BMWForum.nl zoekt Moderators om het forum te onderhouden, als je jezelf kan vinden in het onderstaande, neem dan contact op via deze link.

  • Enige kennis van phpbb is gewenst, maar niet noodzakelijk.
  • Minimaal 6 maanden geregistreerd zijn, of een zodanige activiteit met posten hebben.
  • Geregeld op het forum te vinden zijn.
  • Goed moderator werk verrichten, veranderen, doorverwijzen of verwijderen van forum berichten die niet toegestaan zijn.

Voertuigen en motoren wat meer wetenschappelijk bekeken

Alles wat niet met bmw te maken heeft kan je hier posten.

Moderator: Moderator Team

Post Reply

Topic Author
desmett
1e Versnelling
Posts: 180
Joined: 24 Jun 2005 15:48
Location: Mechelen, België

Voertuigen en motoren wat meer wetenschappelijk bekeken

Post by desmett »

Aangezien ik op het moment mijn 1e jaar bachelor Autotechnologie doorloop, zal ik in dit topic proberen om af en toe eens het wat meer wetenschappelijke (wiskundige) te posten dat ik in mijn opleiding tegenkom. Waarom? Ten eerste: zo kunnen de mensen die het interesseert, dit ook eens onder ogen krijgen aangezien toch niet alles zo makkelijk op het net te vinden is (voor jongeren die eventueel die richting qua studie willen uitgaan, is het eveneens een goede maatstaf aan wat ze zich kunnen verwachten) en ten tweede is het voor mij een goede manier om te controleren of ik mijn leerstof wel onder de knie heb.

Qua onderwerpen zal ik vooral de dynamica van zowel het voertuig op zich als van de motor behandelen. Als jullie wensen kan daar eventueel nog wel elektriciteit en/of elektronica aan toegevoegd worden: u vraagt wij draaien. Thermodynamica, chemie en wiskunde zal ik laten vallen, aangezien die vakken meer algemeen zijn en minder toegespitst op een voertuig. Ik zal steeds in dezelfde topic posten en bij het onderwerp van de betreffende post zal steeds het vakgebied staan.

Laat ons dan maar beginnen met wat info ivm verbrandingsmotoren:
Zoals iedereen al wel weet vind je op de commerciële technische gegevens van een wagen, motor, vrachtwagen, … de boring en slag terug van de motor. Wat weinigen dan weer weten is dat je met die gegevens al een behoorlijk aantal zaken kan berekenen: oa krukstraal, slagverhouding, slagvolume, …
Even een lijstje van de gebruikte symbolen en waar ze voor staan:

D: boring
S: slag
r: krukstraal
κ: (griekse letter kappa): slag verhouding
Vs: slagvolume
Vc: compressievolume
i: aantal cilinders
Vcil: cilinderinhoud
ε: (griekse letter epsilon): compressieverhouding
π: pi (je weet wel, die 3,1415....)

Dan nu de formules:

S = 2 * r
Als je deze formule omvormt tot r = S / 2, merk je dus op dat de krukstraal steeds de helft is van de slag. Aan de basisformule kan je eveneens merken dat de slag enkel door de krukstraal (dus de vorm van de krukas) bepaald wordt. Het is dus larie de slag te veranderen door andere drijfstangen te monteren.

κ = S / D
Aan de hand van de slag verhouding kan men 3 soorten motoren onderscheiden:
lange-slagmotoren: S > D of κ > 1 overwegend dieselmotoren
vierkante motoren: S = D of κ = 1 overwegend benzinemotoren
korte-slagmotoren: S < D of κ < 1 overwegend benzinemotoren

Vs = π * D² * S / 4
Slagvolume is het volume dat per cilinder meer wordt vrijgegeven wanneer de zuiger van BDP naar ODP beweegt.

Vcil = Vs * i
Dit is dus het slagvolume van alle cilinders tesamen.

ε = (Vs + Vc) / Vc
Het compressievolume is de ruimte tussen cilinderkop en zuigerbodem wanneer de zuiger in zijn BDP staat, ook wel gekend als de verbrandingsruimte. In het algemeen kan men stellen dat een hogere compressieverhouding een hoger rendement tot gevolg heeft.
ε = 7 à 12 benzinemotor
ε = 14 à 24 dieselmotor
Deze compressieverhouding is eveneens de grote factor in het vermijden van pingelen of kloppen.

Zoals je dus kunt zien kan je met de boring, slag en compressieverhouding (die in quasi alle commerciële technische informatie terug te vinden is) al behoorlijk wat andere zaken berekenen.

Volgende maal zal ik iets meer over afgelegde zuigerweg, zuigersnelheden en zuigerversnellingen uitleggen.
Automotive Engineering = German Engineering!!
Een doordenkertje: Kein Substitut für Freude am fahren durch Vorsprung durch Technik!

ronald 2002
2e Versnelling
Posts: 313
Joined: 17 Oct 2007 07:44
Location: walcheren zld
Age: 56

Post by ronald 2002 »

Deze compressieverhouding is eveneens de grote factor in het vermijden van pingelen of kloppen.

Zoals je dus kunt zien kan je met de boring, slag en compressieverhouding (die in quasi alle commerciële technische informatie terug te vinden is) al behoorlijk wat andere zaken berekenen



de compressie is maar 1 van de factoren die pingelen/kloppen/detoneren
veroorzaken.

de vorm van de verbrandingskamer,het octaan gehalte,motor vervuiling,stand van de bougie,vooronsteking en temparatuur van de inlaatlucht zijn medebepalend wanneer een motor gaat detoneren.

die formules zijn leuk,heb ze vroeger allemaal op school moeten leren als simpel automonteurtje,
2002 '75 +m3 '93+530D'02

Topic Author
desmett
1e Versnelling
Posts: 180
Joined: 24 Jun 2005 15:48
Location: Mechelen, België

Post by desmett »

Dat is idd blijkbaar een "de ipv een" typfoutje geweest.
Automotive Engineering = German Engineering!!
Een doordenkertje: Kein Substitut für Freude am fahren durch Vorsprung durch Technik!

Topic Author
desmett
1e Versnelling
Posts: 180
Joined: 24 Jun 2005 15:48
Location: Mechelen, België

Post by desmett »

Ok, zoals beloofd gaan we het nu even hebben over de afgelegde zuigerweg, zuigersnelheden en zuigerversnellingen.

Even de symbolenlijst:
α (alpha): krukhoek
β (beta): hoek cilinderhartlijn en drijfstang
l: drijfstanglengte
s: afgegelde zuigerweg
c: zuigersnelheid
a: zuigerversnelling
λ(lambda): verhouding van krukstraal op drijfstanglengte (dus r / l)
n: toerental (wel in toeren per seconde)

Laat ons beginnen met de afgelegde zuigerweg: dit is de afstand van de zuiger t.o.v het BDP bij een bepaalde krukhoek α.
s = r * [(1 – cos α) + λ / 4 (1 – cos α)]

Dan de zuigersnelheid (er bestaat zowel een formule voor de ogenblikkelijk als voor de gemiddelde).
De gemiddelde wordt door de constructeurs als een goede maat van wrijvingsverliezen beschouwd. Hoe hoeger deze ligt, hoe meer vermogen kwijt gaat door wrijving. Dit verklaart ook waarom hoogtoerige motoren in vele gevallen een korte slag hebben zodat de gemiddelde zuigersnelheid beperkt blijft.
c = 2 * S * n

De ogenblikkelijke bouwt voort op de afgelegde zuigerweg, maar let wel dat de drijfstanglengte en krukstraal in meter staan, aangezien we meter per seconde willen bekomen. Deze formule toont eveneens aan dat de zuigersnelheid zowel in BDP als ODP 0 is.
c = 2 * π * n * r (sin α + λ / 2 * sin 2 * α)

En als laatste de ogenblikkelijke zuigerversnelling. Net zoals bij de zuigersnelheid moet alles in meter staat, aangezien we meter per vierkante seconde willen bekomen. Deze formule toont eveneens aan dat de zuigerversnelling maximaal is in BDP en ODP (eigenlijk enkel in BDP).
a = (2 * π * n)² * r (cos α + λ * cos 2 * α)

Nu waarvoor is deze zuigerversnelling handig. Als we even teruggrijpen naar de basis van de fysica, kom je de wetten van Newton tegen en 1 van die wetten zegt dat een massa waar een kracht opwerkt een met die kracht evenredige versnelling krijgt (F = m * a). En daar hebben we dus de reden waarom deze zuigerversnelling in de ontwikkeling van motoren een uiterst belangrijk iets is: alle soorten massakrachten die zich in de motor voordoen worden aan de hand hiervan berekend (aangezien de versnellingen het krachtigste zijn in BDP, zullen de krachten eveneens dan het grootste zijn), net zoals het koppel dat aan het vliegwiel vrijkomt. Het balanceren van motoren steunt dus eveneens op deze cruciale formule.
Last edited by desmett on 02 Mar 2008 21:47, edited 1 time in total.
Automotive Engineering = German Engineering!!
Een doordenkertje: Kein Substitut für Freude am fahren durch Vorsprung durch Technik!

ronald 2002
2e Versnelling
Posts: 313
Joined: 17 Oct 2007 07:44
Location: walcheren zld
Age: 56

Post by ronald 2002 »

en wat is de maximale zuigersnelheid?
2002 '75 +m3 '93+530D'02

Topic Author
desmett
1e Versnelling
Posts: 180
Joined: 24 Jun 2005 15:48
Location: Mechelen, België

Post by desmett »

Doet zich voor bij een krukhoek iets kleiner dan 90° en een krukhoek iets groter dan 270°.
Automotive Engineering = German Engineering!!
Een doordenkertje: Kein Substitut für Freude am fahren durch Vorsprung durch Technik!
Post Reply

Return to “Off-Topic”