Öljyruiskut ja vastapainot

Keskustelua Opeleiden virittämisestä.
MANTARIINI
'Admiral'
'Admiral'
Viestit: 189
Liittynyt: 15 Huhti 2002, 03:00
Paikkakunta: Viitasaari

Öljyruiskut ja vastapainot

Viesti Kirjoittaja MANTARIINI »

Onko kukaan tehnyt öljyruiskuu jäähdyttää mäntiä? Kietokangissahan noi on esim 2.4:n. Tarkoitus ois vaihtaa eaglen veivit ja jossain vaiheessa turbottaa toi manta. Eaglessahan ei öljyruuttan reikää oo. Onko joku laittanut paineella aukeavia öljyruuttia cihhiin?
Vielä semmoinen kysymys, jos kanget ja männät vaihtaa ja ne on kevyemmät, kuin alkuperäiset. Eikös silloin kannata ottaa myös vastapainoista sen verran painoo pois?
Kiitokset tiedoista etukäteen. :D Niin konehan on 2.4:n cih sama pätee tieten kaikkin cihheihin paitsi toi öljyruiskun reikä kangessa. :d:
Markus
OCF Member 2017
Viestit: 1283
Liittynyt: 25 Kesä 2002, 03:00
Paikkakunta: Sastamala
Viesti:

Viesti Kirjoittaja Markus »

Männän massalla ei ole vaikutusta tarvittavaan kampiakselin vastapainojen massaan. Mikäli moottorissa olisi erilliset vastapainoakselit, niiden epäkeskomassoja pitäisi muuttaa, jos mäntien massa muuttuu. Männän massa kuuluu edestakaisin liikkuviin massoihin samoin kuin kiertokangen yläpään massa. Kampiakselin vastapainolimput toimivat vastamassana vain pyöriville massoille, eli kampiakselin kammille ja kiertokangen alapään massalle.

Seuraa pidempi selostus massavoimista, jonka laitoin joskus aikanaan 6070clubin foorumille, kun asiasta oli selvää epätietoisuutta ja virheellisiä käsityksiä. Kyseisessä topicissa puhuttiin tosin kampiakselin keventämisestä sorvaamalla vastapainot lähes kokonaan pois eikä vain vastapainojen muuttamista uutta kangen massaa vastaavaksi.

6070clubin foorumilta kopioitua:

Vastapainojen tarkoitus näyttää olevan hieman hämärän peitossa, joten kokeillaanpa hieman valaista asiaa, voi olla kuitenkin, että ihmiset menevät vaan vielä enemmän sekaisin . Seuraa ote Mäntämoottoritekniikka-kurssilla tekemästäni harjoitustyöstä, jossa yritettiin päästä selville kampikoneiston kuormituksista. Tuossa on tekstiä myös edestakaisista massavoimista, jotka eivät varsinaisesti liity noihin kampiakselin vastapainoihin. Pääasiassa tuossa on tarkasteltu nelisylinteristä rivimoottoria.

//

Massavoimat

Moottorin kampikoneistossa vaikuttavat voimat koostuvat kaasuvoimasta, edestakaisista massavoimista ja pyörivästä massavoimasta. Kaasuvoima syntyy sylinterissä vaikuttavasta kaasunpaineesta. Edestakaiset massavoimat syntyvät liikkuvien osien edestakaisesta pystysuuntaisesta liikkeestä. Edestakaiseen massaan otetaan mukaan mäntä, männänrenkaat, männäntappi ja osa kiertokangen massasta (noin 1/3). Pyöriviin massoihin kuuluvat kampiakselin kammen massa ja osa kiertokangen massasta (noin 2/3).

Edestakainen massavoima johtuu männän ja kiertokangen kiihtyvyyksistä pystysuunnassa ja voima johtuu kiertokangen välityksellä kampiakselin kammelle. Männän kiihtyvyys voidaan laskea kaikilla kammenkulmilla, kun tunnetaan männän ja kiertokangen massa, moottorin kierrosluku ja kampikoneiston geometria. Kiihtyvyydelle saadaan monimutkainen lauseke, joka voidaan esittää helpommin sarjakehitelmän avulla. Tästä sarjakehitelmästä otetaan yleensä mukaan vain kaksi ensimmäistä termiä, jolloin tarkkuus riittää hyvin käytännön sovelluksiin. Kun kiihtyvyys on tunnettu, voidaan kiihdyttämiseen tarvittava voima laskea kun tiedetään edestakaisin liikkuva massa. Edestakainen massavoima jakautuu ensimmäisen- ja toisen kertaluvun voimiin. Ensimmäisen kertaluvun voima vaihtelee jaksollisesti moottorin pyörimisnopeudella. Toisen kertaluvun edestakainen massavoima taas vaihtelee kaksinkertaisella taajuudella kampiakselin pyörimisnopeuteen nähden. Kokonaisvoima on näiden summa.

4-sylinterisen nelitahtisen rivimoottorin kampijärjestyksestä johtuen ensimmäisen kertaluvun massavoimat kumoavat ulkoisesti toisensa, koska 1. ja 4. sylinterin kammet ovat 2. ja 3. sylinterin kampiin nähden vastakkaisella puolella ja voimat vaikuttavat vastakkaisiin suuntiin. Näiden voimien resultantti lohkon suhteen on siis nolla, mutta silti voimat aiheuttavat kampiakselia taivuttavan momentin. Toisen kertaluvun massavoimat ovat kaikissa sylintereissä samassa vaiheessa, joten niiden resultantti on nelinkertainen 1-sylinterisen moottorin vastaavaan voimaan nähden. Tämä voima välittyy suoraan moottorilohkon kiinnityspisteisiin, mikäli moottorissa ei ole tasapainotusakseleita toisen kertaluvun edestakaisille massavoimille.

Koska nelisylinterisessä rivimoottorissa 1.-kertaluvun edestakaiset massavoimat kumoutuvat, ei niitä tarvitse tasapainottaa erillisellä tasapainotusakselilla. Mikäli toisen kertaluvun massavoimat halutaan tasapainottaa tulee edestakaisia massavoimia varten laittaa kampiakseliin nähden kaksinkertaisella kulmanopeudella pyörivät tasapainotusakselit symmetrisesti kampiakselin molemmin puolin. Tasapainoakseleiden tulee pyöriä toisiinsa nähden vastakkaisiin suuntiin. Kaikkien tasapainoakseleiden vastapainojen tulee sijaita samassa kulmassa kampiakseliin nähden. Toisen kertaluvun vastapainojen tulee osoittaa alaspäin silloin, kun 1. ja 4.-sylinterin männät ovat yläkuolokohdassa.

Pyörivät massavoimat syntyvät runkolaakerilinjan suhteen epäkeskeisesti sijaitsevasta massasta (kampi + osa kiertokangen massasta). Kampiakselin pyöriessä tämä massa aiheuttaa keskipakovoiman, joka kuormittaa kampiakselia (kampiakseli taipuu). Pyörivät massavoimat kumoutuvat tasapainottamattomanakin 4-sylinterisessä moottorissa, jos resultantti lasketaan kaikilta sylintereiltä. Kampiakselin sisäisten rasitusten takia pyörivät massavoimat kannattaa kuitenkin tasapainottaa sylinterikohtaisesti

Pyörivä massavoima voidaan tasapainottaa laittamalla kampiakselille kiertokangenkaulan vastakkaiselle puolelle vastapaino, joka aiheuttaa saman suuruisen, mutta vastakkaissuuntaisen voiman kuin kampi ja kiertokanki. Paras tulos saavutetaan laittamalla vastapainolimppu symmetrisesti molemmin puolin kiertokangenkaulaa (8 painoa nelisylinterisessä). Mikäli käytetään vain yhtä painoa per kiertokangenkaula (4 painoa nelisylinterisessä) ei painoa voida sijoittaa kiertokangenkaulan keskilinjalle. Epäkeskeisesti sijoitettu vastapaino aiheuttaa tässä tapauksessa kampiakselia taivuttavan momentin.

Kun moottorin pyörivät massavoimat tasapainotetaan sylinterikohtaisesti, kumoavat vastapainon aiheuttama voima ja pyörivä massavoima toisensa kampiakselin laakeroinnilla. Näin ollen laakeroinnille tulevat voimat koostuvat vain edestakaisista massavoimista ja kaasuvoimasta. Pyörivien massavoimien tasapainotus pienentää merkittävästi imu- ja pakotahdin aikaisia laakerikuormituksia, mutta toisaalta lisää hieman työtahdin aikana esiintyviä pystysuuntaisia laakerivoimia (pyörivän massavoiman ja kaasuvoiman suunnat ovat tässä tilanteessa toisilleen vastakkaiset). Vaakasuuntaiset laakerivoimat vähenevät huomattavasti kaikissa työkierron vaiheissa. Suurimmat laakerikuormitukset esiintyvät luonnollisesti työtahdin aikana sylinteripaineen ollessa suuri. Moottorin kuormituksen lisääminen lisää sylinteripainetta ja sitä kautta laakerikuormitusta.

Kampiakselin kammilla esiintyvät voimat aiheuttavat periaatteesa myös moottoria kiertäviä momentteja. Nelisylinterisessä rivimoottorissa kammet sijaitsevat symmetrisesti kampiakselin keskipisteen molemmin puolin, joten kaikki massavoimista aiheutuvat momentit kumoutuvat automaattisesti symmetrian takia.

Pyörivät massavoimat ja ensimmäisen kertaluvun edestakaiset massavoimat kumoutuvat sekä 4-, 5- että 6-sylinterisissä moottoreissa. Toisen kertaluvun edestakaiset massavoimat kumoutuvat 5- ja 6-sylinterisissä moottoreissa, mutta nelisylinterisessä kaikkien kampien voimat osoittavat samaan suuntaan, joten voiman maksimiarvoksi koko kampiakselille tulee yhden sylinterin toisen kertaluvun edestakainen massavoima nelinkertaisena.

Ja vielä kiertokangen alapään laakerin kuormituksesta. Kampiakselilla olevaan kammen kaulaan kohdistuu kiertokangen suuntainen voima, jonka suuruus riippuu kaasu- ja massavoimista sekä kiertokangen heiluntakulmasta. Näiden lisäksi kampiakselin kammen kaula pitää kiertokangen alakaulan r-säteisellä ympyräradalla, joten kiertokangen alakaula kohdistaa kampeen omasta pyörivästä massastaan johtuvan keskipakovoiman. Laakerikuormitus on kiertokangensuuntaisen voiman ja keskipakovoiman resultantti.

//



Näiden ilmiöiden lisäksi kampiakselissa esiintyy vielä monimutkaisia vääntövärähtelyitä, joita en ajatellut tässä käsitellä. Kampiakselin massan tai vauhtipyörän massan muuttaminen muuttaa värähtelysysteemin ominaistaajuutta. Mikäli ominaistaajuus osuu käyttökierrosalueelle seuraa tästä värähtelyliike, jonka voimakkuus kasvaa ja kasvaa. Tämä aiheuttaa lopulta kampiakselin katkeamisen.

Kevennetyn akselin kestävyys riippuu akselin lujuudesta ja geometriasta, käytettävästä kierroslukualueesta sekä käyttötunneista kevennyksen jälkeen. Onhan noita tehty, ja osa näyttää kestävän, osa ei. Mikäli vastaavassa moottorikonstruktiossa on joku saanut radikaalisti kevennetyn akselin kestämään hyvin, niin todennäköisesti se kestää myös muissa vastaavalla reseptillä tehdyissä koneissa. Ainahan sitä voi kokeilla . Omasta akselistani en kuitenkaan uskaltaisi ottaa tasapainolimpuista enempää pois kuin mitä mahdollisesti keventyneet kiertokanget edellyttävät.

Kampiakselin ja vauhtipyörän keventäminen eivät vaikuta moottorista saatavaan tehoon tai vääntömomenttiin, mikäli moottoria käytetään tasakierroksilla (Kevyellä vauhtipyörällä varustettu auto kuitenkin sammuu helpommin liikkeellelähdössä, mikä antaa illuusion huonommasta väännöstä). Kuitenkin esim. ykkösvaihteella moottorin pyörimisnopeus kiihtyy nopeasti ja iso osa moottoritehosta menee moottorin sisäisten massojen pyörimisnopeuksien kiihdyttämiseen. Sama pätee myös esim. laatikon rattaisiin, kardaaniin vetoakseleihin, jarrulevyihin ja renkaisiin (isot vanteet, joissa massa on kaukana ulkokehällä heikentävät kiihtyvyyttä). Kiihdytystilanteessa kevennetyillä moottorin osilla saavutetaan siis parempi auton kiihtyyvyys (mikäli pito ei rajoita).
Avatar
JJ
'Diplomat'
'Diplomat'
Viestit: 7293
Liittynyt: 30 Tammi 2002, 02:00
Paikkakunta: Askola
Viesti:

Re: Öljyruiskut ja vastapainot

Viesti Kirjoittaja JJ »

MANTARIINI kirjoitti:Onko kukaan tehnyt öljyruiskuu jäähdyttää mäntiä? Kietokangissahan noi on esim 2.4:n. Tarkoitus ois vaihtaa eaglen veivit ja jossain vaiheessa turbottaa toi manta. Eaglessahan ei öljyruuttan reikää oo.
Noi kiertokankien reiät eivät ole mitään mäntien jäähdytysruiskuja. Ne suihkuttaa öljyä pääasiassa sylinteriseinämiin ja ympäri lohkoa eli voitelee. Tämä öljy on taas pois kk-kaulasta siksi noissa eaglen kangissa niitä ei ilmeisesti ole niinkuin ei ole Oijennuksenkaan.

BMW:n uudemmista kutosmoottoreista löytyy noita öljyssuuttimia jotka aukeaa tietyssa paineessa. Ja ne sijoitetaan runkolinjaan. 4kpl uusia suuttimia maksoi jotain 30e
-Janne

Corsa E OPC PP 2018
Avatar
kadett85
'Senator'
'Senator'
Viestit: 772
Liittynyt: 29 Loka 2002, 02:00
Paikkakunta: Oulu/Ylitornio

Viesti Kirjoittaja kadett85 »

2,3dieseli omegaan tehtiin aikanaan kun laitettiin dtr hilut d lohkoon. lohkon ulkopuolelta 4 putkea sisään ja ne kierrettiin oikeaqan paikkaan. jakotukkiin tehtiin 1,5 bar rajapaineventtiili.
Jammu84
'Kadett'
'Kadett'
Viestit: 24
Liittynyt: 23 Tammi 2007, 14:25
Paikkakunta: Kannus

Viesti Kirjoittaja Jammu84 »

Lohko koneistamolle.
Poraavat reiät runkolaakeripukkeihin ja niihin tulee suuttimet.
Pitää vain muistaa porata reiät samalle kohtaa laakereihin, muutenhan niistä tulee vähä tarpeettomat. :D
Muutama viikko sit teetätin ite yhteen let-koneeseen.
Ei muistaakseni ollu kalliskaan, tai jokainenhan ite määrittelee kalliin.. :lollis:
Vectra91
'Kadett'
'Kadett'
Viestit: 47
Liittynyt: 12 Maalis 2006, 19:53
Paikkakunta: Mikkeli

Re: Öljyruiskut ja vastapainot

Viesti Kirjoittaja Vectra91 »

MANTARIINI kirjoitti:Onko kukaan tehnyt öljyruiskuu jäähdyttää mäntiä? :d:
Ota mallia fordin 2000 zetec koneesta... on jo alkuperäisenä sellaiset.
Ollut joskus: FORD SIERRA COSWORTH 2WD 270hp... jne
Vastaa Viestiin