Forskydning

Animation af en firecylindret firetaktsmotor. Den kubiske kapacitet er orange.

Den forskydning eller slaglængde, der er angivet for cylinderen i stempelmotorer, opnås det lukkede volumen , der består af arbejdsstien for det enkelte stempelslag og det effektive stempel-tværsnitsareal . Det definerer derfor det volumen, der forskydes i en motor ved slag af alle stempler.

definition

Som regel er det effektive stempel-tværsnitsareal det cirkulære område, der er omsluttet af stempelringen eller den indre cylindervæg : ${\ displaystyle A}$

${\ displaystyle A = \ pi \ cdot r ^ {2},}$

hvor er stempeloverfladens radius. ${\ displaystyle r}$

På den anden side må der ikke anvendes en større stempeloverflade, der skyldes en buet i stedet for en flad stempelendeoverflade. I maskiner, hvis stempel har en kontinuerlig stempelstang , såsom B. almindeligt i damplokomotiver , skal det cirkulære tværsnitsareal af stempelstangen trækkes fra stemplets tværsnit for at bestemme slagvolumenet.

Den stempelslag er den tilbagelagte afstand mellem de to yderste positioner af arbejdsstemplet, der sædvanligvis omtales som øverste og nederste dødpunkt i forbrændingsmotorer .

Den volumen slagtilfælde resulterer således som det effektive stempelareal og som slagbane ${\ displaystyle V}$${\ displaystyle A_ {w}}$${\ displaystyle h}$

${\ displaystyle V_ {h} = A_ {w} \ cdot h,}$

normalt bruges kubikcentimeter eller liter som måleenhed .

Med de samme parametre ( hastighed og effektivt gennemsnitstryk ) er forskydningen en indikator til sammenligning af ydeevnen for forskellige maskiner og en af ​​parametrene for en forbrændingsmotor . Der skelnes også mellem den individuelle cylindervolumen og den totale forskydning af en maskine, som er lig med summen af ​​al cylindervolumen, og i tilfælde af strukturelt identiske cylindre skyldes multiplikation af cylindervolumen med antallet af cylindre. ${\ displaystyle V_ {h}}$ ${\ displaystyle V_ {H}}$${\ displaystyle Z}$

Afhængigt af om stempelslaget er større eller mindre end cylinderdiameteren, taler man om et langt slag eller et kort slag . Hvis slagtilfælde og boring er af samme størrelse, taler man om et kvadratisk slagforhold .

beregning

Vigtige størrelser:

${\ displaystyle V_ {h} =}$ Cylinderforskydning

${\ displaystyle V_ {H} =}$ Motorvolumen

${\ displaystyle V_ {c} =}$ Kompressionsrum

${\ displaystyle V =}$ Forbrændingskammer

${\ displaystyle Z =}$ Antal cylindre

${\ displaystyle d =}$Cylinderdiameter ( boring )

${\ displaystyle r =}$Cylinderradius ( )${\ displaystyle = d / 2}$

${\ displaystyle h =}$ Stempelslag (også slagtilfælde eller kort slagtilfælde), betegnelsen er også almindelig ${\ displaystyle s}$

Cylinderforskydning

Forskydningen er volumenet mellem motorens cylinders nederste og øverste døde centrum og angives normalt i cm ³ eller i liter. Følgende gælder:

${\ displaystyle V_ {h} = r ^ {2} \ cdot \ pi \ cdot h}$.

Motorvolumen

For flercylindrede motorer med cylindre, forudsat at de enkelte cylindre har samme kubik kapacitet, ${\ displaystyle Z}$

${\ displaystyle V_ {H} = V_ {h} \ cdot Z.}$

Forbrændingskammer

Forbrændingskammeret er det volumen, der er lukket af cylinder, stempel og topstykke. Det afhænger af stemplets position, dvs. tidsafhængig under drift. Hvis stemplet er i bundens dødpunkt, gælder det

${\ displaystyle V = V_ {h} + V_ {c}.}$

I motorer med dobbelt stempel har to cylindre et forbrændingskammer til fælles, og situationen er mere kompliceret.

Forbrændingsmotorspecifikationer

Korte slag gør det muligt at rumme større ventiler på grund af det større cylindertværsnit. Ved samme hastighed  har de en lavere stempelhastighed end langtaktsmotorer , så de er mere hastighedsstabile og bruges derfor hovedsageligt i sportsvogne og motorcykler.

Langtaktmotorer muliggør bedre forbrændingskammerdesign og bedre forbrænding.

Generelt ligner forbrændingskammeret kort efter tænding, når gassen er varmest, en flad cylinder, dvs. den har et stort overfladeareal i forhold til dens volumen. Jo mindre cylinderen borede og jo længere slagtilfælde, jo mindre flad form af forbrændingskammeret på dette tidspunkt, desto mindre overfladeareal af forbrændingskammeret og jo lavere varmeledningstab gennem det.

Langhuber har derfor en lidt højere grad af effektivitet .

Tendensen inden for motorkøretøjskonstruktion er i stigende grad mod mindre og dermed lettere motorer, da disse har lavere termiske tab på grund af de mindre varmeoverføringsflader med samme output. Dette betyder dog ikke nødvendigvis, at motorer med stort volumen er mindre effektive.

Forskydning og drejningsmoment

Ved et givet gennemsnitligt arbejdstryk bestemmer forskydningens størrelse momentet . Kubik kapacitet, middel tryk og hastighed sammen påvirker ydeevnen.

Tommelfingerregel for naturligt opsugede motorer : Værdien for det maksimale drejningsmoment er omkring 100  Nm pr. Liter slagvolumen. Der er dog ofte en afvigelse i momentværdien på omkring 10 til 15 procent - normalt nedad, men i stigende grad også opad.

eksempel

Hvis en naturligt opsuget motor har en forskydning på 2000 cm ³ , er det maksimale drejningsmoment normalt 170 til 210 Nm. Hvis den er væsentligt højere (over 240 Nm), kan det antages, at motoren oplades, f.eks. Via en turbolader eller en kompressor .

Kubik kapacitet og vejafgift

Kubik kapacitet er en faktor, der påvirker niveauet for køretøjsafgift i mange lande . Det plejede at være den eneste faktor i Tyskland . Da afgifter normalt er forskudt (for eksempel for hver 100 cm³ eller en del deraf), blev og er motorer for det meste bygget med kubik kapacitet lige under disse grænseværdier, for eksempel 1998 cm³ i stedet for 2000 cm³. Typebetegnelsen på et motorkøretøj har ofte forskydningen i den mere præcise betegnelse.

Beregningen af ​​forskydningen af ​​stempelmotorer i henhold til afgiftsformlen er udført i Tyskland siden 1989 ved hjælp af to forskellige metoder:

• Gammel StVZO skatteformel: total forskydning = ( boring, slaglængde, antal cylindre; boring og slag skal afrundes til en halv millimeter før beregningen, resultatet til fulde kubikcentimeter. Bemærk: dette afrundes ned til 0,78, så forskydningen i henhold til den gamle afgiftsformel adskiller sig klart nedad fra den faktiske kubiske kapacitet).${\ displaystyle 0 {,} 78 \ gange d ^ {2} \ gange h \ gange Z}$${\ displaystyle d =}$${\ displaystyle h =}$${\ displaystyle Z =}$${\ displaystyle d}$${\ displaystyle h}$${\ displaystyle \ pi / 4}$
• Ny EU-skatteformel: total forskydning ( boring, slaglængde, antal cylindre, boring og slaglængde er kommercielt afrundet til fulde millimeter ; her afrundes de op til 0,7854).${\ displaystyle = 0 {,} 7854 \ gange d ^ {2} \ gange h \ gange Z}$${\ displaystyle d =}$${\ displaystyle h =}$${\ displaystyle Z =}$${\ displaystyle d}$${\ displaystyle h}$${\ displaystyle \ pi / 4}$

Da der i nogle tilfælde gælder andre afrundingsregler for afgiftsformlen, som er blevet ændret flere gange, end det er sædvanligt inden for teknologi, har der altid været afvigelser i den kubiske kapacitetsinformation i producentens tekniske data på den ene side og de administrative data til beskatning på den anden. Boringer, der er forstørret med cylindrisk slibning under en motorrevision, tages ikke i betragtning ved beskatning. Da den kubiske kapacitetsafgift blev indført i Tyskland, havde lovgiveren til hensigt at beskatte den maksimale motoreffekt ; Da dette ikke var let at måle på det tidspunkt, blev forskydningen - i henhold til forskellige formler for totakts- og firetaktsmotorer - brugt som et mål for motorkraft, mere i artiklen Tax HP .

Talrige love, såsom den tyske afgiftslov for motorkøretøjer , bruger også motorkapaciteten som grundlag for vurdering, for eksempel kørekortklasser for små motorcykler . 30,3 procent af de biler, der blev registreret for første gang i Tyskland i 2008, havde en forskydning på 1800 til 1999 cc.

relaterede emner

• Kompressionsforhold refererer til forholdet mellem volumen i cylinderen før og efter kompression.${\ displaystyle \ epsilon}$

litteratur

• Hans Jörg Leyhausen: Håndværkereksamen i bilindustriens del 1. 12. udgave, Vogel Buchverlag, Würzburg 1991. ISBN 3-8023-0857-3 .
• Peter Gerigk, Detlev Bruhn, Dietmar Danner: Automotive engineering. 3. udgave, Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 2000. ISBN 3-14-22-1500-X .
• Max Bohner, Richard Fischer, Rolf Gscheidle: Ekspertise inden for bilteknologi. 27. udgave, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2001. ISBN 3-8085-2067-1 .