Wyważenie / dostarczenie mocy silnika I3

Próbuję dowiedzieć się więcej o wyważeniu silnika inline 3 i ogólnie wyważeniu silnika (motocykle) ... I3 interesuje mnie z kilku powodów, ale chcę dalej zrozumieć, jak działają.

Silniki L4 i crosssplane I4 mają równomiernie rozstawione korby 90 stopni, więc kiedy jeden tłok jest zatrzymany, drugi osiąga maksymalną prędkość, co oznacza, że prędkość wału korbowego (a tym samym silnika) jest płynniejsza ... I tak rozumiem.

Słyszałem, że ta sama gładkość dotyczy 120-stopniowych silników z korbą I3, ale jestem trochę zdezorientowany. Rozumiem, że korby są równomiernie rozmieszczone, jak w powyższych przykładach, ale ruch tłoka (a więc i prędkość) nie wydaje mi się tak prosty, nawet po obejrzeniu go w Internecie. Czy prędkości tłoków naprawdę się wzajemnie znoszą, tak jak powyższe przykłady 4 cylindrów (tworząc nawet prędkość wału korbowego), czy też robi się gorzej w porównaniu z nimi?

Wierzę również (może się mylić), że te silniki I3 mogą wykorzystywać pojedynczy wałek równoważący, aby poradzić sobie z ruchem kołysania spowodowanym przez 2 zewnętrzne cylindry ... Czy w tym scenariuszu (przy użyciu wałka równoważącego) pozostały jeszcze jakieś nierówności?

Uważam, że silniki I3 i L4 są naprawdę fajne. Oni nawet strzelają / wysokoobrotowe krzyki (mój ulubiony rodzaj), wąskie, mają doskonałą wrodzoną równowagę / dostarczanie mocy itp. L4 wydaje się świetny dla litrebike i chciałbym zobaczyć trochę lekkich krzykaczy I3 (może 300CCish), ponieważ również znajduję małe motocykle sportowe, żeby być naprawdę fajnym. Przepraszam, jeśli trochę się bawię.

motorcycle engine-theory

— Gość
źródło

Uważam, że wałek wyważający służy do kompensacji drgań w samochodowych silnikach 3cylowych. Nie jestem pewien, jak radzą sobie z tym motocykle.

— Nie mam pojęcia, co robię

From http://www.autozine.org/technical_school/engine/smooth1.htm :

Wydaje się, że bez względu na to, jak obraca się wał korbowy, połączony środek ciężkości wszystkich 3 tłoków i korbowodów pozostanie w tym samym miejscu, a zatem nie będą generowane wibracje. Dzięki analizie matematycznej można również stwierdzić, że siły nie są generowane zarówno w kierunku pionowym, jak i poprzecznym. (właściwie tak naprawdę wykonałem takie obliczenia) Dlaczego więc słyszeliśmy, że 3-cylindrowy silnik potrzebuje wałka wyważającego?

W rzeczywistości obliczenia są błędne, ponieważ zakładają, że silnik ma jeden punkt, a zatem siły wszystkich 3 cylindrów działają na ten pojedynczy punkt i powodują całkowite anulowanie. W rzeczywistości siły działają w 3 różnych miejscach na wale korbowym, dlatego zamiast się wzajemnie znoszą, drgania wału korbowego kończą się.

Oto także całkiem wyraźna animacja (wyobraź sobie więcej czerwonych kropek na dwusuw): https://www.youtube.com/watch?v=E2u-zXsioRM

Więc:

Czy prędkości tłoków naprawdę się wzajemnie znoszą, tak jak powyższe przykłady 4 cylindrów (tworząc nawet prędkość wału korbowego), czy też robi się gorzej w porównaniu z nimi?

Skoki mocy są równomiernie rozmieszczone. Jest jeden co 240 stopni (czterosuwowy) lub 120 stopni (dwusuwowy).

Środek ciężkości silnika pozostaje taki sam, więc jest zrównoważony w tym sensie. Wał korbowy kołysze się, ponieważ siły nie są przykładane do niego w symetrycznych miejscach wzdłuż wału (zobacz czerwone kropki dla uderzeń mocy w tym filmie na YouTube, jak stale poruszają się od jednego końca do drugiego? To właśnie sprawia, że wał korbowy się kołysze .)

Ruch tłoka nie jest tak skomplikowany. Pomyśl o tym jak o „fali” poruszającej się po wale korbowym.

Czy w tym scenariuszu (przy użyciu wałka równoważącego) pozostały jeszcze jakieś nierównowagi?

Nie. Jedynym ruchem, któremu należy przeciwdziałać, jest ruch wału korbowego ze względu na to, gdzie tłoki wywierają swoją siłę na wał. Środek ciężkości silnika pozostaje taki sam przez cały obrót, ale nie ma innych nierówności.

— Jason C.
źródło

Dzięki za informację. Chyba zastanawiam się nad prędkościami tłoka w porównaniu do siebie. Na przykład crosscrank I4 ma tłok z maksymalną prędkością dla każdego zatrzymanego tłoka. Wszystko jest idealnie przesunięte pod względem prędkości, co oznacza, że prędkość wału korbowego pozostaje bardzo równa. Właśnie dlatego pytam o I3, ponieważ gdy 1 cylinder jest zatrzymany, pozostałe 2 nie są zatrzymane ani nie mają prędkości maksymalnej, więc trudniej jest powiedzieć, jak równa się prędkość wału korbowego w porównaniu z przykładami z 4 cylindrami.

— Gość

@Gość Tłoki są od siebie oddalone o 120 stopni. Tak więc moc jest w regularnych odstępach 120 stopni w obrotach wału korbowego w dwusuwowym. To 3 równomiernie rozmieszczone uderzenia mocy na obrót wału korbowego. Przestań myśleć o prędkościach tłoków i zamiast tego pomyśl o ich kątach korby i kolejności strzelania. Ich rzeczywiste ścieżki pionowe są w pewnym stopniu (niezupełnie) sinus aktualnego kąta wału korbowego, w różnych fazach. Jedynym sposobem, w którym tłok A byłby przy maksymalnej prędkości, gdy tłok B był zatrzymany, było, gdyby A i B miały różnicę +/- 90 stopni. To nie dzieje się w twoim I3, ale to nie ma znaczenia.

— Jason C

Nie mam zbyt dużej wiedzy na ten temat, ale pytam o to, ponieważ zakładam, że korba 180 stopni I4 była gładka, ale ponieważ tłoki są zatrzymane razem, korba 90 stopni jest lepsza, ponieważ zapobiega temu. I3 jest w tym sensie taki sam, ale zastanawiam się, czy I4 ma przewagę płynności, ponieważ gdy jeden jest zatrzymany, drugi ma maksymalną prędkość.

— Gość

@ Gość płynności pochodzi z przedziałów kątowych. Względne prędkości tłoka są tego konsekwencją. 120 stopni I3 ma 3 uderzenia mocy na obrót. 180 stopni I4 ma tylko 2. Więc I3 jest „łagodniejszy” od tego pow, jak sądzę. Ale ponownie pomyśl o tym, ponieważ kąty korby są bardziej oddalone od siebie, a nie dlatego , że niektóre tłoki są zatrzymywane w tym samym czasie. Nawet jeśli idą w parze, to kąty są przyczyną, prędkości są jedynie konsekwencją geometryczną. Prędkości tłoków działają, a nie powodują. Pamiętaj również, że koło zamachowe wygładza całość.

— Jason C