Drei Ohmsche Gesetze ?

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Geschrieben von Werner am 05. Juni 2020 14:21:06:

Als Antwort auf: Umlenkung... geschrieben von Henzo am 04. Juni 2020 23:30:19:

Moin Henzo,

ich hab jetzt extra mal nicht im wiki nachgeschaut. Ich kenne jedenfalls nur ein Ohmsches Gesetz, bin aber kein Elektriker.

Bei meiner Musterung war ich noch unschlüssig und habe gefragt, wie ich denn ins Flugzeug komme. Beim Test meiner Ohren wurde schon mal der Funk komplett ausgeschlossen, mein Rücken und meine Größe verboten es, Panzer zu fahren - Fliegen sowieso nicht. Übrig blieb dann Laster fahren und marschieren. Mir war aber innerlich schon klar, dass ich verweigern würde.

Zum Massenausgleich des Dreizylinders:

der Kurbeltrieb eines 3-Zylinder Motors mit 120°-Welle erzeugt Rotationskippschwingungen, einfacher ausgedrückt, er wackelt wie eine Bauchtänzerin.

Die Herleitung dieser Schwingungen ist schwierig ohne Diagramme. Ich habe dafür mal meinen Motorsimulator bemüht und es kommt faszinierenderweise auch genau raus.

Der Einzylinder, wenn er hälftig eine Ausgleichsmasse an der Kurbelwelle hat, macht annähernd Rotationsschwingungen. Der Kolben macht rauf und runter, die Kurbelwelle macht in die Runde, würde man den Kolben voll ausgleichen per Ausgleichsmasse, dann würde diese senkrecht zum Zylinder unausgeglichen Schwingungen erzeugen. Also einigt man sich auf die Hälfte und versucht so, das Übel kleinstmöglich zu halten.

Soweit so gut, wenn man also zur Kurbelwelle eine GEGENläufige Bewegung mit ebenfalls halber Masse erzeugt, dann kann man damit Sinusschwingungen erzeugen, die nur in einer Richtung, also auf und ab, wirksam werden. Denn die horizontalen Bewegungen gleichen sich aus. Meine W650 hat zum Ausgleich der beiden parallel laufenden Kolben eine Ausgleichswelle, zahnradgetrieben in Umkehrrichtung. Da die Welle nicht genau auf der Achse Kurbelwelle liegen kann, sondern nach vorne versetzt ist, kommt es zu zusätzlichen Kippschwingungen, die durch Verdrehung der AW um ein paar Grad etwas kompensiert werden. Die Maschine vibriert also immer noch, aber sie schüttelt nicht mehr, wie eine originale Engländerin.

Nun macht aber der Kolben keine genaue Sinusbewegung, je länger der Pleuel ist, desto genauer wird die Sinusbewegung, bei modernen Kurzpleuelern ist die Sinuskurve aber ziemlich verfremdet.

Daher laufen Vierzylinder Reihenmotoren mit zwei auf- und zwei abgehenden Kolben auch nicht vibrationsfrei. Im Gegenteil, bei hohen Drehzahlen können sie sehr nervige Feinvibrationen erzeugen. Dennoch ist der Vierzylinder ein so ausgewogender Kompromiß, dass er die am weitesten verbreitete Bauform für Fahrzeugantriebe ist.


Interessanterweise werden aber die zusätzlichen Schwingungen, die durch den realen Pleuel die Sinuskurve verzerren, beim Dreizylinder genau ausgeglichen. Ich bin nicht imstande, das mathematisch exakt zu beweisen, weiß aber, dass das irgendwie geht. Im W650-Forum gibt es einen Mathematiklehrer, der kann das! Wie gesagt, im meinem Simulator klappt es.

Damit geht der Dreizylinder im Betrieb nicht rauf und runter, wie der Vierzylinder, aber es bleiben an beiden Enden Rotationsschwingungen, die dem Dreizylinder seinen Bauchtanz bescheren.

Die AW eines Dreizylinders hat also zwei Gewichte, die 180° versetzt an beiden Enden der AW angebracht sind. Damit läuft der Motor ruhiger, als ein Vierzylinder ohne Ausgleich.

Baut man jetzt zwei Dreizylinder aneinander, so teilt man die Kurbelwelle sinnvollerweise in zwei Hälften á 120°, wobei die erste Hälfte rechtsrum gewendelt und die zweite Hälfte linksrum gewendelt ist - bzw. augekehrt.

Dann nämlich erzeugen beide Wellenhälften genau die gegensätzlichen Rotationskippschwingungen und wir haben den komplett ausgeglichenen Reihen-6er.

Würde man zwei gleiche dreier Wellen aneinander hängen, dann wären die Schwingungen immer noch da. Es gab mal einen 6-Zylinder Zweitakt-Bootsmotor, der zwei Kurbelwellen hatte, die per Zahnrad miteinander verbunden waren. Das geht auch. Dann können die Wellen gleich sein. Allerdings ist die Zündfolge beim Zweitakter dann wie beim Dreier.


Gruß

Werner

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