Θέμα: Υπολογισμός Κυβισμού σε ΜΕΚ (Μηχανές Εσωτερικής Καύσεως)

[katman]

Γεωμετρία
Για τον υπολογισμό του κυβισμού ενός κινητήρα χρειαζόμαστε να γνωρίζουμε τον τύπο υπολογισμού του εμβαδόν ενός κύκλου, βάση του οποίου μπορούμε να υπολογίσουμε τον όγκο ενός κυλίνδρου. Έτσι έχουμε:

Εμβαδόν κύκλου
Ε = π * r²
Εναλλακτικά Ε = π * d² / 4




Όγκος κυλίνδρου
V = h * Ε =>
V = h * π * r² ή
Εναλλακτικά V = h * π * d² / 4




Για τους παραπάνω τύπους έχουμε:
π: Μαθηματική σταθερά ίση με 3,14
r: Η ακτίνα του κύκλου
d: Η διάμετρος του κύκλου
h: Το ύψος του κυλίνδρου

Θεωρεία
Σε έναν κινητήρα το έμβολο ανεβοκατεβαίνει από το άνω νεκρό σημείο μέχρι το κάτω νεκρό σημείο. Η διαδρομή αυτή του εμβόλου είναι γνωστή με την λέξη «Χρόνος» (Stroke). Έτσι κάποιοι κινητήρες λέμε ότι είναι δίχρονοι (2-Stroke) γιατί παράγουν έργο κάθε δύο χρόνους ή λέμε ότι είναι τετράχρονοι (4-Stroke) εάν παράγουν έργο κάθε τέσσερις χρόνους αντίστοιχα.

Το μήκος της κατακόρυφης αυτής διαδρομής που διαγράφει το πιστόνι, προσδιορίζεται από το μήκος που έχει το γόνατο του στρόφαλου. Αντιλαμβάνεται λοιπόν κανείς ότι, όσο μικρότερο το  γόνατο του στρόφαλου τόσο και μικρότερη διαδρομή διαγράφει το έμβολο, ενώ όσο μεγαλύτερο το γόνατο τόσο και μεγαλύτερη γίνεται η διαδρομή που διαγράφει το έμβολο.

Οι δυο χρόνοι σε έναν δίχρονο κινητήρα


Οι τέσσερις χρόνοι σε έναν τετράχρονο κινητήρα

Υπολογίζοντας τον κυβισμό του κινητήρα
Για να υπολογίσουμε την χωρητικότητα ενός μονοκύλινδρου κινητήρα (αντίστοιχα για ένα πολυκύλινδρο κινητήρα απλά υπολογίζουμε τον κυβισμό του ενός μόνο κυλίνδρου και έπειτα πολλαπλασιάζουμε  επί το σύνολο των κυλίνδρων) πρέπει να ξέρουμε την ακτίνα του πιστονιού (r). Πρακτικά όμως αυτό που συνήθως γνωρίζουμε είναι η διάμετρος του πιστονιού. Αυτό γιατί εάν έχουμε μπροστά μας λυμένο ένα μοτέρ, παίρνουμε ένα παχήμετρο και μετράμε την διάμετρο του πιστονιού (d). Γι’ αυτό και ποιο πάνω δίνονται δύο τύποι ένας με χρήση της ακτίνας και ένας με χρήση της διαμέτρου.

Το άλλο μέγεθος που πρέπει να γνωρίζουμε είναι η διαδρομή που διαγράφει το έμβολο, το ύψος του κυλινδρικού γεωμετρικού σχήματος που νοητά δημιουργεί η διαδρομή του πιστονιού (h).

Πρακτικός υπολογισμός της διαδρομής
Για να υπολογίσουμε την διαδρομή, μπορούμε έχοντας λύσει την κεφαλή του κινητήρα, να μετρήσουμε την απόσταση του πιστονιού (h1) από την κορυφή του κυλίνδρου, όταν το πιστόνι βρίσκεται στο άνω νεκρό σημείο. (Σημείωση: Το πιθανότερο είναι η τιμή αυτή να είναι μηδέν, δηλαδή το πιστόνι να έρχεται έως την άκρη του κυλίνδρου, πρόσωπο όπως λέγεται συνήθως)
Στην συνέχεια στρέφουμε το στρόφαλο και φέρνουμε το πιστόνι στο κάτω νεκρό σημείο, οπότε και μετράμε ξανά την απόσταση του πιστονιού από την κορυφή του κυλίνδρου (h2).

Άνω και κάτω νεκρό σημείο
Προσέξτε: To h1 είναι μηδέν, ενώ φαίνεται ξεκάθαρα η απόσταση h2
 

Η διαφορά των παραπάνω τιμών μας δίνει την διαδρομή: h = h2 – h1

Κυβισμός Yamaha TDM 900
Γνωρίζοντας λοιπόν την διάμετρο του εμβόλου και την διαδρομή που διαγράφει, κάνουμε απλά τους υπολογισμούς και βρίσκουμε τον κυβισμό ενός κινητήρα. Στην περίπτωση του Yamaha TDM 900 έχουμε τα έξης δεδομένα σύμφωνα με τον κατασκευαστή:

Υπολογίζοντας τον κυβισμό για τον ένα κύλινδρο έχουμε:
V = h * π * d² / 4 =
67,5 * 3,14 * 92² / 4 = 448486,2 mm³ = 448,4862 cm³ ~ 448,5 cm³

Επειδή ως γνωστό όμως το Yamaha TDM 900 είναι δικύλινδρο απλά πολλαπλασιάζουμε το παραπάνω αποτέλεσμα επί δυο και έχουμε τα πραγματικά κυβικά του κινητήρα μας:

448,5 * 2 = 897 cm³

[vassilas]

Ωραίος
   

[AkisTDMakis]

Τέλειο !

Ευχαριστούμεεεεεεεεεε

 

[giorgos P]

καλησπέρα!
αν γνωρίζω τον κυβισμό του κινητήρα πως μπορώ να υπολογίσω την διάμετρο του εμβόλου??
**χωρίς να ανοίξω τον κινητήρα

[katman]

καλησπέρα!
αν γνωρίζω τον κυβισμό του κινητήρα πως μπορώ να υπολογίσω την διάμετρο του εμβόλου??
**χωρίς να ανοίξω τον κινητήρα

Με λίγο προσοχή στους τύπους που περιγράφω παραπάνω βλέπουμε τα εξείς:

Όγκος κυλίνδρου
V = h * Ε =>
V = h * π * r² ή
Εναλλακτικά V = h * π * d² / 4

Εσύ λοιπόν μας λες ότι δοθέντος του κυβισμό του κινητήρα (V), ψάχνεις την διάμετρο του εμβόλου (d) στον παραπάνω τύπο...
Λύνοντας τον παραπάνω τύπο ως προς (d) έχουμε:

d = (4 * V / (h * π))^1/2

Βλέπουμε λοιπόν ότι δεν μπορούμε να υπολογίσουμε την διάμετρο του εμβόλου (d), γιατί στο δεύτερο μέρος της ισότητας έχουμε άγνωστο το ύψος του κυλίνδρου / διαδρομή του εμβόλου (h)

Με απλά λόγια και στην πράξη: Δωθέντος του κυβισμού ενός κινητήρα, δεν μπορούμε να υπολογίσουμε την διάμετρο του εμβόλου γιατί στα ίδια κυβικά μπορεί να έχουμε κινητήρα με τεράστιας διαμέτρου έμβολο που κάνει μικρή διαδρομή ή το ανάποδο μικρής διαμέτρου έμβολο που κάνει μεγάλη διαδρομή. Από τον τύπο φαίνεται ότι η διάμετρο του εμβόλου είναι αντιστρόφως ανάλογη από την διαδρομή. Άρα απαντώντας το αρχικό ερώτημά σου για να βρούμε την διάμετρο του εμβόλου πρέπει να γνωρίζουμε δυο πράγματα:

• Τον κυβισμό του κινητήρα (V)
• Την διαδρομή του εβμόλουη (h)

Απλά Mαθηματικά