Vääntömometti tai tarvittava voima ?

[jusape]

Kertokaapas, miten oheisen kuvan tarvittavat voimat saadaan laskettua eri pisteille.




Kuvassa 0 on kiinteä nivelpiste, ja metrin varren päästä saadaan 300Nm vääntö, niin mikä on nuolen osoittamaan oleva voima noilla eri pisteillä jotta tuo 300Nm saadaan varren päässä,
ja varren tyvipää on kiinteästi nivelöity siis.
Paljonkos pitää oikein puolenmetrin, 25cm:n(0,25m), tai 5cm:n(0,05m) päästä nivelpisteestä olla voimaa, jotta tuo 300Nm säilyy vakiona varren päässä...

 

[Antti]

Siis eikös se momentti tule tuonne nivelpisteeseen jos varren päästä väännetään. Eli metrin varren päästä painetaan 300 N voimalla niin nivelpisteessä on 300 Nm vääntöä.

Jos halutaan se vakio 300 Nm niin: voima kertaa etäisyys on momentti, monentti tiedetään eli momentti /etäisyys on voima.
Eli puolen metrin päässä 300 Nm/ 0,5m =600N.
25 cm:n varrella 300Nm/0,25m=1200Nm.

Vai ymmärsinkö minä väärin tämän kysymyksen.

Antti.

 

[jusape]

Epäilen ettei välttämättä noin mene, koska mitä likempänä nivelpistettä voimapiste on, nivelpisteelle tulee %-määräisesti huomattavan suuri osuus voimasta...
En ainakaan tolla kaavalla saanut uskottavaa tulosta aikaan...
Tässä kaavassa tuo 300Nm on "muuttuja", mutta esimerkkiin on nyt vain laitettu tuo 300Nm joka on tiedossa oleva voima X

 

[MOS]

Kehvatsu, Jusape tuli väliin, ei enää mtn

 

[V361]

Vääntömomettihan on Fr eli tässä alkutilanteessa F 300 Nm ja r eli varren pituus 1m...siitä laskemaan...
Taulukoita kyllä löytyypi netistä..esim.

http://www.taulukot.com/

..ja kyl hieman peesaisin Anttia...en noita ny paljoo ole lueskellut mut kyl se vieläkin Ojalan laskuopin kaavan mukaan mikä voimassa voitetaan, matkassa menetetään ja päinvastoin, pitää paikkansa....jos nyt ei aleta hirveesti pilkun jälkeisillä desimaaleilla hifisteleen.

 

[cardaani]

Vanha fysiikan (statiikan) perussääntö: "momentti = voima kertaa varsi"

Sen pystyy päättelemään näistä laaduistakin: N * m = Nm

Jos taas momentti tiedetään, niin voima on (momentti jaettuna varrella): Nm / m = N

 

[jusape]

Lähinnä nyt haetaan jotain, millä paineet sais moottorin sylinterissä laskettua noin, kun paukku syttyy...

Eli jos mennään alussa esitetyn kaavan mukaan, aina matkan puolittuessa tuplaamalla lukema, niin saadaan seuraavaa:

300Nm->600 (0,5m)->1200 (0,25m)->2400 (0,125m) 4800 (0,0625m) ja (0,0625/5x4=0,05m) ja tästä johdannaisena 0,05m olis noin 5800, eli 580kiloa...

Kun mennään pinta-ala ja paine laskelmiin, männän halkaisija 100mm elikkä, 5cm x 5cm x pii = 78,5cm2 pinta-ala männällä.
Chevyn 6,2 ja 5,7D moottoreissa puristuspaine starttikierroksilla 24-26bar joka kertaa 78,5 saadaan noin 1950 kiloa, eli männänpäällä ei tarvitse olla kuin 50bar paine jotta tuo momentti saataisiin metrin varren päässä, ja esim 6,2D moottorin vääntö ei taida olla edes tuota 300Nm luokkaa, en sano varmaksi, mutta väitän ettei ole...
En usko että oikea kaava tämä olisi, ei se voi niin pieni olla mitenkään.....

Samaa kaavaa jos muutetaan hieman, eli ensin kerrotaan 2della, sitten 4jällä, sitten 8salla sitten 16ista, aina matkan puolittuessa, niin saadaan luvuksi noin 30.000 kiloa männänpäälle moottorin käydessä. Tätä pitäisin uskottavampana....

Tälläiseen siis jotain suuntaa antavaa kaavaa haetaan....

 

[V361]

Niin meinasitko nyt syttymispainetta vai räjähdyspainetta, tolla sun 30 tonnilla tulee paineeksi noin 380 bar/neliösentti. Mun epäily on taas se, noilla paineilla, että normikierroksilla venttiilit ja kansi ei ole pitkäikäisiä huomioiden hakkavan liikkeen.....yhtä venttiililaippaa kohden tulee äkkiä puolitoista-pari tonnia painetta "muutama" kerta sekunnissa....kanteen se mainitsemasi noin 30 tonnia jokaisen sylinterin kohdalle joka työtahdilla....

Siinä on sekin, että kun se bensa tai diesel palaa siellä sylinterissä, se ei ole kuitenkaan räjähdys vaan nopea palaminen joka tapahtuu laajenevassa tilassa. Eli, kuinka moninkertaiseksi tila laajenee tämän palotapahtuman aikana...eli mikä on ilmatila silloin, kun mäntä on yläkuolokohdassa, josta se laajenee (noin äkkiä päässä laskettuna antamillasi arvoilla..)785 kuutiosenttimetriä alakuolokohtaan mennessä....
Jos tilavuus laajenee palotapahtuman yhteydessä vaikka 25 kertaiseksi alkuarvosta (yläkuolokohdan tilavuudesta) niin ei siellä se paine mitenkään hirveän suureksi ehdi nousta.....

 

[borg]

Minusta taasen tuo 50 bar kuulostaa ihan uskottavalta suuruusluokalta. Kaavakin menee juuri tyyliin voima*voiman varsi. Eli varren puolittuessa voiman pitää kasvaa kaksinkertaiseksi, että saataisiin sama momentti.



Tuossa kuvassa on esikammiodieselin paineita (lähde). Oranssi viiva on 50 bar. Osan ajasta painetta on enemmän, osan vähemmän. Keskimääräisesti voisi hyvinkin olla 50 bar.

Taulukoita ja kuvaajia voi bongata lisää hakemalla googlella vaikkapa "combustion pressure in diesel engine".

 

[cardaani]

Dieselmoottorin puristuspaine 30-50bar, palopaine 80-160bar.

 

[jusape]

Dieselmoottorin puristuspaine 30-50bar, palopaine 80-160bar.

Tarkoittaako tämä puristuspaine käyntikierroksia ? Korjauskirjoissa just esim GM:n 5,7 ja 6,2D koneille annetaan ohjearvoksi 24-26bar uudelle moottorille starttauskierroksilla, eli ehkä n. 3-400rpm....

Ja miten tilanne muuttuu, kun (kyseessä siis on esikammiodiesel) jos on ahdettu moottori, ja ahtopaineet pyörii luokassa 4-5bar....

 

[borg]

Tässä toinen kuva, jonka tiedot samassa linjassa cardaanin antamien arvojen kanssa:


Lähde

 

[jusape]

Ja mites mahtanee syöttömäärä vaikuttaa käyriin, paine pysynee pidempään korkeampana vaiko ?
Jos koneesta mitattu ennen vaiks 350hv ja nyt PERKELEESTI enempi ( 50-75% ?? ) syöttöä....???

 

[borg]

Tässä keskustelussa turboahdettujen paineet seilaavat jossakin sadan-kahdensadan baarin välissä. 200 bar alkaa kai olla top-end-yläraja.

Maalaisjärjellä ajatellen, jos normaali ilmakehän ylipaine tyhjöön nähden on 1 bar ja ahtoja on 4-5 bar, niin ilmaa sylinteriin menee nelin-viisinkertaisesti. Kun se kuumenee ahdettaessa, se taas vähentää ilman tiheyttä. Seossuhde palamisessa ei juuri voi muuttua, liika jää palamatta. Jos normipaine on se 50 bar, niin sen voisi kai kertoa neljällä, jos nelinkertainen soppa+ilmamäärä kumahtaa pytyssä. Silloin ollaan tuolla kahdessasadassa baarissa, joka on kai luokkaa pal-jon.

Nämä menevät kyllä sitten arkiajattelun tuolle puolen, paineissa vaikuttaa lämpötilakin yhtenä muuttujana, eikä sen vaikutusta osaa oikein kuvitella.

 

[jusape]

Juu, on paljon, se on tiedossa....
Ja vaparimoottorin täyttösuhde pyörii luokassa 0,7-0,8, eli 4kilon ahdoilla ollaan jo viisinkertaisessa täytösmäärässä kaiketi...
Huom, laitteissa on reilukokoiset coolerit kyllä ahtoilmaa jäähdyttämässä, joten ilmantiheys ei paljoa laske....
Lähinnä tuosta MB200D laitteesta "härvelit" ketjussa kyse.... ja miksei myöskin pulling-traktoreista.... siks tälläistä tietoa ongitaan...

 

[cardaani]

Nämä ovat lopulta aika monimutkaisia asioita, kun kuvaan astuu kaikkien muuttujien lisäksi vielä kaasujen polytrooppiset tilamuutokset.

Onneksi olen unohtanut lähes kaiken!

Tosta ahtopaineen vaikutuksesta puristuspaineeseen voin sanoa sen verran, että jos puristussuhde on 20:1, ahtopaine 1bar ja puristuspaine 60bar, niin vastaava puristuspaine saavutetaan 4barin ahtopaineilla alle 8:1 puristussuhteella... Tuostahan syystä niitä pursitussuhteita lasketaan turbotettaessa.

Tuon puristuspaineen voi myös laskea:

pc = 1,0bar * 20^1,35 = 57bar

pc = 4,0bar * 20^1,35 = 228bar

pc = 4,0bar * 8^1,35 = 66bar

^= yläindeksi, 1,35 = polytrooppieksponentti

En mä näitä ulkoa muista, mutta lunttasin autoteknillisestä taskukirjasta...

 

[jusape]

Nyt meni polyrooppiset ja yläinreksit multa jo yli hilseen.....

 

[cardaani]

Nyt meni polyrooppiset ja yläinreksit multa jo yli hilseen.....

Eikä ole mikään ihme. En mäkään pysyis näillä muistikuvilla paljoa pitemmälle pääsemään.

Tuo yläindeksi on vähän niin kuin x toiseen, eli toisen potenssi, mutta sen kakkosen paikalle pitää saada 1,35. Ei onnistu ihan pirkkalaskimella, muutaman kympin funktiolaskimella käy.

Polytrooppijuttuja en lähde edes selittelemään, kun puhuisin itseni suohon. Olen viimeksi näitä laskenut muistaakseni 20 vuotta sitten...


Niin, ja näissähän oli kysymys pelkästään puristuspaineista. Se palopaine on sitten ihan jotain muuta.

 

[V361]

Joo, siellä on moottorin sylinterissä käynnin aikana muitakin liikkuvia osia kuin ne mekaaniset, käsinkosketeltavat.....niitä kun rupee mittaileen, piirteleen käyriä ja teoretisoimaan ja yrittämään sitä kautta saada sitten optimoitua tehosuhteita kestävyyden kustannuksella, jos sen hallitsee niin työpaikka on varma.....tai pyöreeseinäinen koppi jossa etsiskelee nurkkia.....

On se villiä toi tutkimustyökin, formulan etusiiven ilmanohjainta kehitetään ja tutkitaan isolla rahalla tuulitunneleissa, mies ja tietokonetyötunteja käytetään tolkuttomasta.....sitten pikku pusussa irtoo joku lärpäke siitä ja kuski kehuu et "auto oli paljon parempi ajaa, ei stä tarvinnut tulla vaihtaan...."
Eli ei se aina teoria ja tietokonemallinnuskaan ole oikeassa, itse kisassa on niin paljon erilaiset ilmavirtaukset muiden autojen ja tuulen kanssa yhteenlaskettuna että teorioilla ja mallinnuksilla voi tehdä ihan jotain muuta......esim. käyttää puuseessä sen paperimäärän.
Ihmetyttää vaan ettei niissä vehkeissä ole käytetty "golfpallopintaa" virtausten irroittamiseksi rungosta, vai olisko sitten niin pientä mikrokuoppaa ettei näy telkkarikuvissa.

 

[jusape]

Onkos toi yläindeksi niinkuin tuosta puristuksesta johtuvan ilmankuumenemisen aiheuttamasta kaasutilavuuden laajentumisesta johtuva kerroin ?

Lähinnä kaverin kans pähkäilty, että mitä siellä mese motin sisuksissa oikein tapahtuu....ja nyt kun siinä on se Scanian syöttöpumppu kiinni, kun mesen omasta pumpusta alkoi resurssit loppumaan...