Přemístění

Animace čtyřválcového čtyřtaktního motoru. Kubický objem je zbarven oranžově.

Posunutí nebo zdvihový objem určený pro válec o pístové motory uzavřený objem , který se skládá z pracovní dráhy jednoho zdvihu pístu a efektivní pístu průřezové plochy je získán. Definuje tedy objem, který je v motoru vytlačen zdvihem všech pístů.

definice

Efektivní plocha průřezu pístu je zpravidla kruhová plocha uzavřená pístním kroužkem nebo vnitřní stěnou válce : ${\ displaystyle A}$

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

kde je poloměr povrchu pístu. ${\ displaystyle r}$

Na druhou stranu se nemá používat větší povrch pístu, který je výsledkem zakřivení místo plochého koncového povrchu pístu. U strojů, jejichž píst má spojitou pístní tyč , jako např B. běžný u parních lokomotiv musí být pro určení objemu zdvihu odečtena plocha kruhového průřezu pístní tyče od průřezu pístu.

Zdvih pístu je ujetá vzdálenost mezi dvěma nejvzdálenějšími polohách pracovního pístu, je obvykle označována jako horní a dolní úvrati ve spalovacích motorech .

Tepový objem a tím vede jako činnou plochu pístu a jako cesta zdvihu ${\ displaystyle V}$${\ displaystyle A_ {w}}$${\ displaystyle h}$

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

jako jednotka měření se obvykle používají centimetry nebo litry krychlové .

Se stejnými parametry ( rychlost a efektivní střední tlak ) je zdvihový objem ukazatelem pro srovnání výkonu různých strojů a jedním z parametrů spalovacího motoru . Rozlišuje se také mezi posunem jednotlivých válců a celkovým posunem stroje, který se rovná součtu všech posunů válců a v případě konstrukčně identických válců je výsledkem vynásobení posunutí válců počtem válců. ${\ displaystyle V_ {h}}$ ${\ displaystyle V_ {H}}$${\ displaystyle Z}$

Podle toho, zda je zdvih pístu větší nebo menší než průměr válce, se hovoří o dlouhém zdvihu nebo krátkém zdvihu . Pokud jsou zdvih a vrtání stejné velikosti, hovoří se o kvadratickém poměru zdvihů .

výpočet

Důležité velikosti:

${\ displaystyle V_ {h} =}$ Zdvihový objem válce

${\ displaystyle V_ {H} =}$ Objem motoru

${\ displaystyle V_ {c} =}$ Kompresní prostor

${\ displaystyle V =}$ Spalovací komora

${\ displaystyle Z =}$ Počet válců

${\ displaystyle d =}$Průměr válce ( vrtání )

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

${\ displaystyle h =}$ Zdvih pístu (zkráceně také dráha zdvihu), označení je také běžné ${\ displaystyle s}$

Zdvihový objem válce

Zdvihový objem je objem mezi spodní a horní úvratí pístu válce motoru a je obvykle udáván v cm ³ nebo v litrech. Platí následující:

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

Objem motoru

U víceválcových motorů s válci, za předpokladu, že mají jednotlivé válce stejný objem, ${\ displaystyle Z}$

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

Spalovací komora

Spalovací komora je objem uzavřený válcem, pístem a hlavou válce. Závisí to na poloze pístu, tj. Časově závislé během provozu. Pokud je píst ve spodní úvrati, platí

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

U dvoupístových motorů mají dva válce společnou jednu spalovací komoru a situace je komplikovanější.

Specifikace spalovacího motoru

Krátké zdvihy umožňují umístění větších ventilů díky větší ploše průřezu válce. Při stejné rychlosti mají  nižší otáčky pístu než motory s dlouhým zdvihem , takže jsou stabilnější z hlediska rychlosti, a proto se používají hlavně u sportovních automobilů a motocyklů.

Motory s dlouhým zdvihem umožňují lepší konstrukci spalovací komory a lepší spalování.

Obecně platí, že krátce po zapálení, kdy je plyn nejteplejší, se spalovací komora podobá plochému válci, tj. Má velkou plochu vzhledem k jeho objemu. Čím menší je otvor válce a čím delší je zdvih, tím méně plochý je tvar spalovací komory v tomto okamžiku, tím menší je povrch spalovací komory a tím nižší jsou ztráty tepelným vedením.

Langhuber proto mají mírně vyšší stupeň účinnosti .

Trend v konstrukci motorových vozidel stále více směřuje k menším, a tedy lehčím motorům, protože ty mají nižší tepelné ztráty v důsledku menších ploch pro přenos tepla se stejným výkonem. To však nutně neznamená, že velkoobjemové motory jsou méně účinné.

Zdvihový objem a točivý moment

Při daném středním pracovním tlaku určuje velikost posunutí točivý moment . Výkon, průměrný tlak a rychlost společně ovlivňují výkon.

Pravidlo pro atmosférické motory : Hodnota maximálního točivého momentu je kolem 100  Nm na litr zdvihu. Často však existuje odchylka v hodnotě točivého momentu kolem 10 až 15 procent - obvykle směrem dolů, ale stále častěji také směrem nahoru.

příklad

Pokud má motor s atmosférickým sáním zdvihový objem 2 000 cm ³ , je maximální točivý moment obvykle 170 až 210 Nm. Pokud je výrazně vyšší (nad 240 Nm), lze předpokládat, že je motor nabíjen, například pomocí turbodmychadla nebo kompresoru .

Kubická kapacita a silniční daň

Kubická kapacita je faktor ovlivňující úroveň daně z vozidel v mnoha zemích . Býval to jediný faktor v Německu . Vzhledem k tomu, že daně jsou obvykle rozloženy (například za každých 100 cm³ nebo jejich část), byly a jsou motory většinou vyráběny s kubaturou těsně pod těmito mezními hodnotami, například 1998 cm³ místo 2 000 cm³. Typové označení motorového vozidla má často posunutí v přesnějším označení.

Výpočet zdvihového objemu pístových motorů podle daňového vzorce se v Německu provádí od roku 1989 pomocí dvou různých metod:

• Starý daňový vzorec StVZO: celkový výtlak = ( vrtání, zdvih, počet válců; vrtání a zdvih se před výpočtem zaokrouhlí na půl milimetru, výsledek na celé kubické centimetry. Poznámka: toto se zaokrouhlí dolů na 0,78, takže posun podle starého daňového vzorce je zcela odlišný, jasně dolů od skutečné kubatury).${\ displaystyle 0 {,} 78 \ krát d ^ {2} \ krát h \ krát Z}$${\ displaystyle d =}$${\ displaystyle h =}$${\ displaystyle Z =}$${\ displaystyle d}$${\ displaystyle h}$${\ displaystyle \ pi / 4}$
• Nový vzorec daně z EU: celkový výtlak ( vrtání, zdvih, počet válců; vrtání a zdvih jsou komerčně zaokrouhleny na celé milimetry ; zde jsou zaokrouhleny nahoru na 0,7854).${\ displaystyle = 0 {,} 7854 \ krát d ^ {2} \ krát h \ krát Z}$${\ displaystyle d =}$${\ displaystyle h =}$${\ displaystyle Z =}$${\ displaystyle d}$${\ displaystyle h}$${\ displaystyle \ pi / 4}$

Protože v některých případech se na daňový vzorec, který byl několikrát změněn, vztahují jiná pravidla zaokrouhlování, než jsou technologické zvyky, v technických údajích výrobců na jedné straně a v administrativních údajích vždy existovaly odchylky v informacích o kubické kapacitě pro zdanění na straně druhé. Otvory zvětšené válcovým broušením během generální opravy motoru nejsou při zdanění brány v úvahu. Když byla v Německu zavedena daň z kubické kapacity , měl zákonodárce v úmyslu zdanit maximální výkon motoru ; Vzhledem k tomu, že to nebylo v té době snadno měřitelné, byl jako měřítko výkonu motoru použit zdvihový objem - podle různých vzorců pro dvoutaktní a čtyřtaktní motory - více v článku Tax HP .

Řada zákonů, jako je například německý zákon o dani z motorových vozidel , rovněž používá objem motoru jako základ pro posouzení, například třídy řidičských průkazů pro malé motocykly . 30,3 procenta automobilů registrovaných poprvé v Německu v roce 2008 mělo zdvihový objem 1800 až 1999 ccm.

související témata

• Kompresní poměr se týká poměru objemů ve válci před a po kompresi.${\ displaystyle \ epsilon}$

literatura

• Hans Jörg Leyhausen: Zkouška mistra řemeslníka v automobilovém obchodě, 1. část, 12. vydání, Vogel Buchverlag, Würzburg 1991. ISBN 3-8023-0857-3 .
• Peter Gerigk, Detlev Bruhn, Dietmar Danner: Automobilové inženýrství. 3. vydání, Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 2000. ISBN 3-14-22-1500-X .
• Max Bohner, Richard Fischer, Rolf Gscheidle: Odbornost v automobilové technologii. 27. vydání, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2001. ISBN 3-8085-2067-1 .