היו עם גל זיזים בבלוק ועם מוטות דחף שמפעילים את השסתומים.

 

דוגמא - חיפושית .

[yuvk]

מנוע של מכונית?

הכוונה למנוע שאיננו עם גל זיזים עילי? מנוע שמיוצר כיום?

[Igalz]

נכון מאוד,

גם מנועים די מודרנים של הארלי עדיין בנויים כך.