DLACZEGO silnik gaśnie? (manualna skrzynia biegów)

Zanim odpiszesz moje pytanie, na które udzielono już odpowiedzi milion razy, chcę to wyjaśnić. Rozumiem, że silnik musi osiągnąć określoną prędkość obrotową, a kiedy próbujesz włączyć sprzęgło od razu z pełnego zatrzymania, silnik nie ma wystarczającej mocy, aby ruszyć pojazdem przy tej prędkości obrotowej, a następnie silnik gaśnie. Moje pytanie brzmi: DLACZEGO silnik musi pracować przy minimalnych obrotach? Aby wyjaśnić, istnieją dwa konkretne scenariusze, które chcę omówić:

1.) Powiedzmy, że idziesz z kropki do 1.. Zbyt szybko włączasz sprzęgło; silnik próbuje przesunąć pojazd, zmuszając obroty do zbyt niskiego spadku, co powoduje zatrzymanie samochodu. Dlaczego nie można zaprojektować silników, aby niskie obroty nie były równe zablokowanemu silnikowi? Czy to dlatego, że silnik się przegrzeje, a to służy jako środek ochronny?

2.) Powiedzmy, że jedziesz z prędkością 70 km / h, a następnie zwalniasz do 20 km / h, wciąż na 5. biegu. W tej sytuacji (nigdy tego nie robiłem, ale tylko zgaduję) silnik najprawdopodobniej zgaśnie, ponieważ silnik chce osiągnąć określoną prędkość obrotową, ale na 5. biegu silnik musi pracować wolniej niż minimalna prędkość obrotowa, a silnik nie ma wystarczającej mocy, aby przyspieszyć samochód. Czy to jest poprawne?

Dzięki za pomoc chłopaki! Uczę się jak prowadzić kij i chcę zrozumieć, jak wszystko działa również pod maską :)

Sprowadza się to do kompromisów. W przypadku silnika jego moc wyjściowa i obrotowa masa w zależności od prędkości silnika ... czytaj dalej.

Po pierwsze, nie jest potrzebna moc , ale moment obrotowy, aby silnik mógł pracować. Na początku silniki miały po jednym cylindrze i nie pracowały bardzo szybko. Aby utrzymać działanie, było przymocowane do niego bardzo duże koło zamachowe. Po uruchomieniu silnik kontynuował pracę, ponieważ istnieje małe stwierdzenie fizyki, które mówi coś w stylu: „masa w ruchu ma tendencję do pozostania w ruchu” i odwrotnie: „masa w spoczynku ma tendencję do pozostawania w spoczynku”. Koło zamachowe zapewnia masę, o której mówię.

( UWAGA: jest to jednocylindrowy silnik parowy, ale obowiązuje ta sama zasada).

(Ten jednocylindrowy silnik gazowy ma dwie masy koła zamachowego, po jednej z każdej strony.)

Dzisiejsze silniki nie różnią się od starych. Nadal wymagają masy, aby nadal działać. Bez koła zamachowego przestaną działać. Ręczna skrzynia biegów ma zwykłe koło zamachowe, które jest masą silnika. Automatyczna skrzynia biegów ma przemiennik momentu obrotowego, który jest masą dla jego silnika. Bez tego silnik zginie, ponieważ nie ma wystarczającej masy, aby utrzymać go między uruchomieniami tłoka. Masa koła zamachowego zapewnia moment obrotowy potrzebny do jego utrzymania.

Nawet mając to na uwadze, aby silnik mógł pracować przy niższych prędkościach, musi wytwarzać większy moment obrotowy. Pomyśl o dużym statku oceanicznym z silnikiem Diesla. Wartsila-Sulzer RTA96-C jest podobno największym silnikiem Diesla na świecie. Działa w pełni z prędkością 127 obr / min (zazwyczaj jest to 1/7 prędkości przeciętnego silnika samochodowego). Jak działa przy tej prędkości? Dwa powody: masa i moment obrotowy. Całkowita masa silnika jest ogromna ... nie reklamują go bezpośrednio, jaka jest masa wirująca (wał korbowy, koła zamachowe itp.) Silnika, ale jeśli spojrzysz na wideo, zobaczysz o czym mówię. Druga część to moment obrotowy. Reklamują, że moc KW ich 14-cylindrowego silnika przy 127 obrotach na minutę wynosi 80 080 KW. Po przejściu tego przez kilka obliczeń, 80 080 KW przelicza się na 107 389,03 koni mechanicznych, co przy danym RPM wynosi 4 441 001,46 funta momentu obrotowego. Twój standardowy 4-cylindrowy samochód wystaje tylko w sąsiedztwie maksymalnego momentu obrotowego 150-180 stóp funtów, a to przy znacznie wyższych obrotach, powiedzmy między 2500-6000. ( UWAGA:Niektóre 4-cylindrowe silniki mogą znacznie przekroczyć ten limit, na przykład około 300 stóp funtów lub więcej. Po prostu używam liczb jako ogólnej wskazówki.) Utrzymanie silnika wymaga minimalnego momentu obrotowego. Nie sądzę nawet, by Jay Leno zastanawiał się nad włożeniem silnika Wartsila do samochodu (choć założę się, że to nie powstrzymuje go przed myśleniem o silniku, lol).

Masa koła zamachowego może zrobić tylko tyle. Gdy wał korbowy osiągnie niski próg obrotów, silnik przestanie pracować. Gdy silnik spadnie poniżej tego progu i będzie próbował kontynuować pracę, wewnętrzne elementy silnika zostaną poddane dużym obciążeniom. Pomyśl o nieruchomym obiekcie (tłoki i tłoczyska), który napotyka nieodpartą siłę (wysadzenie mieszanki paliwowo-powietrznej). Gdy silnik wystarczająco zwolni, jego masa (podobnie jak masa samochodu) osiąga punkt, w którym chce odpocząć (drugi koniec umowy o masie w ruchu). Coś musi dać, a to dawanie zwykle odbywa się kosztem tłoka / tłoczyska. Kiedy zwolnisz prędkość pojazdu, utrzymując skrzynię biegów na 5. biegu, zrobisz to, co nazywa się „ wstrzymaniem silnika”. Zaczniesz czuć, jak silnik szarpnie mocno, aż przestanie pracować. To szarpanie było tym, o czym mówiłem, kiedy powiedziałem, że twój silnik zacznie odczuwać ekstremalny stres. Jeśli wykona się to wystarczająco długo, silnik może doświadczyć wystarczającego obciążenia, aby spowodować katastrofalną awarię. Nawet wykonane przez krótki okres czasu może wystąpić uszkodzenie.

Podsumowując, silnik wymaga tak dużej mocy wyjściowej momentu obrotowego, aby mógł pracować. Gdy silnik zwalnia, ten wymóg momentu obrotowego rośnie, aby go utrzymać. W pewnym momencie mały silnik po prostu nie ma wymaganej masy, ani nie może wytworzyć momentu obrotowego wymaganego do utrzymania jego pracy.

Silnik jest zoptymalizowany pod kątem wydajności przy dużych prędkościach obrotowych lub niskich obrotach (odpowiednio silnik wyścigowy lub betoniarka), ale nie może być wydajny przy każdej możliwej prędkości, więc to do kierowcy należy wybór najlepszego biegu i prędkości do dopasowania możliwości silnika, który posiada, tj. utrzymywanie jego obrotów na odpowiednich obrotach na minutę dla wymaganej prędkości / momentu obrotowego tego typu silnika.

Jest kilka problemów z próbą wolnego uruchamiania silnika spalinowego.

W czterosuwowym silniku spalinowym cylinder przechodzi cztery suwy.

Suck-Squeeze-Bang-Blow

Tylko przy skoku „Bang” cylinder wytwarza moment obrotowy. Podczas innych suwów, a zwłaszcza suwu ściskania i przejść między suwami, cylinder zużywa moment obrotowy. Jeśli mamy cztery lub mniej cylindrów, musimy polegać na bezwładności, aby silnik mógł się obracać. Poniżej określonej prędkości to nie zadziała, a silnik się zatrzyma.

Jeśli mamy więcej niż cztery cylindry, unikamy tego problemu. W skoku „Bang” zawsze jest co najmniej jeden cylinder, ale mamy inny problem.

Aby silnik generował siłę ogólnie, cylindry w suwie „huku” muszą zapewniać większą siłę niż zużywają się cylindry w suwie ściskania. Duża część tej siły jest generowana przez rozszerzalność cieplną gazów, ale rozszerzalność cieplna jest procesem tymczasowym. Gdy gazy w cylindrach „huku” ostygną, nie będą już w stanie zapewnić wystarczającej siły, aby pokonać siłę pochodzącą z cylindrów „ściskających” i tarcia w silniku.

Silniki parowe to inna sprawa. Spalanie i wytwarzanie pary są procesami ciągłymi niezależnie od prędkości obrotowej. Więc pod warunkiem, że silnik ma wystarczającą liczbę cylindrów, może wytwarzać moment obrotowy przy zerowej prędkości w dowolnym położeniu.