Физика в быту

[rascas]

rascas в сообщении #1547705 писал(а):

amon в сообщении #1547664 писал(а):

почему число цилиндров в звезде всегда нечетно?

Нечётное число цилиндров в звезде позволяет уравновесить силы инерции от поступательно движущихся масс (поршень, палец и т.п.) второго порядка. Это уменьшит вибрацию двигателя на частоте в два раза превышающую частоту вращения двигателя. Положение поршня от времени это далеко не синусоида.

Подправлю своё объяснение, причины применения нечётного количества цилиндров в двигателях с расположением цилиндров "звезда":

Частота вибраций двигателя вызванная силами инерции от поступательно движущихся масс равна:
$kn$ - для чётного количества цилиндров
$2kn$ - для нечётного количества цилиндров

где $k$ - количество цилиндров
$n$ -частота вращения коленчатого вала.

Соответственно и амплитуда вибраций, в случае нечётного количества цилиндров, ниже раза в два.

[amon]

zykov в сообщении #1547706 писал(а):

Пишут, что искру надо подавать через один

А почему бы не придумать подобный способ распределения зажигания для четного числа цилиндров?

rascas в сообщении #1547705 писал(а):

Нечётное число цилиндров в звезде позволяет уравновесить силы инерции от поступательно движущихся масс

Это эффект второго порядка. Тут все проще. Ключевое слово - 4-х тактный двигатель. Для 2-х тактного и проблемы бы не было.

[Emergency]

Ауди-100 выпускалась с рядным 5-цилиндровым двигателем. Мне нравился звук ее двигателя.

[zykov]

amon в сообщении #1547745 писал(а):

А почему бы не придумать подобный способ распределения зажигания для четного числа цилиндров?

Как?
Для 4 цилиндров будет 1, 3, потом опять 1. На 2 и 4 вообще не выходит.

[amon]

zykov в сообщении #1547751 писал(а):

Как?

Ну, например, 1-3-2-4. Что при этом будет плохого?

[zykov]

Так после 3 идёт 1, а не 2.
Вал то провернулся и нет смысла зажигать 2 после 3 (ну или ждать придётся, пока он провернётся до 2).

[amon]

zykov в сообщении #1547761 писал(а):

ждать придётся, пока он провернётся до 2)

Ну, почти разобрались. Однако, попробую еще Вам голову поморочить. Чем это плохо, и при чем тут 4-х тактность?

[wrest]

amon в сообщении #1547769 писал(а):

Чем это плохо, и при чем тут 4-х тактность?

Да, хотелось бы в итоге получить вывод "для $k$-тактности нужна $m$-цилиндровость на случай звезды".

[amon]

wrest в сообщении #1547774 писал(а):

Да, хотелось бы в итоге получить вывод "для $k$-тактности нужна $m$-цилиндровость на случай звезды".

Ловите.
1. Пусть двигатель имеет $n$ цилиндров. Для 4-х тактного двигателя каждый цилиндр должен по разу пыхнуть за рабочий цикл, т.е. за два оборота вала.
2. Время между "пыхами" должно быть одинаковым при постоянных оборотах двигателя, иначе двигатель начнет колбасить без всяких неуравновешенных масс.
3. Глядя на разрез двигателя видно, что для этого угол $\Delta\varphi$ между последовательными положениями вала в момент зажигания должен быть одинаковым и равным

$$\Delta\varphi=\frac{4\pi}{n}$$

4. Если число цилиндров четное $n=2m,$ то $\Delta\varphi=\frac{2\pi}{m}$ и через один оборот вал окажется в той же точке, пропустив половину цилиндров и никогда в них не попав. При нечетном числе цилиндров на втором обороте в соответствующие моменты времени вал окажется в точках посередине между точками, в которых происходило зажигание на первом обороте. Отсюда магическая рекомендация, которую подглядел уважаемый zykov, подавать искру через один цилиндр при нечетном числе цилиндров.
5. Обобщить эту простую рассудюшку на k-тактный цикл предлагается в качестве упражнения.

[wrest]

amon в сообщении #1547801 писал(а):

2. Время между "пыхами" должно быть одинаковым при постоянных оборотах двигателя, иначе двигатель начнет колбасить без всяких неуравновешенных масс.

Вот это не очень ясно. Допустим цилиндров два. То есть двигатель по сути V2 с углом развала 180 градусов. Поршни двигаются в противофазе, т.е. центр масс остается на месте. Время между пыхами будет одинаковым при постоянных оборотах двигателя. Почему его будет колбасить?
При нечетном количестве цилиндров нужен противовес, который мы и видим на картинке:

[rascas]

wrest
Вы путаете оппозитный двигатель и V2 с углом развала 180 градусов: Wikipedia

wrest в сообщении #1547821 писал(а):

То есть двигатель по сути V2 с углом развала 180 градусов. Поршни двигаются в противофазе, т.е. центр масс остается на месте.

В случае V2 с углом развала 180 градусов. Поршни в первом приближении двигаются один за одним (в фазе) и центр масс обоих поршней движется. И уравновесить силы инерции первого порядка этого поступательного движение поршней необходимо. Но силы инерции второго порядка в данном случае уравновешены.

[wrest]

rascas в сообщении #1547827 писал(а):

И уравновесить силы инерции первого порядка этого поступательного движение поршней необходимо.

А, ясно. Ну это уравновешивается на кривошипе (то что на валу и к чему подключается шатун поршня).

Мне кажется, что amon хочет сказать что-то важное про равномерность создания крутящего момента, что как раз до меня и не доходит, а не про смещение центра масс.

[rascas]

wrest в сообщении #1547829 писал(а):

Мне кажется, что amon хочет сказать что-то важное про равномерность создания крутящего момента

Предполагаю имелось в виду, что неравномерная по углу поворота КВ подача искры, приводит к неравномерной угловой скорости вращения КВ.
На мой взгляд, возможно, это и не критично, и вполне можно попробовать создать 4-тактный двигатель "звезда" и с чётным количеством цилиндров.

[wrest]

rascas в сообщении #1547831 писал(а):

Предполагаю имелось в виду, что неравномерная по углу поворота КВ подача искры, приводит к неравномерной угловой скорости вращения КВ.

В этих самолётах, там же винт на валу? Как он может вращаться неравномерно, он же тяжелый...

[rascas]

wrest в сообщении #1547832 писал(а):

В этих самолётах, там же винт на валу? Как он может вращаться неравномерно, он же тяжелый...

Вот именно что не может, это как маховик, сгладит неравномерность вращения вызванную, неравномерным срабатыванием цилиндров.