Vad begränsar en kolvmotors maxvarv?
Finns det fördelar och är det möjligt att utveckla en motor som klarar mångdubbelt maxvarv jämfört med dagens, med ungefär samma motorteknik och samma bränsle som används idag?

Banksy skrev:

Vad begränsar en kolvmotors maxvarv?
Finns det fördelar och är det möjligt att utveckla en motor som klarar mångdubbelt maxvarv jämfört med dagens, med ungefär samma motorteknik och samma bränsle som används idag?

Det som begränsar maxvarvet är mekaniken och mekaniskhållfastighet i motorn. Belastningen på vevstakarna blir stor när varvtalet blir högt, för att kolvarna måst accelereras och bromsar på allt kortare tid. Därför reduceras slaget oftast för att kunde varva högt. Det gör att borret (vilket gör att kolven blir större och tungare, vilket inte är bra) måste ökas eller antalet av cylinder för att bibehålla slagvolumen. Varje gram man kan reducera kolvar och vevstakar gör att man kan varva mer. Även kammekanismen begränser för det kan uppstå glapp mellan kamprofil och tryckare om varvtalet blir för högt. Sen måste man öka hårdheten på ventilfjäderna, men där finns även begränsningar.
I F1 har varvtalet varit upp på 20000 rpm med V10 motor på 3 liter.

Finns ersättningar för ventilfjädrar , tex luft tror jag att några expriment motorer gått med

Finns nån film på youtube där dom filmat ventilfjädrar med höghastighetskamera så kan du se hur dom hoppas och vobblar !

Allt hanlar om stryktålighet och massvikt. Men generellt är det ju så om vi ska prata topplock att vid för högt varvtal får man ventillagg om man har för mujka ventilfjädrar. Är dom hårda som fasen så sliter det på kamaxeln. Sen i bottendelen måste ju vev, stakar och kolvbultar tåla en extrem belastning vid höga varvtal. Det är många faktorer som spelar in på vad man kan varav. Spridaran måste vara stryktåliga och väldig precisa för att man ska kunna varva mycket eftersom dum går på hög duety på höga varv, detta gör att dom lätt bänner fast vid höga varv. Detta går att kompensera men allt kräver riktiga ingenjöerer för att det ska lira. Ska man varva mer så behöver man högre lagerspel för att lager inte ska vibrera sönder, sen sliter det ju mer eftersom man får en konstant obalans i motorn hur man än gör i en kolvmotor.

Enkel beskrivning till dom som inte riktigt förstår innan dom börjar läsa mer avancerade grejjer
Färre roterande/rörande komponenter gör de lättare att varva mer, alltså högre RPM
T.ex= en 2takts motor, väldigt få delar som rör sig, stortsett bara kolven, veven och staken de gör att den kan varva mer, varva lättare både upp och ner, till skillnad från en 4takts motor, som har fler roterande grejjer som inte 2taktaren har, tex kamaxlar,ventiler,tryckare/vippor etc.

Sen är det annat, ska man ha en motor som kan varava 30K RPM så kommer den knappt gå på tomgång eftrsom man måste köra med hård överlappning på kamaxlarna om den ska får bra genomsläpp på höga varv.

Plus matrial i kolvar tex en standard kolv som inte är smidd håller för cirka 20m per sekund innan den släpper matrial ifrån sig en bra smidd kolv tål upp mot 24 meter per sekund så tittat vi på våra kära 2 hjuliga vänner så är motorena väldigt kortslagiga medan dom tål väldigt höga varv tex honda cbr 400 varvar 18500 innan den bryter i standard skick
Sen tillkommer självklart hårdare fjädrar mindre svängmassa andra kammtider och balans i motorn
Det är väldigt mycket jobb att bygga om en motor till att bli väldigt högvarvig
Sen är det på moto gp stadiet pneumatiska lyfftare för att klara av dom snabbare kraven på kamtiderna

De finns bara en sak som hindrar en kolv motor att varva mer än vad den gör och de är kolv hastigheten.
Olika motorer har olika max varv hur man än byter ut saker i m otorn.
Motorer med kort slaglängd är de som man vill ha om man vill ha högt max varv!

MVH

F

BMWKimmo skrev:

Sen är det annat, ska man ha en motor som kan varava 30K RPM så kommer den knappt gå på tomgång eftrsom man måste köra med hård överlappning på kamaxlarna om den ska får bra genomsläpp på höga varv.

men då har du istället ingen överlappning i en 2takt, fast ska en 2takt varva 30k rpm måste du ha hårt tilltagna portar för spol-takten vilket gör att den kommer få en smattrande tomgång o tomgång på ca 1500 - 2000rpm för att leva..

Fredrik-79 skrev:

De finns bara en sak som hindrar en kolv motor att varva mer än vad den gör och de är kolv hastigheten.
Olika motorer har olika max varv hur man än byter ut saker i m otorn.
Motorer med kort slaglängd är de som man vill ha om man vill ha högt max varv!

MVH

F

som tidigare sagt, 2takt = kort slag o lite roterande massa = varvvillig

Banksy skrev:

Vad begränsar en kolvmotors maxvarv?
Finns det fördelar och är det möjligt att utveckla en motor som klarar mångdubbelt maxvarv jämfört med dagens, med ungefär samma motorteknik och samma bränsle som används idag?

Det är inte vad utan vilka faktorer som begränsar.

Det är sedan ingen större poäng i högre varvtal n om inte vridmomentet M hänger med enligt: P/n=M. Om effekten P är konstant.

Friktion och värmeutveckling blir större vi högre varvtal.
Vilket ställer högre krav på material.

Intressant fråga och intressanta svar. Fortsätt!

En synpunkt/fråga bara. Någonstans måste ju bränslets avbränningshastighet sätta begränsningar. Visst det går ju att kompensera med mer förtändning, men till slut når du ju en punkt där kolvhastigheten inte längre tillåter att bränslet antänds tidigare! Detta är väl anledningen till att dieselmotorer teoretiskt sett inte kan varva mycket?

Ingen som har koll på detta?

Det är då vil häller nitro i tanken HEHEHE

Njaa. Även max kolvacceleration är begränsande då det är max koilvacceleration som är en stor del av påkänningen på kolv och stakar (tillsammans med förbränningstryck givetvis).

Sedan att man rent praktiskt inte kan fylla en cylinder vid hur höga varv som helst är ju också ett problem i sig.

/Göran

Fredrik-79 skrev:

De finns bara en sak som hindrar en kolv motor att varva mer än vad den gör och de är kolv hastigheten.

axelj skrev:

En synpunkt/fråga bara. Någonstans måste ju bränslets avbränningshastighet sätta begränsningar. Visst det går ju att kompensera med mer förtändning, men till slut når du ju en punkt där kolvhastigheten inte längre tillåter att bränslet antänds tidigare! Detta är väl anledningen till att dieselmotorer teoretiskt sett inte kan varva mycket?

Ingen som har koll på detta?

Ja varför varvar en dieselmotor inte lika mycket som en bensin (otto)?

Kolvarna i en diesel är väl kraftigare/tyngre å klarar inte samma varvtal. Sen att tändpunkten styrs av kompressionen/insprutningen har väl något med saken att göra kanske.

En diesel har väl även som regel längre slaglängd för att få in mer syre i cylindern då diesel kräver mer syre för att förbrännas.
Men rätta mig gärna om jag har fel för detta var en intressant tråd:)

The_Mechanic skrev:

Enkel beskrivning till dom som inte riktigt förstår innan dom börjar läsa mer avancerade grejjer
Färre roterande/rörande komponenter gör de lättare att varva mer, alltså högre RPM
T.ex= en 2takts motor, väldigt få delar som rör sig, stortsett bara kolven, veven och staken de gör att den kan varva mer, varva lättare både upp och ner, till skillnad från en 4takts motor, som har fler roterande grejjer som inte 2taktaren har, tex kamaxlar,ventiler,tryckare/vippor etc.

sen att 2-taktarn tänder på varje kompression gör ju en del också

Alla har svarat på de ganska uppenbara svårigheterna med att tex fördubbla maxvarvet på en kolvmotor, men ingen har svarat på frågan

Banksy skrev:

Finns det fördelar

Så, någon?