Fråga angående varierande kubik med samma antal hästkrafter

[007]

Har en uppenbar nybörjarfråga i och med att jag undrar hur det kommer
sig att olika hojar kan ha samma antal hästkrafter samtidigt som de
grovt varierar i kubik på motorn.

Som ett exempel: (infon från deras reg-nummer)

Yamaha XJR 1300 '15
98hk / 72kW
1251 cc

Yamaha FZ6-S '04
98hk / 72kW
600 cc


Är nämligen på jakt efter nästa hoj efter att tidigare ha kört 750cc, 900cc och 1300cc.
Hur kommer det sig att dessa två hojar nämnda ovan har samma hk från motorerna när en är på 600cc och en 1300cc?
Jag förstår att 1300:an är kralligare, men vad är egentligen skillnaderna och likheterna
inne i motorerna om man ska försöka förklara för en icke insatt person.

Skulle 600:an kännas klen att köra när man har varit van vid 1300 de senaste åren, trots att de båda har 98 hk?

 

[L. Mäkinen]

Grovt sett kan man säga att det är svept volym per tidsenhet som ger effekten. Halva motorstorleken behöver dubbla varvtalet för att skapa samma resultat.
Den stora motorn orkar oftast mer på lägre varv.

 

[Coola Ola]

Grovt sett kan man säga att det är svept volym per tidsenhet som ger effekten. Halva motorstorleken behöver dubbla varvtalet för att skapa samma resultat.
Den stora motorn orkar oftast mer på lägre varv.

Eller, alternativt att effekten är vridmoment gånger varvtalet. En motor med lågt maximalt vridmoment behöver alltså varva mer än en motor med högt vridmoment för att uppnå samma effekt. Finns dock mycket som påverkar var i varvtalsområdet man får max vrid, avgassystemets utformning, kamaxlar/ventiltiming, etc etc. Generellt som Hr Mäkinen säger dock, att ju större volym desto kraftigare vrid.

 

[Steffo_b]

Det är inte så konstigt egentligen.
Cylindervolymen i sig är inte direkt relaterad till effekten.
Korrelationen till teoretisk maxeffekt är att genomlupen cylindervolym per tidsenhet är proportionell mot effekt. Detta under förutsättning att man har konstant fyllnadsgrad, förtändning mm. Så inte riktigt så enkelt men i stort sett.

Det finns också en hyfsat stark korrelation mellan cylindervolym och vridmoment och vridmoment gånger varvtal är effekt.

Det ger att en motor med en viss cylindervolym kan optimeras för att fungera inom olika varvtalsområden. Väljer man att optimera motorn så att den avger maxeffekten vid 5000 varv. (vilket är mer eller mindre standard för bilmotorer) så kommer det att bli en motor med en relativt låg toppeffekt.
Optimerar man istället motorn för att ge toppeffekten vid 15000 varv så innebär det tre gånger så stor genomlupen cylindervolym (eftersom motorn gör 3 varv på samma tid vid 15000 varv som 1 varv vid 5000) och därmed kan man teoretiskt få ut nästan 3 ggr så hög effekt. Högre effektuttag ur liten motor leder till högre förluster i dom flesta fall vilket gör att det inte går att räkna rakt av på det.
Men det kommer att ske på bekostnad att motorn blir betydligt sämre vid låga varv. Dvs bottendraget blir sämre.

Som exempel så kunde motorerna i F1 under säsongerna 2006-2013 ge upp till 740 hk vid 20 000 varv/min från en 2,4 liters sugmotor enligt officiella siffror.
Jämför det med att en genomsnittlig personbilsmotor med den storleken då oftast var specad någonstans mellan 150-200 hk vid kanske 5000-5500 varv.

Dvs F1 motorerna hade närapå 4-ggr effekten vid fyrdubbla varvtalet. Den kompromiss man gjorde är ju att personbilen gick utmärkt att köra vid 2000-3000 varv medan F1 motorn antagligen var rätt vardelös vid alla varvtal under 5000.

Din iakktagelse är inte speciellt unik. Jag får bilden av att sweetspot ligger någonstans kring 100 hk.
Små motorer som en 600 optimeras för lite mer varv så att man får ur nästan 100 hk. Dom med större motorer väljer att inte optimera för högre varvtal utan låter effekten vara relativt beskedlig och kan därigenom få en motor som ger en bredare momentkurva och betydligt bättre körbarhet vid låga varv.

Att inte optimera för höga varv och låta effekten vara relativt låg har också fördelen att man inte stressar materialen i motorn lika mycket vilket gör att det är lättare att konstruera en motor som håller länge.

 

[RymdBörje]

Inte bara hästkrafter utan nog också lättare...

Har en uppenbar nybörjarfråga i och med att jag undrar hur det kommer
sig att olika hojar kan ha samma antal hästkrafter samtidigt som de
grovt varierar i kubik på motorn.

Som ett exempel: (infon från deras reg-nummer)

Yamaha XJR 1300 '15
98hk / 72kW
1251 cc

Yamaha FZ6-S '04
98hk / 72kW
600 cc


Är nämligen på jakt efter nästa hoj efter att tidigare ha kört 750cc, 900cc och 1300cc.
Hur kommer det sig att dessa två hojar nämnda ovan har samma hk från motorerna när en är på 600cc och en 1300cc?
Jag förstår att 1300:an är kralligare, men vad är egentligen skillnaderna och likheterna
inne i motorerna om man ska försöka förklara för en icke insatt person.

Skulle 600:an kännas klen att köra när man har varit van vid 1300 de senaste åren, trots att de båda har 98 hk?

För samma effekt så:

Mindre motorn: varva mycket mer, mycket mer kinkigt vilken växel som ligger i. Växla hela tiden om det ska gå undan och hålla varvtalet i dragregistret (den skojiga delen av varvräknaren) och se till att släppa gasen så lite som möjligt.

Den lilla hojen är sannolikt ett inte helt litet antal kilo lättare? Någonstans runt en 30-40 kg kanske eller mer? Det märks också...på hanteringen och accelerationen.

Lättare och mindre hoj med samma effekt...kul!

 

[Randonörd]

Det handlar om hur mycket och effektivt man kan elda bensin.
högre varvtal, större ventiler, vassare kamaxlar mm hjälper till.
Mer bensin = mer effekt

 

[L. Mäkinen]

Det handlar om hur mycket och effektivt man kan elda bensin.
högre varvtal, större ventiler, vassare kamaxlar mm hjälper till.
Mer bensin = mer effekt

Fast det är inget bra svar på TS fråga. Jag kan få en 600 att dra lika mycket bensin som en 1300.
-----
Tittar man på tvåtaktare så går ju de rent (tänder varje varv och inte vartannat) så där får man cylinderns arbete vid halva tidsenheten mot en fyrtaktare. De är förstås svårare att anpassa för ett brett varvtalsområde.

 

[Portland]

Ett heeelt annat sätt att förklara kan vara att du tänker dig en pyramid.

En bred/flack pyramid innehåller betydligt fler bitar (tänk tex vedklabbar eller nåt) medan en smal smal och spetsig pyramid innehåller betydligt färre... men höjden kan ju vara densamma.

Med detta svammel vill jag belysa bredden, tänk pyramidens bas.. en bred pyramid är bred nertill medan den smala är just smal...
Och det är ofta bredden av varvtalet man använder.
Med lite kubik kan man få hög effekt, men det krävs massa varv... och då är alltså effekten BARA där.
Du måste alltså växla, växla, växla.
Med större volym blir basen bredare, effekten finns alltså på ett bredare register... och det hela blir mer körbart.

Sen KAN man alltså smalna av den breda pyramiden också, dvs göra den pyramiden (stora motorn) smal smal... och då höjs ju effekten ordentligt, kanske till mer än det dubbla.. men då får man ett smalt varvtal även här... grovt sett.


Varför pratar jag då om pyramider, jo.. det hänger ihop liiite med kammen som öppnar ventiler... har du en smal och spetsig kam får du hög toppeffekt men ett smalare register... varv krävs... den öppnar mycket, men under kort tid.
Har en du knubbig kam får du ett bredare register, men inte så högt. (öppet längre)

Nån sa en gång att man "samlar hästarna".
Dvs istället för att ha hästar på hela registret får du massa på en smal topp... men då krävs det att man är exakt där, hela tiden.

Hoppas jag rörde ihop det hela än mer nu.


(detta med "vrid" är en helt annan diskussion... tänk effekt på lågt varvtal istället, vridmoment är nåt annat)