Frage:
Warum verwenden die meisten Sternmotoren eine ungerade Anzahl von Zylindern?
jwzumwalt
2018-01-03 20:42:32 UTC
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Um Vibrationen zu unterdrücken, verwenden die meisten 'V' und 'horizontalen' Motoren eine gerade Anzahl von Zylindern so nah wie möglich. Sternmotoren sind bekannt für übermäßige Vibrationen. Aus irgendeinem Grund verwenden sie fast immer eine ungerade Anzahl von Zylindern , die die Vibration zu fördern scheinen. Warum?

enter image description here

V-Motoren haben per Definition eine gerade Anzahl von Zylindern.
@Agent_L, können Sie einen V5-Motor bekommen. Ich habe keine Ahnung, ob sie in Flugzeugen verwendet werden oder nicht, aber VW verwendet sie in Autos.
@Holloway VW nennt es "VR-Motor", nicht "V-Motor". Es ist so ziemlich eine gestaffelte Inline (R steht für reihen, was hier Inline bedeutet), die mit V-Motoren nicht viel gemeinsam hat, außer oberflächlich ähnlichem Zylinderlayout.
@Agent_L / Holloway - Es ist immer interessant, die Ausnahmen von der Regel zu lernen; gerade wenn du denkst, dass du ein Thema ziemlich gut kennst. Danke für die zusätzlichen Infos.
Per Definition haben V-Motoren Zylinder, die in einem V angeordnet sind. Die V-Bezeichnung hat absolut nichts mit der Anzahl der Zylinder zu tun.
Fünf antworten:
#1
+83
A. I. Breveleri
2018-01-03 22:05:42 UTC
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Eine ungerade Anzahl von Zylindern ist erforderlich, da die Einzelkurbel-Radialkonstruktion, der Viertakt-Arbeitszyklus (Otto) und der Wunsch, die Krafthübe zeitlich gleichmäßig zu verteilen, kombiniert werden.

Um das Design einfach und leicht zu halten, verfügt ein Radialflugzeugmotor mit einer Bank über eine Kurbel. Dies bedeutet, dass die Kolben in Rotationsreihenfolge die Spitze ihres Hubs erreichen müssen. Der Viertaktzyklus erfordert jedoch, dass ein Kolben bei jedem Arbeitshub zweimal die Spitze seines Hubs erreicht. Die einzige Möglichkeit, gleichmäßig zeitgesteuerte Krafthübe zu fördern, besteht darin, jeden zweiten Zylinder in Rotationsreihenfolge abzufeuern.

Bei einer geraden Anzahl von Zylindern würde dies ein Zögern oder Überspringen der Zündsequenz bei jeder Umdrehung erfordern, wenn der Motor zwischen dem ungeraden und dem geraden Zylinder umschaltet. Mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern ist das Timing natürlich glatt. Zum Beispiel ist die Zündreihenfolge eines Neunzylinder-Radials 1 - 3 - 5 - 7 - 9 - 2 - 4 - 6 - 8.

Wenn Sie einen Radialflugzeugmotor in Zeitlupe beobachten könnten würde sehen, dass, wenn sich ein Zylinder in seinem Kompressionshub befindet, die Zylinder auf beiden Seiten davon in ihren Auslasshüben sind und wenn ein Zylinder seinen Krafthub beginnt, die Zylinder auf beiden Seiten nahe daran sind, ihre Einlasshübe zu beginnen.

Zweitakt-Sternmotoren müssen keine ungerade Anzahl von Zylindern haben.

+1, könnte es nicht besser erklären. Als Beispiel für Zweitakt-Radiale mit gerader Zylinderzahl kommen die [Zoche-Dieselmotoren] (https://en.wikipedia.org/wiki/Zoche_aero-diesel) in den Sinn. Um die Bewegung eines Radials in Zeitlupe zu untersuchen, empfehle ich die CAD-Modelle auf der Website [enginehistory.org] (http://enginehistory.org/CAD/PasqualiS/BMW801/BMW801_01.gif). Achtung: Der letzte Link führt zu einem animierten GIF, dessen Laden einige Zeit in Anspruch nimmt.
Wie viele Zylinder sind erforderlich, damit zwei Zylinder gleichzeitig feuern können - sind es 7 oder 9?
@jwzumwalt: Ein Einzelbank-Einzelkurbelradial kann * niemals * zwei Zylinder gleichzeitig abfeuern.
@jwzumwalt-Endloszylinder sind erforderlich.
`Eine ungerade Anzahl von Zylindern wird durch die Kombination der Radialkonstruktion mit einer Kurbel benötigt` .... weeeeelll, technisch gesehen, ist ein Flat / Boxer-Zwilling nicht ein" Zweizylinder-Radialmotor "..?
@Grimm The Opiner: Unendlichkeit ist nicht möglich. Wenn sich die Anzahl der Zylinder * der Unendlichkeit nähert, nähert sich ihre Zündsequenz der Gleichzeitigkeit. - Interessanterweise nähert sich außerdem die Größe des Flugzeugs der Größe des Universums an, sodass kein Start mehr erforderlich ist.
@Grimm The Opiner: Sie können es als radial bezeichnen. Ich nenne meinen kleinen Rasenmäher von Briggs & Stratton einen "Einzylinder-Radialmäher", aber das macht ihn nicht zu einem einfachen, leichten Flugzeugmotor.
@Grimm The Opiner: Gemäß meinem ersten Absatz ist eines der drei Kriterien, die die ungerade Zylinderzahl eines herkömmlichen Radials erzwingen, die einzelne Kurbel. Ein Boxer-Zwilling hat zwei Kurbeln.
@A.I.Breveleri Nun, was für ein Zwilling ein BMW Motorrad dann ist. Im Fahrradland werden sie allgemein als Boxer bezeichnet, weil die Kolben "eins zu zwei" schlagen. Ich liebe den Einzylinder radial! Nicht zuletzt, weil es der einzige Sternmotor ist, bei dem alle Zylinder gleichzeitig zünden - möglich, weil er eine Kurbel pro Zylinder hat.
"Wenn Sie zuschauen könnten ...": [Wir können einen Sternflugmotor in Zeitlupe beobachten] (https://www.youtube.com/watch?v=HGKXdYCksAQ), der auch die Zündreihenfolge anzeigt
So klug! Was für ein toller Beitrag.
"Technisch gesehen ist ein Flat / Boxer-Zwilling kein" Zweizylinder-Sternmotor "." Nun, nein, Sie meinen, der Boxer in einem Alfa): Nichts darin ist radial. Es sind vier Linien, die speziell das Rechteck tangieren, ** kein ** Kreis. Rasenmäher .. "Ein Zylinder radial" Sicher, es ist durchaus vernünftig, einen 1-Zyklinder als "radial" zu bezeichnen - weil die eine Linie, die wir behaupten können, einen Kreis tangiert, ist es. Die vier Linien eines Boxers berühren einfach keinen Kreis, daher gibt es nicht einmal einen humorvollen Sinn, in dem es sich um ein "Radial" handelt.
Der Hauptgrund für das hohe Vibrationsniveau von Radialen (insbesondere einreihigen) ist, dass die gesamte Masse des Kurbelzapfens, aller Verbindungsstangen und aller Kolben gleichzeitig um die Kurbelwelle zirkuliert. Selbst bei einem schweren Gegengewicht an der Kurbelwelle (im Allgemeinen der Fall) ist das Ungleichgewicht von vorne nach hinten bei einem Motor unvermeidlich, der für größere Wartungsarbeiten zerlegt werden kann.
Ist überhaupt das Timing wirklich wichtig? Ist es nicht sehr häufig, dass Auto- / Motorradmotoren ungleichmäßig feuern?
@user3528438: Ja, für Kolbenflugmotoren ist eine reibungslose Zündreihenfolge wichtig. Durch ungleichmäßiges Schießen wird eine Vibration durch dieselben Halterungen und in dieselbe Richtung wie die Hauptkräfte des Triebwerks auf das Flugzeug ausgeübt. Alle Federn oder elastischen Tüllen in den Motorlagern werden durch diese Hauptkräfte genau in die richtige Richtung zusammengedrückt, um die pulsierende Vibration maximal zu übertragen.
@A.I.Breveleri Kein Schuss bedeutet Vibration. Außerdem feuern alle V-Motoren nicht gleichmäßig. Was ist also mit Merlin?
user3528438: Ich hoffe aufrichtig, dass Sie der Menschheit zuliebe aus purer Neugier fragen und nicht, weil Sie beabsichtigen, ein tatsächliches Flugzeug zu entwerfen.
#2
+11
ymb1
2018-01-03 22:47:28 UTC
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Sicherlich scheint eine 1, 3, 2, 4 Zündreihenfolge (genau wie eine Inline-4) theoretisch möglich zu sein, aber eines der Probleme ist die Ringnockenwelle.

(...) Wenn nicht eine ungerade Anzahl von Zylindern vorhanden ist, kann der Ringnocken um die Motornase die für den Viertaktzyklus erforderliche Sequenz zum Öffnen des Einlassventils und zum Öffnen des Auslassventils nicht bereitstellen

Sehen Sie sich die Animation hier an: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Radial_engine_timing-small.gif (zu groß, um sie hier hochzuladen)

Beachten Sie die beiden Ringe mit jeweils zwei gegenüberliegenden Schritten (Lappen).

Wenn ein Schritt eine Stange drückt, werden mit dem gegenüberliegenden Schritt die gleichen zwei Zylinder mit Verzögerung nach unten gedrückt. Wenn sie eine gerade Zahl wären, würde der Ringnocken aufgrund der gemeinsamen Kurbelwellenbefestigung zwei gegenüberliegende Zylinder gleichzeitig betreiben.

Mit anderen Worten, der Ringnocken würde das Luft / Kraftstoff-Gemisch mit einem von beiden einlassen Die Kolben (paarweise) gehen nach oben und nicht nach unten.

Sie könnten das Nockenwellenproblem mit einer Zahnradnockenwelle lösen, aber natürlich würde eine Zündreihenfolge von 1, 3, 2, 4 keinen geraden Zeitabstand haben, so dass der Motor sehr rau laufen würde. So oder so, eine ungerade Anzahl von Zylindern ist der richtige Weg, +1.
Ein Radial mit einer Kurbel und einer geraden Zylinderzahl kann leicht von * zwei * Paar Ringnocken gewartet werden, eines für die ungeraden Zylinder und eines für die Abendnocken. Ebenso hätte es zwei Sätze von Magneten, es sei denn, es wäre modern genug, um elektronische Zündmodule zu haben.
Ich glaube nicht, dass die Kamera etwas damit zu tun hat. Der Nocken dreht sich einfach mit der halben Drehzahl der Kurbel (oder 1/4 der Drehzahl mit zwei Lappensätzen wie in der verknüpften Animation). Die Ventile sind immer im Takt der Zylinder. Das Problem besteht darin, die Zündreihenfolge gleichmäßig zu verteilen. Mit einer geraden Anzahl von Zylindern können Sie sie einfach nicht gleichmäßig verteilen.
Interessanterweise drehen sich Nockenplatten auf Radialen mit einer Geschwindigkeit relativ zur Kurbel = 1 / Nr. Nocken x 2. Bei einem 9-Zylinder-Radial mit 4 Nocken dreht sich die Nockenplatte gegen die Kurbeldrehung, während sich ein 9-Zylinder mit 5 Nocken in die gleiche Richtung wie die Kurbel dreht.
#3
  0
Tezzer
2019-09-24 02:13:22 UTC
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Sehen Sie sich die Ventilsteuerzeiten für eine durchschnittliche Viertakt- und Lagerbelastung an. Dies gibt einen Hinweis auf die Zündreihenfolge und stellt sicher, dass jeweils nur ein Zylinder zündet und eine Lagerüberlastung vermieden wird. In Bezug auf Vibrationen müssen Sie gleiche Hubkräfte in entgegengesetzte Richtungen haben, aber in radialer Richtung kann dies nicht ohne eine Art Ausgleichswelle erreicht werden. Dies würde wertvolle Kraft beanspruchen und das Gewicht offensichtlich erhöhen.

#4
  0
Nagy Andras
2019-12-18 04:17:02 UTC
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Erstens haben nicht alle V-Motoren eine gerade Anzahl von Zylindern. Honda RC211V verwendet einen v5-Motor (yepp, 3 Zyl auf einer Bank und 2 auf der anderen). Ich habe nur noch nicht genug Wiederholungen, um dort zu antworten. Jetzt ist eine ungerade Anzahl von Zylindern in einem Sternmotor nur für Viertaktmotoren erforderlich. Es wurde gut beschrieben, warum. 2-Takt-Zahlen dürfen jedoch keine ungeraden Zahlen haben. Auch wenn Doppelkolben verwendet werden (seltenes Motorkonzept), können 2 Kolben gleichzeitig abgefeuert werden.

Honda hat eine Vorliebe für ungerade V-Motoren. Das NS500-Rennrad hatte einen V3-Motor (2 aufwärts, 1 abgelegt) und auch das MVX250-Rennrad, dessen Ausrichtung umgekehrt war (1 aufwärts, 2 abgelegt).
#5
-1
John Goodwin
2019-08-06 20:49:00 UTC
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Eine gerade Anzahl von Zylindern in einer Bank eines Sternmotors funktioniert einfach nicht, nur weil jeder Zylinder alle zwei Umdrehungen des Motors einmal zünden muss, da es sich nur um eine Kurbel handelt, die nicht erreicht werden kann Eine Zündsequenz, die funktionieren würde.

Die Zündsequenz eines Neunzylindermotors ist 1 3 5 7 9 2 4 6 8, dies sorgt für eine reibungslose Stromerzeugung.

Gehen Sie zu YouTube und schauen Sie nach "Wie ein Sternmotor funktioniert"

Willkommen bei Aviation.SE! Dies scheint den vorhandenen Antworten nichts hinzuzufügen.
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