ทำไมเครื่องยนต์ถึงหยุดขาย (เกียร์ธรรมดา)


18

ก่อนที่คุณจะเขียนคำถามของฉันในแบบที่ได้รับคำตอบไปแล้วล้านครั้งฉันต้องการชี้แจง ฉันเข้าใจว่าเครื่องยนต์จำเป็นต้องใช้รอบต่อนาทีที่แน่นอนและเมื่อคุณพยายามที่จะใช้คลัทช์ในครั้งเดียวจากการหยุดแบบเต็มเครื่องยนต์ไม่มีกำลังมากพอที่จะเคลื่อนที่ยานพาหนะในรอบต่อนาทีนั้นและจากนั้นแผงเครื่องยนต์ คำถามของฉันคือทำไมเครื่องยนต์ต้องทำงานที่รอบต่อนาทีต่ำสุด? เพื่อชี้แจงมีสองสถานการณ์ที่ฉันต้องการหารือ:

1. ) สมมติว่าคุณกำลังหยุดจากอันดับ 1 จนเต็ม คุณมีส่วนร่วมกับคลัตช์เร็วเกินไป เครื่องยนต์พยายามเคลื่อนย้ายรถบังคับให้ rpms หล่นลงต่ำเกินไปซึ่งเป็นสาเหตุให้รถหยุดนิ่ง ทำไมเครื่องยนต์ถึงไม่สามารถออกแบบได้ดังนั้น rpms ต่ำจึงไม่เท่ากับเครื่องยนต์ที่จนตรอก? นี่เป็นเพราะเครื่องยนต์ร้อนจัดและทำหน้าที่เป็นมาตรการป้องกันหรือไม่?

2. ) สมมติว่าคุณกำลังวิ่งที่ความเร็ว 70 ไมล์ต่อชั่วโมงจากนั้นคุณชะลอความเร็วลงเหลือ 20 ไมล์ต่อชั่วโมงในขณะที่ยังอยู่ในเกียร์ 5 ในสถานการณ์นี้ (ฉันไม่เคยทำแบบนี้มาก่อน แต่คาดเดาเท่านั้น) เครื่องยนต์น่าจะหยุดเพราะเครื่องยนต์ต้องการความเร็วรอบต่อนาที แต่ในเกียร์ 5 เครื่องยนต์ต้องช้ากว่ารอบต่อนาทีขั้นต่ำและเครื่องยนต์ ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะเร่งความเร็วรถ ถูกต้องหรือไม่

ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือของคุณ! ฉันแค่เรียนรู้วิธีขับรถและฉันต้องการที่จะเข้าใจว่าทุกอย่างทำงานอย่างไรภายใต้ประทุนด้วยเช่นกัน :)


ฉันไม่มีช่างช่างเลยมีคำอธิบายมากมาย แต่ฉันสามารถบอกคุณได้ว่าโดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์จะไม่หยุดนิ่งที่ความเร็วต่ำมากในรอบที่ห้าและฉันมักจะทำสิ่งนี้เมื่อพยายามหมุนทีละน้อยเพื่อหยุดโดยไม่ต้องเบรกเครื่องยนต์ฉัน สงสัยว่านี่เป็นสิ่งที่เกี่ยวข้องกับล้อหมุนที่บังคับให้เครื่องยนต์เดินหน้าต่อไปแม้ที่ความเร็วรอบต่ำ ในทางตรงกันข้ามถ้าคุณโดนก๊าซในสถานะนี้อย่างน้อยที่สุดก็เกิดขึ้นและที่แย่ที่สุดมันทำให้เกิดเสียงที่ไม่มีความสุข
Vality

คำตอบ:


17

สิ่งที่เกิดขึ้นคือมีการแลกเปลี่ยนกัน ในกรณีของเครื่องยนต์มันเป็นแรงบิดและมวลหมุนกับความเร็วของเครื่องยนต์ ... อ่านต่อ

อย่างแรกคือมันไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานแต่เป็นแรงบิดที่ทำให้เครื่องยนต์ทำงานต่อไป ในวันแรก ๆ ของเครื่องยนต์แต่ละกระบอกมีหนึ่งกระบอกและไม่ทำงานเร็วมาก เพื่อให้มันทำงานได้มันมีล้อขนาดใหญ่มากติดอยู่กับมัน เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงานมันจะยังคงทำงานต่อไปเพราะมีแถลงการณ์ทางฟิสิกส์เพียงเล็กน้อยซึ่งพูดว่า "มวลในการเคลื่อนไหวมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนไหว" และตรงกันข้าม "มวลที่เหลือมักจะพัก" มู่เล่ให้มวลที่ฉันพูดถึง

ดึงภาพจาก mi.eng.cam.ac.uk ( หมายเหตุ:นี่เป็นเครื่องยนต์ไอน้ำแบบกระบอกเดียว แต่ใช้หลักการเดียวกันนี้)

ดึงภาพจากเว็บไซต์ WZOZ 103.1FM (เครื่องยนต์ก๊าซสูบเดียวนี้มีล้อมู่เล่สองตัวหนึ่งตัวอยู่ข้างละอัน)

เครื่องยนต์ในปัจจุบันไม่แตกต่างจากเครื่องยนต์เก่า พวกเขายังต้องการมวลเพื่อให้ทำงานต่อไป หากไม่มีล้อมู่เล่พวกเขาจะหยุดทำงาน เกียร์ธรรมดานั้นมีล้อช่วยแรงซึ่งเป็นมวลของเครื่องยนต์ เกียร์อัตโนมัติมีตัวแปลงแรงบิดซึ่งเป็นมวลของเครื่องยนต์ หากไม่มีเครื่องยนต์ก็จะตายเพราะไม่มีมวลพอที่จะให้มันทำงานต่อไประหว่างการลุกไหม้ของลูกสูบ มวลล้อช่วยแรงบิดที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อน

ถึงแม้จะมีสิ่งนี้อยู่ในใจเพื่อที่จะให้เครื่องยนต์เดินไปด้วยความเร็วที่ต่ำลง นึกถึงเรือเดินสมุทรขนาดใหญ่ที่มีเครื่องยนต์ดีเซล Wartsila-Sulzer RTA96-C เป็นเครื่องยนต์ดีเซลที่ใหญ่ที่สุดในโลก มันวิ่งเต็มความเร็วที่ 127 รอบต่อนาที (โดยทั่วไปคือ 1 / 7th ความเร็วของเครื่องยนต์รถยนต์ทั่วไปของคุณ) มันยังคงวิ่งด้วยความเร็วนี้อย่างไร? เหตุผลสองประการคือมวลและแรงบิด มวลรวมของเครื่องยนต์มีขนาดใหญ่มาก ... พวกเขาไม่โฆษณาโดยตรงว่ามวลหมุน (เพลาข้อเหวี่ยง, มู่เล่ ฯลฯ ) ของเครื่องยนต์คืออะไร แต่ถ้าคุณดูวิดีโอคุณจะเห็นสิ่งที่ฉันพูดถึง ส่วนที่สองคือแรงบิด พวกเขาโฆษณาว่าผลผลิต KW สำหรับเครื่องยนต์ 14 สูบที่ 127 รอบต่อนาทีคือ 80,080 กิโลวัตต์ หากคุณเรียกใช้ผ่านการคำนวณเล็กน้อย 80,080 KW แปลงเป็นแรงม้า 107,389.03 ซึ่งที่ RPM ที่กำหนดคือ 4,441,001.46 ฟุตของแรงบิด รถ 4 สูบมาตรฐานของคุณมีเฉพาะแรงบิดสูงสุด 150-180 ฟุตปอนด์และนั่นก็คือ RPM ที่สูงกว่ามากพูดระหว่าง 2,500-6,000 ( หมายเหตุ:เครื่องยนต์ 4 สูบบางตัวสามารถใช้งานเกินกว่าที่กล่าวเช่นประมาณ 300 ฟุตปอนด์หรือมากกว่านั้น ฉันแค่ใช้ตัวเลขเป็นแนวทางทั่วไป) ใช้แรงบิดน้อยที่สุดเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานต่อไป ฉันไม่คิดว่า Jay Leno จะพิจารณาติดเครื่องยนต์ Wartsila ไว้ในรถ (แม้ว่าฉันจะเดิมพันว่าไม่ได้หยุดเขาจากการคิดเกี่ยวกับเครื่องยนต์ฮ่า ๆ )

มวลล้อช่วยแรงทำได้มากเท่านั้น เมื่อเพลาข้อเหวี่ยงถึงระดับรอบต่อนาทีต่ำเครื่องยนต์จะหยุดทำงาน เมื่อเครื่องยนต์ได้รับต่ำกว่าเกณฑ์นี้และพยายามที่จะทำงานต่อไปจะเกิดความเครียดจำนวนมากขึ้นกับส่วนประกอบภายในของเครื่องยนต์ นึกถึงวัตถุที่เคลื่อนที่ไม่ได้ (ลูกสูบและแท่ง) พบกับกำลังที่ไม่อาจต้านทานได้ (ส่วนผสมของอากาศ / เชื้อเพลิงที่ระเบิด) เมื่อเครื่องยนต์ช้าลงพอมวลของมัน (รวมถึงมวลของรถยนต์) จะถึงจุดที่ต้องการพักผ่อน มีบางสิ่งที่จะต้องให้และการให้ที่มักจะมาในราคาลูกสูบ / คัน เมื่อคุณชะลอรถลงจากความเร็วในขณะที่ยังคงเกียร์ในเกียร์ 5 คุณจะทำสิ่งที่เรียกว่าการดึงเครื่องยนต์. คุณจะเริ่มรู้สึกว่าเครื่องยนต์กระตุกหนักจนหยุดทำงาน ความรู้สึกกระตุกนี้เป็นสิ่งที่ฉันพูดถึงเมื่อฉันบอกว่าเครื่องยนต์ของคุณจะเริ่มมีความเครียดมาก หากทำมานานพอเครื่องยนต์จะประสบกับความเครียดมากพอที่จะทำให้เกิดความล้มเหลวได้ แม้จะทำในช่วงเวลาสั้น ๆ ก็สามารถเกิดความเสียหายได้

ดังนั้นสิ่งที่สำคัญที่สุดคือเครื่องยนต์ต้องการแรงบิดเอาต์พุตสูงเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานต่อไปได้ ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงานช้าลงความต้องการแรงบิดนั้นจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในบางจุดเครื่องยนต์ขนาดเล็กไม่มีมวลที่ต้องการและไม่สามารถสร้างแรงบิดที่ต้องการเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานต่อไปได้


เครื่องยนต์สันดาปภายในทรงกระบอกเดียวรับจังหวะพลังงานเพียงครั้งเดียวสำหรับทุกสองรอบการปฏิวัติ มันจะต้องเก็บพลังงานไว้อย่างเพียงพอจากจังหวะพลังงานนั้นเพื่อให้เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วหมดไปดึงเชื้อเพลิงใหม่และบีบอัดมันสำหรับจังหวะพลังงานถัดไป ปัญหาไม่เพียง แต่จะไม่มีสิ่งใดที่จะทำให้มอเตอร์หมุนไป - จริง ๆ แล้วจะต้องมีพลังงานเพียงพอที่จะทำงานเป็นจำนวนมากในรอบการบีบอัด
supercat

@supercat ... เครื่องยนต์จะไม่ทำงานต่อไปหากไม่มีล้อช่วย นี้อาจช่วยให้คุณเข้าใจ
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

เครื่องยนต์ไอน้ำแบบสูบเดียวที่ทำงานด้วยไอน้ำนั้นต้องการล้อหมุนเพื่อรีเซ็ตลูกสูบระหว่างสโตรก แต่ก็ต้องใช้พลังงานค่อนข้างน้อยในการทำเช่นนั้น เครื่องยนต์เบนซินแบบสี่สูบเดี่ยวต้องนำพลังงานกลับมาใช้อีกมากจากจังหวะพลังงานเดียวเพื่อเตรียมการในครั้งต่อไป
supercat

@supercat - ที่จริงแล้วเครื่องยนต์ไอน้ำส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องมีมู่เล่เพื่อรีเซ็ตระหว่างจังหวะ เหตุผลนี้เป็นเพราะพวกเขาเป็นเครื่องยนต์จังหวะเดียว กระบอกสูบของเครื่องยนต์ไอน้ำสามารถใช้ลูกสูบทั้งสองด้านเป็นห้องขยายตัวและจะผลักตัวเองไปอีกด้านหนึ่งของกระบอกสูบ ... ซึ่งจะใช้พลังงานทั้งสองทิศทาง แปลก แต่ก็ใช้งานได้ดีทีเดียว ฉันคิดว่ากระบอกสูบไฮดรอลิกทำงานในลักษณะเดียวกันเพียงแค่ใช้ความดันไฮดรอลิกที่ใช้กับทั้งสองด้านเท่าที่จำเป็นเพื่อให้พลังงาน
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

1
เครื่องยนต์ไอน้ำขนาดใหญ่บางรุ่นจากยุควิคตอเรียมีกระบอกสูบขนาดใหญ่ แต่มีเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่สามารถเชื่อมต่อได้หากเครื่องยนต์ขนาดใหญ่หยุดที่หนึ่งใน "จุดบอด" เครื่องยนต์ขนาดเล็กนั้นมีการปรับแต่งที่ค่อนข้างรุนแรงดังนั้นมันจะไม่เคลื่อนที่ขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว แต่สามารถเคลื่อนที่ได้ไกลพอที่จะให้สตาร์ทได้
supercat

4

เครื่องยนต์ได้รับการปรับแต่งให้มีประสิทธิภาพที่สูงรอบต่อนาทีหรือที่รอบต่อนาทีต่ำ (การออกแบบเครื่องยนต์หรือเครื่องผสมปูนซิเมนต์ตามลำดับ) แต่ไม่สามารถมีประสิทธิภาพในทุก ๆ ความเร็วที่เป็นไปได้ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับผู้ขับขี่ ความสามารถของมอเตอร์ที่เขามีอยู่คือให้หมุนรอบต่อนาทีที่เหมาะสมสำหรับความเร็ว / แรงบิดที่ต้องการของมอเตอร์ชนิดนั้น


0

มีปัญหาสองสามข้อในการพยายามเรียกใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในช้า

ในเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะกระบอกสูบจะผ่านสี่จังหวะ

การดูดบีบ-บางเป่า

เฉพาะที่จังหวะ "บาง" เท่านั้นที่ทำให้เกิดแรงบิด ในช่วงจังหวะอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบีบจังหวะและการเปลี่ยนระหว่างจังหวะกระบอกสูบใช้แรงบิด ถ้าเรามีทรงกระบอกสี่หรือน้อยกว่าเราจึงต้องพึ่งพาความเฉื่อยเพื่อให้เครื่องยนต์หมุน ต่ำกว่าความเร็วที่กำหนดซึ่งจะไม่ทำงานและเครื่องยนต์จะหยุดทำงาน

หากเรามีมากกว่าสี่สูบเราจะหลีกเลี่ยงปัญหานั้น มีอย่างน้อยหนึ่งกระบอกในจังหวะ "บาง" แต่เรามีปัญหาอื่น

สำหรับเครื่องยนต์ที่จะให้กำลังโดยรวมกระบอกสูบในจังหวะ "ปัง" จะต้องให้กำลังมากกว่ากระบอกสูบในการบีบจังหวะการบริโภค แรงส่วนใหญ่นี้เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนของก๊าซ แต่การขยายตัวทางความร้อนเป็นกระบวนการชั่วคราว เมื่อก๊าซในกระบอกสูบ "บาง" เย็นลงพวกเขาจะไม่สามารถให้กำลังได้มากพอที่จะเอาชนะแรงจากกระบอกสูบ "บีบ" และแรงเสียดทานในเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ไอน้ำนั้นแตกต่างกัน การเผาไหม้และการผลิตไอน้ำเป็นกระบวนการต่อเนื่องโดยขึ้นกับความเร็วการหมุน ดังนั้นหากเครื่องยนต์มีกระบอกสูบเพียงพอมันสามารถสร้างแรงบิดที่ความเร็วศูนย์ในทุกตำแหน่ง

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.