Anonim

Image
Teknisk redaktør Kevin Cameron deler sit væld af viden om motorcykler, erfaringer, indsigt, historie og meget mere. Cyklusverden

Den frygtelige sandhed er, at uanset hvor fint du tilføjer eller trækker balancevægte fra din krumtapakslen ved hjælp af en højteknologisk afbalanceringsmaskine, kan en roterende modvægt aldrig annullere rysten af ​​et stempel, der bevæger sig frem og tilbage i en lige linje. Den eneste måde, hvorpå en enkelt kan afbalanceres, er ved at generere en lige og modsat rystekraft online.

Artikel fortsætter nedenfor:

Drevet af Image

Her er hvorfor. Lad os starte med en en-cylindret motor, hvis roterende dele - krumtapspinden, dets leje og den store ende af forbindelsesstangen - alle er blevet 100 procent afbalanceret ved roterende modvægte fastgjort til krumtapaksen 180 grader til krumtapspinden. Alt, hvad der er tilbage nu, er den lige rystekraft, der genereres af stemplet, dets ringe, håndledstiften og den lille ende af forbindelsesstangen. Når vi tilføjer modvægt til sveiven, aftager og ned-rystereglen, men vi skaber også en ny rystekraft, der virker frem og tilbage. Tilføjelse af modvægt til balance 100 procent af de "ryste dele" flytter bare rysten fra lodret til vandret.

En vej ud af dette er at bekæmpe ild med ild: Byg en anden motor af samme boring og slag, med den samme frem- og tilbagegående masse, men orienteret i den modsatte retning, med dens krumtap indfaset, så begge stempler når top og bund døde centre sammen. Nu afbryder de to ryste kræfter hinanden. Dette er BMWs flade tvilling.

Shucks. Resultatet er ikke perfekt, fordi der ikke er nogen enkel måde at placere begge cylindre på den samme midtlinie. Den vanskelige måde ville være at have tre krumtapspinde, den midterste en på 180 grader mod de to andre, den ene på hver side af den. Kon-stangen på midtstiften ville kontrollere det ene stempel, og det ydre par ville drive det andet stempel. Dette kunne gøres for at annullere alle rystekræfter, hvis de to ydre kon-stænger vejer nøjagtigt det samme som den indre indre. Også krumtapakslen ville blive svækket alvorligt ved at få tre krumtapspinde samlet på denne måde.

RETTET: Hvad er firetaktsstemplet-motorcyklus?

Så designere kompromiser. De har to krumtapspind ved 180 grader, placeret så tæt på hinanden, som krumtapakslets styrke tillader. Resultatet, da BMW først gjorde dette i 1923, var en motor meget glattere end de kraftigt ryste singler fra de fleste af sine samtidige. Da de to cylindere ikke er på den samme midtlinie, men adskilles af bredden af ​​en kon-stang plus det af uanset krumtapaksmateriale, der forbinder de to krumtapspind sammen på 180 grader, er der en kraft, der genereres, der har tendens til at vri motoren frem og tilbage rundt en lodret akse. Så længe motorens to stempler er små og lette, er dette uden betydning. Men da BMW begyndte at fremstille flade tvillinger over 1100cc forskydning, blev stempelmassen meget større, og denne svingning gjorde sig gjeldende. Det fik i sidste ende virksomheden til at tilføje en balanceaks, der ville annullere den.

En anden måde at annullere vibrationer er at kombinere to singler ved siden af ​​hinanden som en parallel tvilling og faset deres to crankpins i 180 grader til hinanden. Når det ene stempel ankommer til TDC, ankommer det andet til BDC. Honda og Yamaha i 1960'erne og 70'erne bygget hundreder af tusinder af parallelle tvillinger på denne måde. Ligesom med den flade tvilling ser det ud til, at de fleste af de rystekræfter fra de to stempler skal annullere hinanden. Men nej, det kan de ikke, fordi midtlinjerne på de to cylindre skal være mindst lige så langt fra hinanden som to halvdele af den ene cylinderboring plus to cylindertykkelser. Hvis cylindrene er luftkølede, kan vi muligvis også beslutte, at der skal være nogle kølefinner mellem de to cylindere, så de ligger længere fra hinanden.

Der er kørere, der nyder lidt vibration for at minde dem om, at der er dynamisk maskiner nedenunder. Så nu bliver de to ryste kræfter vidt adskilt. Hvilke resultater kaldes et "gyngende par." Når det højre stempel aftager mod BDC, skubber det højre cylinder nedad. Men på samme tid decelererer det venstre stempel mod sin TDC og trækker den venstre cylinder opad. Håndtaget til alt dette træk er halvdelen af ​​adskillelsen mellem de to cylinder midtlinjer. Resultatet er en flaskende god side-til-side-gyngerbevægelse fra motoren. Da rystekraft er proportional med kvadratet med hastighed, øges vibrationen hurtigt med omdrejningstallet. Yamahas parallelle tvillinge gadecykler, der producerer spidseffekt ved måske 7.500 omdrejninger i minuttet, producerede kun halvdelen så meget rystende par som dens 10.000-omdrejninger pr. Minut. Det var for meget for racerens chassis, hvis motorophæng blev bremset ud af træthedsspændingen en efter en (ved et gennemsnit på 8.500 o / min anvendte et løb på 10 minutter 85.000 stresscykler, så det tog ikke lang tid).

Vi tænker over dette og beslutter at sammensætte to af disse rockin 'parallelle tvillingmotorer sammen, ende til ende, for at lave en fladt krumtap (alle krumtapspind i det samme plan) inline-fire. Fremragende! De to gyngende par annullerer og forlader denne motor uden nogen primær stempelskakekraft. Resultatet med Hondas CB750 fire i 1969 og Kawasakis 903cc Z1 fra 1973 var en motor, der var meget glat for sin tid.

Men desværre er primær rysteregulering (der forekommer i takt med krumtapakslen) ikke den eneste rystekraft. Stempelhøjden varierer også stempelvinklen, der ændrer sig to gange pr. Omdrejning, hvilket genererer en sekundær rysterkraft (to gange pr. Omdrejning) omtrent en fjerdedel så stor som den primære kraft. Igen, så længe stemplerne er lette i forhold til den samlede motormasse, er de resulterende vibber ikke så dårlige. Men da Honda byggede sin CBR1100XX Blackbird, havde sekundære kræfter vokset frem menneskelig tolerance, og der blev tilføjet balanceaksler for at skubbe dem. Det var en usædvanligt glat motor.

Som en 180-graders parallel tvilling har en 120-graders inline-triple et udtalt vuggende par, selvom dets massepunkt sidder stille. Dette par er annulleret i moderne tredobbelt ved hjælp af en balanceaksel, men som med parallelle tvillinger er der en anden måde: Sæt dig sammen med to tredobbel fra ende til ende på spejlbillede. Nu annulleres alt, hvilket efterlader os med en motor så glat, at BMW ikke lader det være alene. Hvis du sidestiller glatthed med ekspertise, slår intet en inline-six eller en V-12.