cilinderinhoud

[Gast]

Inderdaad, ik heb ergens gelezen dat de 730i V8 de power vooral in het middengebied moet zoeken (qua toerental), dat hij boven de 5000tpm doodvalt.
En 3.0i 6 in lijn zal daarentegen waarschijnlijk nog mooi doortrekken tot 6000 tpm.

Maar zit het verschil hem hier niet in de grootte van de inlaatkleppen? Een 3.0 V8 16klepper zal noodgedwongen kleinere kleppen hebben dan een 3.0V6 12klepper. Volgens mij kan er daardoor dan ook minder snel genoeg verse lucht in de verbrandingskamer geraken bij hoge toerentallen.

Ah nee hé.


Je moet eigelijk andersom redeneren:
cilinderinhoud --> klein
verbrandingskamer --> klein
hoeveelheid aangezogen lucht per cyclus --> WEINIG
inlaatkleppen --> klein

Dus per definitie heb je minder grote kleppen nodig, omdat het volume lucht dat in de cilinder gezogen wordt ook minder groot is dat bij een 'mindercilindermotor'.

[bobo]

jah ik bedoelde eigelijk ook net andersom

ook al door het gewicht van de grotere zuigers

in feite is in dit draadje weinig lijn te trekken, voor elke regel is er een uitzondering

[Gast]

Btw, over iets anders nu:

Stel: 4 motoren:

2.0 V8
2.0 V6
2.0 6 in lijn
2.0 4 in lijn

Allen 150pk. Uit welk van die 4 is bijvoorbeeld het makkelijkst 150pk gehaald? Kan je dan al volgens het aantal cylinders of de opstelling assumpties maken over de hoogtoerigheid, grootte van het koppel bij welk toerental, motorcultuur, welk heeft het grootste verbruik...

het grootste verbruik zal hoogstwaarschijnlijk voor de V8 zijn, gewoon omdat hij meer wrijving heeft, en omdat hij vrij kleine cilinders zal hebben

de R4 en R6 lijken hier de beste oplossing

Ik kan me inbeelden dat een 2.0 V8 absurd kleine cylinders heeft, en daarom ook kleine klepjes zitten heeft, en dus snel in ademnood komt te zitten? Nogthans heeft Ferrari dit nog gemaakt (voor de 328 GTS?)

ferrari was dan ook een ingenieur die van finesses hield ...

en de techniek van toen mag je niet vergelijken met de techniek van nu

Bestaat er niet zo een algemene 'wet' of regel bij de constructeurs van: vanaf die cylinderinhoud moet je overstappen naar dit aantal cylinders...?

normaal mag je 400 à 500cc rekenen per cilinder, zo kun je een goeie vorm van je verbrandingskamer bekomen. De 5-cilinder van volvo (2.4 liter) is hier een mooi voorbeeld van => het geeft meer trillingen, maar volvo heeft geopteerd voor die betere vorm.

V motoren zijn in wezen niet zo intressant, omdat je 2x een nokkensysteem nodig hebt, dus meer wrijving, complexer, ...

maar eens je met grotere volumes te maken krijgt, dan zijn ze zeer plaatsbesparend (dus lichter). En ze het maakt het ook mogelijk om de trillingen goed weg te werken.


maar zoals met alles moet je 1 ding goed in je achterhoofd houden: kun je iets beter maken met een methode, dan zal er gegarandeerd iets anders slechter worden

[Gast]

Ah nee hé.


Je moet eigelijk andersom redeneren:
cilinderinhoud --> klein
verbrandingskamer --> klein
hoeveelheid aangezogen lucht per cyclus --> WEINIG
inlaatkleppen --> klein

Dus per definitie heb je minder grote kleppen nodig, omdat het volume lucht dat in de cilinder gezogen wordt ook minder groot is dat bij een 'mindercilindermotor'.

Yep, nu snap ik het, ik draaide de laatste 2 stappen om.
Heb weer wat bijgeleerd, thx (ook aan krulle en bobo)

[Gast]

Goed voorbeeld, hoewel ze ten opzichte van elkaar natuurlijk moeilijk te 'vergelijken' zijn, omdat ze een volledig andere opbouw bezitten.

Maar inderdaad, je ziet duidelijk dat de langeslagmotor in verhouding meer koppel heeft dan de korteslagmotor.

?

Slecht voorbeeld imo, en je uitleg klopt ook niet echt.

Immers...

Voorbeeldje van bij BMW:
-M50 motor: 2.0 6 in lijn: 150pk (6000tpm) en 190nm (4200tpm): korteslag
-4.4 V8 motor: 'maar' 286pk, maar wel hoog koppel: ik dacht een 430nm: langeslagmotor

Het specifiek koppel van die 2-liter 4-cilinder is 95 Nm / liter, en dat van de 4,4-liter V8 is 97 Nm / liter. Dat is quasi hetzelfde. 't Feit dat die V8 zo'n hoger koppel heeft, heeft alles te maken met de cilinderinhoud, en niet met de slaglengte.

[Gast]

Inderdaad, ik heb ergens gelezen dat de 730i V8 de power vooral in het middengebied moet zoeken (qua toerental), dat hij boven de 5000tpm doodvalt.
En 3.0i 6 in lijn zal daarentegen waarschijnlijk nog mooi doortrekken tot 6000 tpm.

Da's eigenlijk ook niet correct. Veel meer dan dat de bouwaard of 't aantal cilinders daarvan de oorzaak is, is vooral de afstelling daarvan belangrijk, alsook de periode waarin de motor werd gelanceerd, motoren uit verschillende periodes met elkaar vergelijken is zeer moeilijk omdat de techniek evolueert (enerzijds) en de restricties owv. het milieu exponentieel strenger worden (anderzijds).

Maar ook de bouw speelt een rol, ja. Drie liter cilinderinhoud is voor een V8 eigenlijk een beetje te weinig, immers de ideale inhoud van een cilinder ligt tussen de 450 en de 550 cm³.

Specifiek, de BMW M30B30 (de 3-liter R6 uit de E34 530i en de E32 730i) en de BMW M60B30 (de 3-liter V8 uit de E34 530i en de E32 730i) die die 6-pitter kwam te vervangen, geven de volgende cijfers :

• M30B30 : 188pk (138kW) bij 5.800tpm, en 260Nm bij 4.000tpm
• M60B30 : 218pk (160kW) bij 5.800tpm, en 290Nm bij 4.500tpm

Die cijfers alleen al, en ook mijn ervaringen met die beide motoren sluiten daarbij aan, dat de beide motoren niet veel van elkaar verschillen inzake karakter. De 6-cilinder voelt iets voller aan, maar dan wel énkel als je dat in perspectief plaatst met z'n vermogen en koppel; omdat 'ie bovenin niet met zoveel brio tekeer gaat als de 3-liter V8, voelt 'ie "voller" aan omdat 'ie dus op ca. 2/3 van z'n toerentalbereik het beste voor de dag komt. De V8 voelt, vergeleken met de 6-pitter, duidelijk sneller aan en 'ie is dat ook ... alleen is 't psychologisch net een tikje minder wow, omdat je van 220pk en quasi 300Nm nog een tikkeltje meer zou verwachten, maar dat is dan net niét in vergelijking met die R6, enkel die motor op zich bekeken.
Net dat psychologische speelt zo'n grote rol: als je in b.v. een E32 730i V8 stapt, dan wéét je dat je een benzine V8 zal rijden, en dan verwacht je een heuse schop onder je kont ... maar die motor was op 't nippertje om die E32 '7 eigenlijk écht vlot te maken. Je gaat dus die M60B30 véél sneller vergelijken met de grotere gelijktijdige broer M60B40 (de 4-liter V8 van dezelfde generatie, met 286pk), dan met de voorloper M30B30. En dat is waarom sommigen misschien van mening zijn dat die 3-liter V8 "amechtig" zou zijn. Is 'ie niet, tenzij je 'm dus met grotere V8-motoren vergelijkt.
Los van de verwachtingen, en los van de cijfers die die beide motoren leveren, voelt de V8 krachtiger en voller aan dan de 6-cilinder. En dat is ook normaal, je moet maar naar de cijfers op papier kijken, en je weet waarom.

En vooral die stelling als zou de M60B30 niet graag hoge toeren draaien, moet ik ten stelligste ontkrachten. In een zware '7 wil je wel wat meer vermogen en vooral koppel, ja ... maar in de E34 5-reeks was die 3-liter eigenlijk een schitterende motor ... en hij ging zéér graag in toeren. 'Ie was toerengeiler dan de 4-liter V8 (die ook iets grotere en dus zwaardere zuigers moet bewegen), en 'ie voelde zich wonderwel thuis tussen de 4.000 en 6.000 tpm.


Als we van die beide motoren boring en slag erbij halen :

• M30B30 : boring 89mm, slag 80mm
• M60B30 : boring 84mm, slag 68mm

De zespitter is de kleinste versie van de "big blocks", en daarmee al een motor met vrij korte slag. Maar de 3-liter V8 spant daarin de kroon, en is een échte korteslagmotor.
En dat past perfect in het plaatje : korteslagmotoren zijn doorgaans iets beter hoog in toeren, en iets minder op hoog koppel afgestemd. En zo voelt dat ook in vergelijking tussen die twee motoren aan : de zescilinder is een vrij romige motor, met misschien 'n beetje adem tekort in 't middengebied ("slechts" 260Nm koppel), terwijl de V8 het minstens even goed deed in 't middengebied maar die trekt voorbij de 4.000tpm duidelijk een extra register open, waar de zespitter daar (in vergelijking) doodvalt.



Ik zou dus - zachtjes - durven stellen dat je bewering (of beter: dat wat je hebt gelezen) eigenlijk helemaal niet klopt, en dat 't zelfs andersom is. En mijn ervaringen met die beide motoren sluiten daar zeer nauw bij aan.

[Gast]

Stel: 4 motoren:

2.0 V8
2.0 V6
2.0 6 in lijn
2.0 4 in lijn

Allen 150pk. Uit welk van die 4 is bijvoorbeeld het makkelijkst 150pk gehaald? Kan je dan al volgens het aantal cylinders of de opstelling assumpties maken over de hoogtoerigheid, grootte van het koppel bij welk toerental, motorcultuur, welk heeft het grootste verbruik...

Eerst en vooral los van de maximumgrens van 150pk, en los van argumenten zoals ontwikkelingskost, platformstrategie, plaats van de motor e.d.

Een motorbouwer die slechts 2 liter mag gebruiken maar voor de rest 't aantal cilinders vrij mag kiezen ... die zal (puur theoretisch) kiezen voor de 2-liter V8 als 'ie een zeer sportieve motor wil, die zoveel mogelijk vermogen moet leveren. De cilinderinhoud per cilinder is dan dermate klein, dat de boring dus een pak kleiner wordt en ook de slag. Je hebt dus lichte zuigers, een krukas met kleiner verzet, kleinere en lichtere zuigerstangen, ... en je kan dus die motor, met dezelfde "theoretische" inspanning, veel makkelijker hoge toeren doen draaien dan b.v. die 4-cilinder van 2 liter (minder gewicht dus de zuigers kunnen hogere snelheden aan, minder trillingen en torsie in de krukas, minder belasting van de lagers dan bij dezelfde toerentallen in een motor met zwaardere onderdelen, ...).

Ik kan me inbeelden dat een 2.0 V8 absurd kleine cylinders heeft, en daarom ook kleine klepjes zitten heeft, en dus snel in ademnood komt te zitten? Nogthans heeft Ferrari dit nog gemaakt (voor de 328 GTS?)

Hogere toeren draaien vereist inderdaad grotere inspanningen inzake het adequaat vullen van de cilinders, dus de cilinderkoppen zullen van die aard moeten zijn dat ze de cilinders aan die hogere toerentallen ook voldoende kunnen vullen. Een vulling langs 2 kleppen ipv. langs één klep zal dan b.v. zeer wenselijk zijn. Met 4 kleppen per cilinder kan je een duidelijk groter oppervlakte van de cilinderbovenkant "perforeren", waardoor er dus 'n betere vulling van de cilinder kan plaatsvinden.

Maar jammer genoeg spelen veel meer dan enkel die criteria een rol bij 't concept van een motor. Een 2-liter motor met de afmetingen van een 4-liter V8 (namelijk een 2-liter V zou in zeer weinig auto's passen, die V8 weegt ook duidelijk meer dan die R4, 'ie is kostelijker om te bouwen, enz...

Bestaat er niet zo een algemene 'wet' of regel bij de constructeurs van: vanaf die cylinderinhoud moet je overstappen naar dit aantal cylinders...?

Een algemene wet niet, maar het is wel zo dat, afhankelijk van de doelstellingen waaraan 'n motor zal moeten voldoen, er om wille van de invloed van honderden criteria, er een aantal "ideale zones" ontstaan.

Algemeen gezien ligt de ideale cilinderinhoud voor een motor tussen de 450 en de 550 cm³. Algemeen gezien is 't op vandaag voor grootseriemotoren aan te raden om een lichtjes langere slag te hebben dan de boring (dus geen korteslagmotoren), terwijl 't bij sportmotoren eerder richting de vierkante of zelfs overvierkante toer opgaat (dus korteslagmotoren).
Maar er zijn zoveel klasses (sport vs. langeduur, hoogtoerig vs. laagtoerig, benzine vs. diesel, atmosferisch vs. drukgevuld, tweekleppig vs. meerkleppig, ...) en nog zoveel andere factoren (platformstrategie en delen van onderdelen met andere motoren van dezelfde bouwer, budget, ...) die de keuze van constructeurs voor dit of dat concept zodanig kunnen beïnvloeden, dat 't eigenlijk zeer riskant is om daar een "gulden lijn" in te gaan vinden.

[Gast]

Ah nee hé.


Je moet eigelijk andersom redeneren:
cilinderinhoud --> klein
verbrandingskamer --> klein
hoeveelheid aangezogen lucht per cyclus --> WEINIG
inlaatkleppen --> klein

Dus per definitie heb je minder grote kleppen nodig, omdat het volume lucht dat in de cilinder gezogen wordt ook minder groot is dat bij een 'mindercilindermotor'.

Wat je zegt is correct, maar ook een vanzelfsprekendheid.

Nemen we nou een 2-liter V8 en een 2-liter viercilinder, als voorbeelden. De cilinderinhoud van de V8 is dus, per cilinder, een pak kleiner (nl. de helft). Tenzij je dus een overdréven hyperkorte slag zou willen (wat zinloos is), is dus ook de boring van die cilinders kleiner bij de V8, dan bij de R4. Dus: het oppervlakte van de cilinder"top", is ook kleiner. Daar volgt dan uit dat dus ook de kleppen niet zo groot kunnen zijn als bij de R4.

Dus, tenzij je rare dingen zou gaan doen door een zéér onorthodoxe boring/slag-verhouding te gaan opzoeken, wordt het feit dat een grotere cilinderinhoud (per cilinder) ook een grotere nood aan adequate vulcapaciteit heeft, opgevangen door het feit dat ook de boring groter is en er dus meer plaats is voor de kleppen, die dus groter kunnen zijn.



Belangrijker dan meer of minder cilinders, inzake vulcapaciteit van de cilinders dan, is de hoogtoerigheid en, daar in zekere zin nauw bij verbonden, het specifiek vermogen (vermogen per cilinderinhoud). Hoe hoger de toerentallen, hoe sneller de clinders gevuld moeten worden, dus hoe sneller alle onderdelen, en dus ook die kleppen moeten kunnen bewegen. En hoe meer vermogen, hoe meer brandstof er (o.a.) ook nodig is, en meer brandstof vereist meer lucht, want anders ga je te rijk draaien en dat heeft Groen! niet graag.
Anderzijds b.v. een motor die maar weinig vermogen moet hebben maar vooral zeer betrouwbaar moet zijn en zeer lang moet meegaan, die krijgt een véél lager specifiek vermogen (maar 40 kW per liter b.v., ipv. 70 kW per liter bij de in vorige alinea geschetste hoogtoerige motor), en dan is ook de eis inzake vulling minder hoog. Kleinere klepjes kunnen, of in plaats van 4 kleppen per cilinder zullen 2 kleppen (één inlaatklep en één uitlaatklep) al volstaan, en ze moeten (net zoals de zuigers b.v.) ook niet van zo'n hoogwaardig materiaal bestaan (vooral inzake gewicht dan) omdat die motor ook no way zoveel toeren zal moeten maken.

[Gast]

Wat je zegt is correct, maar ook een vanzelfsprekendheid.

Daarmee dat ik het schreef...

[Gast]

Thx Gilles,

Het is altijd fijn om eens wat te kunnen bijleren over techniek.

[Gast]

Wat is het verschil tussen een wagen met 2000 cc cilinderinhoud en 150 pk en een wagen met 1800 cc en 150 pk?

Heeft die meer koppeling aangezien er meer gas en lucht in kan?

Die laatste motor zal gewoon efficiënter werken.

Je moet een ding niet vergeten een verbrandingsmotor is in wezen een luchtpomp, hoe hoger het volumetrisch rendement, hoe meer lucht die gaat aanzuigen en dus hoe meer vermogen per cm³ inhoud. Alleen is het volumetrisch rendement niet constant, het hangt vooral af van het toerental, de timing van de kleppen, de lengte en diameter van de inlaat en de uitlaatbuizen van de collector(die laatste twee i.v.m. luchtsnelheid en wat men noemt ‘Pulse Tuning’). Het hoogste volumetrisch rendement, is op het punt waar je het meeste koppel hebt.

Verklein je nu de slag, dan moet je de boring vergroten om dezelfde inhoud te hebben, nu een grotere boring (en dus zuiger) zal ook meer druk opleveren per cm² dan een kleinere, dus ook meer koppel. Uiteindelijk zal het verschil zal niet zo groot zijn (maar daar spelen nog andere zaken een rol zoals de brandsnelheid van de benzine en compressieverhouding, wat nog niet vermeld is).

Dus om het simpel te houden, hoe meer lucht een motor kan ‘verpompen’ hoe meer vermogen die kan leveren ongeacht de motorinhoud (tot een zeker limiet).

Een normale motor heeft een volumetrisch rendement tussen de pakweg 70 à 85%, racewagens tussen 90 à 100% of nog meer, de F1 motors zitten daar dik boven dankzij de ‘Pulse tuning’ techniek.