Ο κυβισμός του κινητήρα

[ Τύποι κινητήρων ] - [ Τα μέρη των κινητήρων ] - [ Αρχή λειτουργίας ] - [ Η εκκίνηση ] - [ Το στρώσιμο ] - [ Κινητήρες ABC ] - [ Το καρμπυρατέρ ] - [ Σιγαστήρες ] - [ Συντονιζόμενες εξατμίσεις ] - [ Ροπή και Ισχύς ] - [ Φροντίδα - Συντήρηση ] - [ Βάσεις ] - [ Ψύξη ] - [ Δεξαμενές υγρών καυσίμων ] - [ Το μπουζί πυράκτωσης ] - [ Καύσιμα ] - [ Η έλικα ]

Τι καλούμε κυβισμό ενός κινητήρα;

Η απόσταση που κινείται το έμβολο μεταξύ του κατώτατου νεκρού σημείου (1) και του ανώτατου νεκρού σημείου (2) - και αντίστροφα - καλείται διαδρομή του εμβόλου (3).

Kυβισμός (Κ) είναι ο όγκος του κυλίνδρου που σαρώνει το έμβολο κατά την διαδρομή του, δηλαδή το γινόμενο της διατομής του κυλίνδρου και της διαδρομής του εμβόλου, σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:

Κ = διαδρομή * διατομή κυλίνδρου =
διαδρομή * διάμετρος2 * π/4 =
διαδρομή * διάμετρος2 * 0,7854

Προκειμένου περί πολυκύλινδρων κινητήρων ο κυβισμός τους είναι το άθροισμα των κυβισμών όλων των κυλίνδρων τους.

Δεύτερος ορισμός του κυβισμού

Οταν το έμβολο είναι στο κατώτατο νεκρό σημείο, αφήνει από πάνω του ένα μεγάλο χώρο V1. Οταν το έμβολο ανέλθη στο ανώτατο νεκρό σημείο, ο χώρος επάνω από αυτό είνιαι ο V2. Η διαφορά των χώρων (όγκων) V1 - V2 δίνει τον όγκο V3 που είναι ο κυβισμός του κινητήρα.

Συνδυασμοί διαμέτρου και διαδρομής

Αφού ο κυβισμός εξαρτάται από τους δύο παράγοντες "διαδρομή" και "διάμετρο", συνάγεται ότι τον ίδιο κυβισμό μπορούμε να δώσουν διάφοροι συνδυασμοί των δύο αυτών παραγόντων, δηλαδή μεγάλη διαδρομή και μικρή διάμετρος, ή μικρή διαδρομή και μεγάλη διάμετρος κ.λ.π.

Στο σχήμα βλέπουμε τρείς συνδυασμούς διαδρομής και διαμέτρου που και οι τρείς δίνουν κυβισμό .60.

ο αριστερός κινητήρας έχει διαδρομή S = 1.056" και διάμετρο B = .850", δηλαδή S/B = 1.24. Οταν S>B λέγεται long stroke - μεγάλης διαδρομής.

ο μεσαίος κινητήρας έχει διαδρομή S = .914" ίση με την διάμετρο B = .914 δηλαδή S/B = 1.00. Οταν S=B λέγεται square - τετράγωνος.

ο δεξιός κινητήρας έχει διαδρομή S = .750 και διάμετρο B = 1.015, δηλαδή S/B=.74. Οταν S<B λέγεται over square - υπερτετράγωνος.

Οι κινητήρες με μεγάλη διαδρομή παίρνουν λιγότερες στροφές αλλά μπορούν να γυρίσουν μεγαλύτερη έλικα, ενώ οι κινητήρες με μικρή διαδρομή παίρνουν περισσότερες στροφές και απαιτούν γι΄ αυτό μικρότερη έλικα.

Σε τι μονάδες εκφράζονται οι κυβισμοί;

Υφίστανται δύο μονάδες έκφρασης του κυβισμού των κινητήρων μας, η μία είναι οι κυβικές ίντσες (cu.in., κ.ι.), καθιερωμένη μονάδα μέτρησης στην Αμερική, και η άλλη είναι τα κυβικά εκατοστά (c.c., κ.ε.) που επικρατεί στις επίσημες κατηγορίες (FAI).
Στην Αγγλοσαξωνική κλίμακα αντί για υποδιαστολή τίθεται τελεία, και το 0 μπροστά από την τελεία παραλείπεται.
Παραδείγματα:
  • Ο κυβισμός σαράντα εννέα χιλιοστών της κυβικής ίντσας (49/1000 κ.ι.) αναγράφεται .049 (τελεία μηδέν τέσσερα εννέα), και οι αερομοντελιστές τον λένε "μηδέν σαράντα εννέα".
  • Ο κυβισμός σαράντα εκατοστών της κυβικής ίντσας (40/100 κ.ι.) αναγράφεται .40 (τελεία τέσσερα μηδέν) και ο κινητήρας λέγεται "σαραντάρης"
  • Ο κυβισμός μίας κυβικής ίντσας και είκοσι εκατοστών αυτής (120/100 κ.ι.) αναγράφεται 1.20 (ένα τελεία δύο μηδέν) και ο κινητήρας λέγεται "εκατον-εικοσάρης".
Η έκφραση του κυβισμού σε "κυβικά εκατοστά" είναι πιό απλή: σύμφωνα με αυτή ένας κινητήρας 1,5 κ.ε. αποκαλείται εναμισάρης, ένας των 2,5 κ.ε. δυομισάρης κ.ο.κ.

Αντιστοιχίες - μετατροπές

Η μετατροπή από την μία μονάδα στην άλλη δεν είναι δύσκολη. Με σχετική (όχι απόλυτη) ακρίβεια : 1 κυβικό εκατοστό = .061 κυβικές ίντσες, ή .10 κυβικές ίντσες = 1,64 κυβικά εκατοστά

Πρόβλημα 1: Ποιός είναι ο αντίστοιχος κυβισμός ενός 40άρη σε κυβικά εκατοστά;

  • Α' προσέγγιση: 0,40 / 0,10 * 1,64 = 6,56 κ.ε.
  • Β' προσέγγιση: 0,40 / 0,061 = 6,557 κ.ε.
Πρόβλημα 2: Ποιός είναι ο αντίστοιχος κυβισμός ενός 6,5άρη σε κυβικές ίντσες;
  • Α' προσέγγιση: 6,5 * 0,061= 0,3965 κ.ι.
  • Β' προσέγγιση: 6,5 / 1,64 * 010 = 0,3963 κ.ι.
Βλεπουμε ότι ανάλογα με ποιά σχέση κάνουμε τους υπολογισμούς θα έχουμε μία μικρή διαφορά στο αποτέλεσμα, που δεν έχει καμμία σημασία για τον χομπίστα.

Οι διαθέσιμοι κυβισμοί

Πριν περίπου σαράντα χρόνια οι διαθέσιμοι κυβισμοί των glow ήταν περιορισμένοι, και ακολουθούσαν τις αγωνιστικές κατηγορίες της Αμερικής. Αυτοί ήταν οι: .010, .020, .049, .09, .15, .19, .29, .35, .45, και .59. Σήμερα υπάρχει πλήθος κυβισμών έως τις 2.0 κ.ι σε μονοκύλινδρους glow, ενώ για τους βενζινοκίνητους η κλίμακα έχει επεκταθεί πολύ πιό ψηλά, χωρίς να υπάρχει σαφές άνω όριο. Η κλίμακα των diesel παραμένει το ίδιο περιορισμένη: 0,5- 0,8 - 1,0 - 1,5 - 2 - 2,5 - 3,5 κ.ε. με επικρατέστερο τον δυομισάρη και τον εναμισάρη.

Γιατί η εταιρεία COX έβγαζε και τον .049 και τον .051;

Η Αμερικάνικη ομοσπονδία διατηρεί και τις ακόλουθες κλάσεις στους κυβισμούς των κινητήρων:
  • Κλάση 1/2A : κυβισμοί από .000 έως .050 κ.ι.
  • Κλάση A : κυβισμοί από .051 έως .150 κ.ι.
  • Κλάση B : κυβισμοί από .151 έως .300 κ.ι.
  • Κλάση C : κυβισμοί από .301 έως .400 κ.ι.
  • Κλάση D : κυβισμοί από .401 έως .670 κ.ι.
Γιατί λοιπόν η εταιρεία COX παρήγαγε δύο αγωνιστικούς κινητήρες με κυβισμούς .049 και .051 που και οι δύο είχαν την ίδια ισχύ, και γύριζαν τις ίδιες έλικες;
Ο αερομοντελιστής που ταξιδεύει πολλά χιλιόμετρα για να λάβει μέρος σε ένα αγώνα, δεν μπορεί να κουβαλάει πολλά μοντέλα μαζί του. Ετσι αν ήθελε να λάβει μέρος σε δύο διαδοχικές κατηγορίες π.χ. την Α και την 1/2Α, μπορούσε να λάβει μέρος με το ίδιο μοντέλο, απλά αλλάζοντας τον κινητήρα από .051 σε .049 ώστε να είναι νόμιμος. Δεδομένου ότι οι δύο αυτοί κινητήρες είχαν ακριβώς την ίδια απόδοση, το μοντέλο δεν παρουσίαζε διαφορά στο τριμάρισμα.

Εκφράζει ο κυβισμός την δύναμη του κινητήρα;

Η έκφραση: "Δεν υπάρχει υποκατάστατο του κυβισμού όταν μιλάμε για ισχύ", ισχύει για μεγάλες διαφορές κυβισμού, αλλά δεν είναι πάντα σωστή σε μικρές διαφορές αφού υπεισέρχεται ο σχεδιασμός και η μεταλλουργία.

Ποντάροντας στην άγνοια των περισσότερων, οι κατασκευαστές έβγαλαν κυβισμούς με ένα νούμερο μεγαλύτερο από τον ανταγωνισμό, π.χ .10 αντί .09, .30 αντί .29, .36 αντί .35, .46 αντί .45, .61 αντί .60, κ.ο.κ. σε μία προσπάθεια του marketing να αυξήσουν τις πωλήσεις τους. Οπως είναι φυσικό μία τόσο μικρή διαφορά στους κυβισμούς δεν μπορεί να τεκμηριώνει διαφορά στην ισχύ τους.

Μία 20άρα είναι θεαματικά ισχυρότερη από μία 10ρα, αφού ο κυβισμός της είναι 100% μεγαλύτερος, αλλά η διαφορά της 20άρας από μία 19αρα είναι άνευ ενδιαφέροντος, με την υποψία ότι η διαφορά σε κυβισμό μπορεί να είναι ακόμα μικρότερη αν τα δύο νούμερα προέρχονται μετά από την στρογγυλοποίηση δεκαδικών ψηφίων το μεν προς προς τα επάνω, το δε προς τα κάτω.

Την τάση για μεγαλύτερο κυβισμό εφάρμοσαν οι κατασκευαστές και στους δικούς τους κινητήρες, χρησιμοποιώντας τα ίδια βασικά μέρη της μηχανής, όπως π.χ. την κάσα, κάνοντας μικρές αυξήσεις στην διάμετρο του κυλίνδρου - εμβόλου ή την διαδρομή. Ετσι θα δείτε διαφημίσεις που η "νέα εξηνταπεντάρα" έχει τις ίδιες διαστάσεις και το ίδιο βάρος με την "παλιά εξηντάρα", και υπόσχεται να τραβήξει καλύτερα το μοντέλο.

Το θέμα της ισχύος δεν θα αναλυθεί εδώ. Απλά αναφέρουμε ότι τον αερομοντελιστή δεν τον ενδιαφέρει το απόλυτο νούμερο της "αποδιδόμενης ισχύος" αλλά το αποτέλεσμα δηλαδή η "έλξη", μετά την εφαρμογή της συμβατής έλικας.

Ο ακριβής κυβισμός και οι κανονισμοί

Η ακρίβεια του κυβισμού δεν εμφανίζεται στον τυποποιημένο αριθμό που χαρακτηρίζει εμπορικά τον κινητήρα. Αν σε αγωνιστική κατηγορία το όριο είναι π.χ. τα 2,5 κ. ε. σημαίνει ότι μπορείς να χρησιμοποιήσεις κυβισμό 2,499 κ.ε. αλλά όχι κυβισμό 2,501 κ.ε. Αρα είναι απαραίτητη η γνώση του ακριβούς κυβισμού του κινητήρα που πρόκειται να χρησιμοποιήσεις σε αγώνα.

Εστω κι'αν τα επίσημα έγγραφα ενός κινητήρα τον φέρουν να είναι μέσα στο ανώτατο όριο κυβισμού της κατηγορίας, και αυτός χρησιμοποιείται ευρέως από άλλους αερομοντελιστές, πρέπει να γίνει μέτρηση στο συγκεκριμένο αντίτυπο πριν την συμμετοχή, γιατί όπως έχει συμβεί στο παρελθόν, αν όλες οι ανοχές της κατασκευής του συμπέσουν στο ανώτατο όριό τους, μπορεί να δώσουν γινόμενο - δηλαδή τον κυβισμό - εκτός ορίων, θέμα που εξαρτάται και από την ποιότητα και πιστότητα των οργάνων μετρήσεως.

Οι κατασκευαστές, για να αποκλείσουν την ανωτέρω περίπτωση, στοχεύουν σε κυβισμούς ελάχιστα, πλην σαφώς, μικρότερους από το άνω όριο, π.χ. 2,490 κ.ε. αντί 2,500 κ.ε. .

 

[ Τύποι κινητήρων ] - [ Τα μέρη των κινητήρων ] - [ Αρχή λειτουργίας ] - [ Η εκκίνηση ] - [ Το στρώσιμο ] - [ Κινητήρες ABC ] - [ Το καρμπυρατέρ ] - [ Σιγαστήρες ] - [ Συντονιζόμενες εξατμίσεις ] - [ Ροπή και Ισχύς ] - [ Φροντίδα - Συντήρηση ] - [ Βάσεις ] - [ Ψύξη ] - [ Δεξαμενές υγρών καυσίμων ] - [ Το μπουζί πυράκτωσης ] - [ Καύσιμα ] - [ Η έλικα ]

 

Πρώτη σελίδα/Home Περιεχόμενα