Bir motor neden duruyor? (Manuel şanzıman)

Sorumu milyonlarca kez cevaplanmış bir soru olarak yazmadan önce açıklığa kavuşturmak istiyorum. Motorun belirli bir rpm'ye gitmesi gerektiğini anlıyorum ve debriyajı tam bir duraktan bir kerede çekmeye çalıştığınızda, motorun o devirde ve sonra motorun durması için motoru yeterli güce sahip değil. Sorum şu: Motorun neden minimum devirde çalışması gerekiyor? Açıklığa kavuşturmak için, tartışmak istediğim iki özel senaryo var:

1.) Tam duraktan 1. sıraya geçtiğinizi söyleyin. Debriyajı çok çabuk devreye sokuyorsunuz; motor aracı hareket ettirmeye çalışır ve rpm'leri çok aşağı düşmeye zorlar, bu da aracın durmasına neden olur. Motorlar neden bu kadar düşük devir sayısı durmuş bir motora eşit olmayacak şekilde tasarlanamıyor? Bunun nedeni motorun aşırı ısınması ve bunun bir koruma önlemi olması nedeniyle mi?

2.) 70mph'ye gideceğinizi ve daha sonra hala 5. viteste iken 20mph'ye kadar yavaşladığınızı varsayalım. Bu durumda (bunu hiç yapmadım ama sadece tahmin ediyorum), motor muhtemelen durdurulacak çünkü motor belirli bir rpm'ye gitmek istiyor, ancak 5. viteste motorun minimum devir ve motordan daha yavaş gitmesi gerekiyor arabayı hızlandırmak için yeterli güce sahip değil. Bu doğru mu?

Yardımlarınız için teşekkürler çocuklar! Sadece sopa sürmeyi öğreniyorum ve her şeyin kaputun altında nasıl çalıştığını anlamak istiyorum :)

Aşağıya inen şey, ticaret komisyonları. Motor durumunda, tork çıkışı ve motor kütlesine göre dönme kütlesi ... okumaya devam edin.

Birincisi, gereken güç değil , motoru çalıştırmak için tork . Motorların ilk günlerinde, her birinin bir silindiri vardı ve çok hızlı çalışmadı. Çalışmasını sağlamak için üzerinde çok büyük bir volan vardı. Motor çalıştıktan sonra çalışmaya devam etti, çünkü "hareket halindeki kütle hareket halinde olma eğiliminde" ve tersine "hareketsiz kütle hareketsiz kalma eğilimi" gibi bir şey söyleyen küçük bir fizik ifadesi var. Volan bahsettiğim kütleyi sağlıyor.

( NOT: Bu tek silindirli bir buhar motorudur, ancak aynı prensip geçerlidir.)

(Bu tek silindirli gaz motorunun her iki tarafında bir tane olmak üzere iki volan kütlesi vardır.)

Bugünün motorları eskilerinden farklı değil. Hala kütlenin koşmaya devam etmesini istiyorlar. Bir tür volan olmadan, dururlar. Manuel şanzımanın, motor kütlesi olan normal bir volan vardır. Otomatik şanzımanın motoru için kütle olan bir tork konvertörü vardır. Onsuz, motor ölecektir, çünkü piston ateşlemeleri arasında devam edecek kadar kütle yoktur. Volan kütlesi, devam etmesi için gereken torku sağlar.

Bunu akılda tutarak bile, bir motorun daha düşük hızlarda çalışmasını sağlamak için motorun daha fazla tork üretmesini gerektirir. Dizel motorlu büyük bir okyanus gidiş gemisini düşünün. Wartsila-Sulzer RTA96-C, dünyanın en büyük dizel motorudur. Tam olarak 127 rpm'de çalışıyor (bu, ortalama araba motorunuzun hızının 1 / 7'sinde). Bu hızda nasıl çalışır? İki sebep: kütle ve tork. Motorun toplam kütlesi çok büyük ... motorun dönen kütlesinin (krank mili, volanlar, vb.) Doğrudan reklamını yapmıyorlar, ancak videoya bakarsanız, neden bahsettiğimi göreceksin. İkinci kısım torktur. 127 silindir / dakikadaki 14 silindirli motorlarının KW çıkışının 80.080 KW olduğunu bildiriyorlar. Bunu birkaç hesaplamayla yaparsanız, 80.080 KW, verilen RPM'de 4.441.001.46 ft lbs tork olan 107.389.03 beygir gücüne dönüşür. Standart 4 silindirli otomobiliniz sadece 150-180 ft lbs maksimum tork civarında ortaya çıkıyor ve bu 2500-6000 arasında çok daha yüksek bir devirde. ( NOT:Bazı 4 silindirli motorlar bunun ötesine geçebilir, örneğin yaklaşık 300 ft lbs veya daha fazla. Numaraları sadece genel bir kılavuz olarak kullanıyorum.) Motoru çalıştırmak için minimum miktarda tork gerekir. Jay Leno'nun bir Wartsila motorunu bir arabaya yapıştırmayı düşüneceğini bile düşünmüyorum (bahse girerim onu ​​motor hakkında düşünmesini engellemez, lol).

Volan kütlesi sadece çok şey yapabilir. Krank mili düşük rpm eşiğine ulaştığında, motor durur. Bir motor bu eşiğin altına düştüğünde ve çalışmaya devam ettiğinde, motorun iç bileşenlerine büyük miktarda baskı uygulanır. Karşı konulmaz gücü (hava / yakıt karışımı patlıyor) karşılayan taşınmaz nesneyi (pistonlar ve çubuklar) düşünün. Motor yeterince yavaşladığında, kütlesi (ve arabanın kütlesi) dinlenmek istediği noktaya (hareket halindeki kütle anlaşmasının diğer ucu) ulaşır. Bir şey vermek zorunda ve bu vermek genellikle piston / çubuk pahasına geliyor. Şanzımanı 5. viteste tutarken bir aracı hızdan düşürdüğünüzde, motora bindirme denilen şeyi yapacaksınız. Motor çalışmayı bırakana kadar ağır bir şekilde sarsıldığını hissetmeye başlayacaksınız. Bu sarsıntı hissi, motorunuzun aşırı stres yaşamaya başlayacağını söylediğimde bahsettiğim şey. Yeterince uzun yapılırsa, motor yıkıcı arızaya neden olacak kadar stres yaşayabilir. Kısa bir süre için bile olsa hasar meydana gelebilir.

Sonuç olarak, bir motor çalışmasını sağlamak için çok fazla tork çıkışı gerektirir. Motor yavaşladıkça, bu tork gereksinimi devam etmek için artar. Bir noktada, küçük bir motor sadece gerekli kütleye sahip değildir ve çalışmasını sağlamak için gerekli torku üretemez.

Motor, yüksek devirde veya düşük devirde (sırasıyla yarış motoru veya çimento karıştırıcı tasarımı) verimli olacak şekilde optimize edilmiştir, ancak mümkün olan her hızda verimli olamaz, bu nedenle en uygun vitesi ve hızı seçmek sürücüye bağlıdır. sahip olduğu motorun yetenekleri, yani o motor tipinden talep edilen hız / tork için uygun bir devirde dönmesini sağlayın.

İçten yanmalı bir motoru yavaşça çalıştırmaya çalışmakla ilgili birkaç sorun var.

Dört zamanlı bir içten yanmalı motorda, silindir dört stroktan geçer.

Suck-Sıkıştırma-Bang-Oral

Silindir sadece "Patlama" strokunda tork üretir. Diğer stroklar sırasında, özellikle sıkma strokları ve stroklar arasındaki geçişler silindir tork tüketir. Dört veya daha az silindirimiz varsa, motoru döndürmek için atalete güvenmemiz gerekir. Belli bir hızın altında bu çalışmaz ve motor durur.

Dörtten fazla silindirimiz varsa bu problemden kaçınırız. "Bang" strokunda her zaman en az bir silindir vardır ancak başka bir problemimiz daha vardır.

Motorun genel olarak kuvvet vermesi için "patlama" strokundaki silindirlerin, sıkma strokundaki silindirlerden daha fazla kuvvet sağlaması gerekir. Bu kuvvetin büyük bir kısmı gazların termal genleşmesi ile ortaya çıkar fakat termal genleşme geçici bir süreçtir. "Patlama" silindirlerindeki gazlar soğudukça, artık "sıkma" silindirlerinden ve motordaki sürtünmeden gelen gücün üstesinden gelmek için yeterli gücü sağlayamayacaklardır.

Buhar motorları farklı bir konudur. Yanma ve buhar üretimi, dönüş hızından bağımsız sürekli işlemlerdir. Motorun yeterli silindire sahip olması koşuluyla, herhangi bir pozisyonda sıfır hızda tork üretebilir.