zuigersnelheid @ een korte slagmotor

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
Ik ben momenteel nogal verward over de toepassing van overvierkante blokken, mischien iemand met een logisch inzicht die mij ff op weg kan helpen.

De zuigersnelheid daalt & dat is fijn :) . Hiermee daalt ook de belasting van het drijfwerk. Echter zullen we zwaardere zuigers moeten gebruiken, om een stabiele over-bore zuiger te hebben m.a.w. de zuigermassa stijgt weer en de motor belasting stijgt ook. Nu lijkt het dus of je niets opschiet, het is net of je het 1 tegen de ander kan weg strepen

Nu begrijp ik dat je het probleem kan oplossen door het toepassen van lichtere zuigers. Maar waarom niet direct bij een std vierkantblok de zuigermassa reduceren & dan meer toeren draaien. Dus de slag ongemoeid laten

Mijn vermoeden is dus dat de "max" gemiddelde zuigersnelheid dan los staat v/d massa. m.a.w. Je kan de zuiger wel 40% lichter maken, maar zonder de slag te veranderen kan je nog steeds niet meer toeren draaien. Zelf heb ik iets vernomen, dat de "max" gemiddelde zuigersnelheid enkel i.v.m. de overdracht v/d gasdruk & de afdichting v/d zuiger had te maken.Klopt nu dus de redenatie dat de "max" gemiddelde zuigersnelheid niet berust op de massa?



BTW, ik ben me wel van bewust dat een overvierkant nog wel meer voordelen of nadelen heeft, maar die staan ff terzijde in dit verhaal (iig dat denk ik).
 

bkraan

MF'er
24 jan 2003
204
0
49
Breukelen
Max. zuigersnelheid wordt volgens mij beperkt (dus bepaald) door smeermogelijkheid tussen zuiger en cil. wand, zo'n beetje 20 m/s is het max. Het geheel constructief voldoende sterk te maken om versnellings- en vertragingskrachten te weerstaan is het probleem niet.
 

Janus J Jaspers

Die hard MF'er
20 jun 2002
290
0
Een lagere zuigersnelheid zal wel meer voordeel opleveren t.o.v. een zwaardere zuiger :?

Bovendien kunnen er bij een grotere boring grotere klepdiameters gebruikt worden.
 

Kofferrek

MF veteraan
Donateur
23 jun 2003
83.252
2
Max. zuigersnelheid wordt volgens mij beperkt (dus bepaald) door smeermogelijkheid tussen zuiger en cil. wand, zo'n beetje 20 m/s is het max. Het geheel constructief voldoende sterk te maken om versnellings- en vertragingskrachten te weerstaan is het probleem niet.
:^
 

PLR

meubilair
23 jan 2003
7.320
34
Mwoah,niet helemaal maar deels wel gelijk: de zuigersnelheid wordt bepaald door drie grote factoren:

*smeermogelijkheden
*krachtenspel
*resonantiefrequentie van klepveren.

Aan alle drie problemen wordt de laatste jaren hard gewerkt,we zien dan ook dat steeds hogere belastingen kunnen worden bereikt.

De smeermogelijkheden worden door lage-wrijvings-materialen (denk aan 'Nicasil',maar ook de gietijzer-eigenschappen worden steeds beter door toevoegingen).
Het krachtenspel wordt ook opgelost door gebruik van andere materialen,denk aan titanium drijfstangen etc.
En met klepveren zijn ze vanaf het begin al bezig: probleem is dat elk voorwerp een eigen trillingsfrequentie heeft.
Dat wil zeggen; er is een bepaald toerental dat funnest is voor een onderdeel.
Als de eigen frequentie wordt gehaald,zal de amplitude door de resonantie worden vergroot en gaat het onderdeel stuk.
Een bekend voorbeeld hiervan is de hangbrug over de Tacoima-river in de US of A.
Dit filmpje zul je vast weleens hebben gezien: een hangbrug die bij de minste wind al op en neer danste totdat ze uiteindelijk brak...

Overigens: er zijn tegenwoordig genoeg langeslagmotoren die toch aardig hoge toeren mogen draaien...
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
Ik hoor vaak dat mito's opgevoerd ongeveer 13000 TPM draaien. De gemiddelde zuigesnelheid is dan:
(2*slag in merters*TPM)/60 = 21,9m/s
De gemiddelde geocigeerde zuigesnelheid is dan:
21,9m/s * (boring/slag)^0.5 = 23,1 m/s

Bij de std 12000TPM ligt deze gecorigeerde gemiddelde snelheid overigens al op 21,3m/s.

Hoe is het mogelijk dat deze straat machines de grens kunnen passeren?? Ik dacht dat deze rond de 20 m/s lag, maar ik heb al ergens gelezen dat er 25m/s wordt aangehouden, klopt dit nu. & hoe komt het dat deze grens kan stijgen? Immers de mito cil's hebben al nicasil & zaten dan al toch op het uiterste van hun smering?
 

jkoehorst

MF veteraan
5 dec 2001
6.667
1
40
Hengelo (ov.)
Klopt die berekening van de zuigersnelheid wel? Ik dacht dat dat verhaal iets ingewikkelder was (snelheid is geen sinusverloop).

EDIT: Dan zou mijn brikje (uit '79!) uitkomen op 18,37m/s :?
 
Laatst bewerkt:
5 mei 2003
105
0
20 m/s werd bij mijn weten altijd als maximum genomen als grens waarbij de smering nog voldoende is. Toeren zou je willen omdat deze eenheid in de vermogensformule boven de streep staat.
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
Dus je wilt zeggen dat toeren gunstiger is voor het vermogen dan koppel. Hoe ziet die vermogens formule er dan exact uit? Was dat niet "toeren * koppel" dan :X ?

Klopt die berekening van de zuigersnelheid wel? Ik dacht dat dat verhaal iets ingewikkelder was (snelheid is geen sinusverloop).

EDIT: Dan zou mijn brikje (uit '79!) uitkomen op 18,37m/s :?
Jah kijk dat verhaal hebben we dus gelezen in dit artikel:
http://www.2stroke-tuning.nl/media/artikelen/kenmerkende_getallen/pages/kenmerkende_getallen_01.htm
 

PLR

meubilair
23 jan 2003
7.320
34
Ik heb altijd geleerd dat de zuigersnelheid wel degelijk sinus-achtig verloopt,waarbij de hoogste snelheid op 90 graden vanaf BDP of ODP ligt...
Wat die snelheid betreft: door steeds beter wordende motorolieën (lees: additieven) kan de snelheid omhoog.
De enige begrenzende factor is mijns inziens nog steeds het punt waarop de klepveren in resonantie komen en de kleppen dus gaan zweven...
(daar heeft een Mito dus geen last van ;) )
En daar zijn we nog niet: er bestaan (viertakt) motoren die eenvoudig 20.000 tpm kunnen draaien...
Wij hadden vroegâh op de HTS in Apeldoorn een Honda C-50 blokkie dat voor zuinigheidsproeven werd gebruikt (1 op 180 km!!).
Hiervoor werd de koppeling verwijderd.
Dit bleek ook de belemmerende factor voor het maximum toerental te zijn (koppeling spatte met 12.000 tpm uiteen) en zodoende kon het toerental naar bijna 18.000 tpm.
Let wel: we hebben het hier over een langeslag blokkie uit '70!
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
Het klopt wel overigens dat de zuigersnelheid geen sinus is.. Dat heeft alleen met de zuigerstang te maken.

Als je krukas op b.v. exact 90 graden staat, dan is je zuiger net iets lager dan de helft v/d slag omdat de zuigerstang diagonaal op loopt. Op BDP & ODP staat de zuigerstang & krukas op 1 lijn, maar bij 90 krukas graden daalt dus door die zuigerstang, de slag iets extra door zijn eigen schuine hoek.

Door de zuigerstang, heeft de 1e 90 graden (dus van BDP naar 90) ook een hogere zuigersnelheid, dan de 2e 90 graden (dus van 90 naar ODP). Want bij het eerste deel wordt een veel grotere afstand afgeleg.

BTW bij een langere zuigerstang, wordt de hoek tussen zuigerstang en krukas kleiner en wordt de snelheid dus ook meer std sinus achtig.

De mitto heeft idd geen last van zwevende kleppen. Echter kent het membraan ook zijn beperkingen, deze kan ook gaan zweven '( . BTW ik heb een Freccia en die draait op zijn idiaal TPM nog maar 10500.

*smeermogelijkheden
*krachtenspel
*resonantiefrequentie van klepveren.
Er kan toch echter idd maar 1 de laagste grens voor de gemiddelde zuigersnelheid zijn & dan denk ik zelf ook aan de smering. Door de jaren heen kan het best zijn geweest dat de grens aan de andere 2 factoren te wijten was. Maar bij de huidige situatie denk ik dat de smering het grootste probleem wordt

BTW is er nog een onderdeel waar van je het max toerental kan berekenen? Ik merk namelijk dat de zuigersnelheid soms nogal een vage grens heeft. Ik zou b.v. met een korte slag motor mischien wel 14000 TPM draaien, maar om daar dan b.v. een 12 plaats natte koppeling te nemen :X

iig stel je nu eens voor dat mijn koppeling (of een ander onderdeel) het eens voor gezien houdt op 12500 TPM, maar dat ik mijn max zuigersnelheid nog niet bereik, Is het dan het overwegen waard om de slag te verlengen?

 
Laatst bewerkt:

Sleor

Die hard MF'er
16 feb 2004
421
0
Oostende-België
2 takt motoren met membraaninlaat hebben een grens van 16.000tr/min, want dan beginnen de membranen te resoneren.

Oplossing is de roterende inlaat, die kunnen gemakelijk richting 20 a 22.000 tr/min gaan.

Max toerental boeit mij niet echt zo, het is meer de vermogen/koppel grafiek en de beschikbare powerband ( zo weinig piekerig mogelijk) die het doet.
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
max TPM is voor mij ook niet heilig. Maar je kan de zuigersnelheid voor 2 dingen verranderen: Meer koppel i.v.m. een langere slag, meer toeren i.v.m. ander poorttiming.

Nu is de poorttiming het "makkelijkste" te realiseren, maar de rest van de onderdelen kennen ook zo hun limiet qua toeren. o.a. De koppeling, die zou ik dan het liefst willen vervangen voor een droog exemplaar. Maar dat is voor het cagiva blok niet realiseerbaar. Mischien zijn er wel lichtere koppellingen op de markt? Enkel het vliegwiel kan iig worden vervangen.
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
Een klein deel van mijn vraag heb ik al zelf opgelost. De reden dat mito's zulke hoge toeren kunnen draaien, is omdat het uiteraad 2-takten zijn.

http://www.histomobile.com/histomob/tech/2/121.htm
which implied a mean piston speed of 17.6 m/sec. That seems incredibly high. However, it should be remembered that in a 2-stroke engine the separating force on the piston-con-rod assembly at TDC is counterbalanced on each stroke by the compression and firing pressures; not just on one stroke out of two as in a 4-stroke engine.

Het blijkt dus dat bij 2T de massa-kracht sterker wordt uitgebalanceerd dan bij 4T door de compressie slag, die je bij iedere omwenteling hebt.
 
Laatst bewerkt:

jkoehorst

MF veteraan
5 dec 2001
6.667
1
40
Hengelo (ov.)
De zuiger word idd aan de bovenkant en onderkant 'opgevangen' door de compressieslag van het mengsel en de compressieslag in het carter.

Maar dat is alleen het mechanische verhaal. De snelheid van de zuigerveren met de bijbehorende smering blijft toch hetzelfde probleem? (dat zal dus ook wel de reden zijn dat zo'n zuigertje maar 15Mm mee gaat)
 
5 mei 2003
105
0
Dus je wilt zeggen dat toeren gunstiger is voor het vermogen dan koppel. Hoe ziet die vermogens formule er dan exact uit? Was dat niet "toeren * koppel" dan :X ?
1e vraag: Ja
2e vraag: Ook Ja.

Want:
Vermogen = Koppel * 2 PI * toerental
Koppel is dan te herleiden naar Vermogen / (2 PI toerental)
Ik geef toe dat het de eerste keer wellicht wat verwarrend gesteld was door mij.

Het vermogen dat een motor levert is de (gemiddeld effectieve) werkdruk per arbeidsslag vermenigvuldigd met het aantal arbeidsslagen. Even terug naar de vermogensformule:
Voor koppel kunnen we ook gemiddelde werkdruk maal slagvolume schrijven.
Dan wordt de vermogensformule:
Vermogen = gemiddelde werkdruk * slagvolume * toerental * konstante.

Daarom levert een hoger toerental dus zo veel winst. Er zijn echter een aantal zaken die weer afnemen juist door een hoger toerental, daarom is de winst nooit lineair.
 
5 mei 2003
105
0
Klopt die berekening van de zuigersnelheid wel? Ik dacht dat dat verhaal iets ingewikkelder was (snelheid is geen sinusverloop).
Het verloop van de snelheid is in de tijd inderdaad sinusvormig maar om te rekenen gebruikt men de hierboven eerder opgemerkte gecorrigeerde gemiddelde zuigersnelheid. Een opgave als bijv. een maximale 20 m/s geldt dan ook bij de gecorrigeerde gemiddelde zuigersnelheid.
 

gixfighter

MF'er
8 feb 2004
198
0
36
Steenbergen
de formule voor de GEMIDDELDE zuigersnelheid luidt:
Vz,gem(m/s) = 2 x Slag(mm) x rotatiefrequentie(sec)

de formule voor de MOMENTANE zuigersnelheid luidt:
Vz(m/s) = 2 x pi x rotatiefrequentie x 1/2slag x (sinY + 1/2labda x sin2Y)

Y is de doorlopen krukhoek, dus de hoek die de krukas heeft gemaakt met het BDP
labda is de kruk/drijfstang verhouding, dus de 1/2slag/drijfstanglengte

het is dus nog niet zo simpel als jullie dachten.

voorbeeld:
50cc bromfiets, 2 takt
10.000 rpm, slag 42mm, boring 39mm, drijfstanglengte 95mm,
de zuigersnelheid bij een krukhoek van 90 graden is 22m/s, terwijl de gemiddelde snelheid hierbij 14m/s is.
er zit dus wel een groot verschil in.
er zijn 50cc tjes die 14000 rpm draaien, daar is de zuigersnelhied bij krukhoek van 90 graden 30,8 m/s. Dus het verhaal van die smering klopt niet helemaal denk ik.

En toerental is alleen belangrijk om snelheid te maken, koppel is belangrijk om op gang te komen, heb je een hoog koppel op een hoog toerental, dan kun je hoge snelheden halen. simpel toch?
Vermogen is eigenlijk helemaal niet belangrijk, kijk maar naar een traktor met 200pk, wat heb je eraan? je kan er een zware kar mee uit de blubber trekken omdat ie een heel hoog koppel heeft, en dus een laag toerental.
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
1e vraag: Ja
2e vraag: Ook Ja.

Want:
Vermogen = Koppel * 2 PI * toerental
Koppel is dan te herleiden naar Vermogen / (2 PI toerental)
Ik geef toe dat het de eerste keer wellicht wat verwarrend gesteld was door mij.

Het vermogen dat een motor levert is de (gemiddeld effectieve) werkdruk per arbeidsslag vermenigvuldigd met het aantal arbeidsslagen. Even terug naar de vermogensformule:
Voor koppel kunnen we ook gemiddelde werkdruk maal slagvolume schrijven.
Dan wordt de vermogensformule:
Vermogen = gemiddelde werkdruk * slagvolume * toerental * konstante.

Daarom levert een hoger toerental dus zo veel winst. Er zijn echter een aantal zaken die weer afnemen juist door een hoger toerental, daarom is de winst nooit lineair.
Als je deze vermogens formule bekijkt, zie ik nog niet helmaal exact in waarom toerental harder meeweegt dan koppel :?
Vermogen = gemiddelde werkdruk * slagvolume * toerental * konstante.




Wat ik wel ondertussen gemerkt heb, is dat de koppel idd afneemt met een korte slag motor, maar dat dit ook niet lineair gaat. Zie daarvoor het voorbeeld van hier onder (let ff niet op de surealistische getallen).


We weten dat de boring groter wordt en dat de slag moet afnemen, om gelijk aantal cc te behouden bij een korte slag motor.

Stel we hebben een 100cc met 60mm slag & we geven hem een boring zodat hij een 200cc wordt met de zelfde 60mm slag. Daarvoor moet je zuiger oppervlak met 100% toenemen

Om hem weer 100cc te krijgen moet de slag met 50% afnemen.
Hiervoor moeten we de straal v/d krukas ook met 50% wijzigen.
Het gevolg is dat de koppel ook met 50% afneemt, immers je hebt exact een 2* kleinere hefboom werking v/d krukas.

Door de 50% kleinere slag, is je zuigersnelheid ook weer met 50% gedaald. Dus zou je weer 100% meer toeren kunnen draaien.

Wat schiet het dan op? Immers TPM neemt 100% toe & koppel neemt 50% af. Dus het product van TPM * koppel blijft gelijk.

Nou er is eigenlijk 1 ding in de hele situatie wat veranderd. Je zuiger oppervlak is namelijk wel 100% groter geworden. Als de druk gelijk blijft (& dat doet hij volgens mij grotendeels) en je vergroot de oppervlak, dan krijg je meer koppel. Druk is namelijk uit te drukken als Newton per vierkantemeter. Meer vierkante zuiger meters, betekent bij gelijkblijvende druk meer Newton op de zuiger :) .

Als er ergens een redenatie fout is gemaakt, dan hoor ik het wel :P
 
Laatst bewerkt:

gixfighter

MF'er
8 feb 2004
198
0
36
Steenbergen
Stel we hebben een 100cc met 60mm slag & we geven hem een boring zodat hij een 200cc wordt met de zelfde 60mm slag. Daarvoor moet je zuiger oppervlak met 50% toenemen

dit verhaal klopt niet, je zuigeroppervlak moet met 100% toenemen, om 2x zo groot slagvolume te krijgen
 

EdwinO

MF veteraan
6 feb 2002
4.092
0
Vermogen is eigenlijk helemaal niet belangrijk, kijk maar naar een traktor met 200pk, wat heb je eraan? je kan er een zware kar mee uit de blubber trekken omdat ie een heel hoog koppel heeft, en dus een laag toerental.
:? :? :?

Zet er een andere bak achter en je kunt ook met een traktor-blok hard rijden. Alleen verlies je veel in overbrengingen dus heb je het liefst al een blok wat past bij die toepassing. Vermogen is alles, alleen is de vraag of je dat vermogen altijd kunt benutten. Heeft je motor een krappe powerband (bv. 600cc 4 cilinder supersports) dan kakt het vermogen snel in bij lage toerentallen en zul je dus flink moeten schakelen om dat topvermogen te kunnen blijven gebruiken.

Misschien kan ik nog een handig linkje opsporen over vermogens en boringen. Even zoeken...
 

buikschuiver

Die hard MF'er
12 feb 2003
940
1
Nijverdal
de formule voor de GEMIDDELDE zuigersnelheid luidt:
Vz,gem(m/s) = 2 x Slag(mm) x rotatiefrequentie(sec)

de formule voor de MOMENTANE zuigersnelheid luidt:
Vz(m/s) = 2 x pi x rotatiefrequentie x 1/2slag x (sinY + 1/2labda x sin2Y)

Y is de doorlopen krukhoek, dus de hoek die de krukas heeft gemaakt met het BDP
labda is de kruk/drijfstang verhouding, dus de 1/2slag/drijfstanglengte

het is dus nog niet zo simpel als jullie dachten.

voorbeeld:
50cc bromfiets, 2 takt
10.000 rpm, slag 42mm, boring 39mm, drijfstanglengte 95mm,
de zuigersnelheid bij een krukhoek van 90 graden is 22m/s, terwijl de gemiddelde snelheid hierbij 14m/s is.
er zit dus wel een groot verschil in.
er zijn 50cc tjes die 14000 rpm draaien, daar is de zuigersnelhied bij krukhoek van 90 graden 30,8 m/s. Dus het verhaal van die smering klopt niet helemaal denk ik.

En toerental is alleen belangrijk om snelheid te maken, koppel is belangrijk om op gang te komen, heb je een hoog koppel op een hoog toerental, dan kun je hoge snelheden halen. simpel toch?
Vermogen is eigenlijk helemaal niet belangrijk, kijk maar naar een traktor met 200pk, wat heb je eraan? je kan er een zware kar mee uit de blubber trekken omdat ie een heel hoog koppel heeft, en dus een laag toerental.
Ben ik het overigens helemaal mee eens, daarom zei ik al dat de zuigersnelheid niet een sinus was. Hier kwam ik achter toen ik een programma aan het schrijven was die krukas graden naar zuiger slag om rekende. De zuigerstang vertekent de sinus vormige slag behoorlijk. De slag van BDP naar 90 verloopt dus sneller dan van 90 naar ODP.
 

gixfighter

MF'er
8 feb 2004
198
0
36
Steenbergen
:? :? :?

Zet er een andere bak achter en je kunt ook met een traktor-blok hard rijden. Alleen verlies je veel in overbrengingen dus heb je het liefst al een blok wat past bij die toepassing. Vermogen is alles, alleen is de vraag of je dat vermogen altijd kunt benutten. Heeft je motor een krappe powerband (bv. 600cc 4 cilinder supersports) dan kakt het vermogen snel in bij lage toerentallen en zul je dus flink moeten schakelen om dat topvermogen te kunnen blijven gebruiken.

Misschien kan ik nog een handig linkje opsporen over vermogens en boringen. Even zoeken...
VERMOGEN IS ALLES????
ff een vraagje, Op welk toerental denk jij dat je motorfiets het hardst trekt? Bij je maximale koppel of bij je maximale vermogen? Niet te snel antwoorden!
 
Laatst bewerkt: