Κραδασμοί.... !!! (Σε κάποιους αρέσουν...)

[OldMan]

(Σίγουρα όχι στον φίλο μου τον Oula )

Θα ακολουθήσουν (φρικαλέα μεν, απαραίτητα δε) posts για να κατανοήσουμε τους λόγους που οι μοτοσυκλετιστές παλιότερων εποχών ( μέχρι XT550 με αγεφύρωτα καρμπυρατέρ) θεωρούταν και πολύ ΑΝΤΡΕΣ επειδή τους ήταν μόνιμα "σηκωμένη".
(Για τις μοτοσυκλετίστριες, δεν ξέρω αλλά υποθέτω κάτι αντίστοιχο...).

Το παραπάνω λογίδριο/πρόλογος γράφτηκε για να δικαιολογήσει την κατάληξη του thread (δεν είναι thriller για να μην την πούμε...) που είναι η εξής:
ΔΕΝ μπορούμε (σαν αναβάτες) να κάνουμε τίποτε για να βελτιώσουμε τους (όποιους...) κραδασμούς έχει το μηχανάκι μας !!!

Μπορούμε όμως να κάνουμε πολλά ώστε να τους ΧΕΙΡΟΤΕΡΕΨΟΥΜΕ ( με άμεσα και εμφανή αποτελέσματα επί του ουροποιογεννητικού μας συστήματος) !!!
.
.
.
.
.
.Και μην ακούσω τίποτε ειρωνικά σχόλια του τύπου: "Εμένα το "εργαλείο" δουλεύει μια χαρά...", γιατί ΠΑΝΤΑ υπάρχει το καλύτερο !!!

[OldMan]

Ξέχασα να συμπληρώσω ότι πλην των ανωτέρω (για άλλους θετικών και για άλλους όχι...) αποτελεσμάτων, οι μ@λακίες που θα ακολουθήσουν μπορεί να οδηγήσουν κάποιους σε ψάξιμο "εξωτικών" προβλημάτων (όπως οι εσωτερικές απώλειες ενός κινητήρα ή οι καταπονήσεις των υλικών...), καθώς και κάποιους "μετατροπείς" (παλιά τους λέγαμε "σφάχτες κινητήρων"..) να σκεφτούν λίγο πριν βάλουν τον στρόφαλο στον τόρνο για ελάφρωμα ή που ακριβώς πρέπει να μπουν τα αντίβαρα στο πρεσσάρισμα !!!

[OldMan]

Λοιπόν (και επειδή κάποιο ισχυρίζονται ότι ΔΕΝ καταλαβαίνουν τι γράφω - και όχι ότι αυτοί είναι βλάκες... ), ξεκινάμε με ένα απλό πείραμα-φαινόμενο.

Παίρνουμε μια ατσάλινη λάμα και στερεώνουμε (πακτώνουμε) την μια άκρη της στον τοίχο.
Πιέζουμε την άλλη άκρη και την αφήνουμε απότομα.
Βλέπουμε ότι η εν λόγω άκρη (και η υπόλοιπη λάμα σε μικρότερο βαθμό) κινείται πάνω-κάτω, στην αρχή γρήγορα και μετά πιο αργά, μέχρι να σταματήσει.

Οι κινήσεις αυτές τις λάμας ονομάζονται ΚΡΑΔΑΣΜΟΙ (τη επιεικεία των Φυσικών, μέχρι να ολοκληρώσω...) και η παλινδρομική κίνηση πάνω - κάτω από το σημείο ισορροπίας λέγεται ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ.

Οι κραδασμοί λοιπόν δεν είναι τίποτε άλλο από μια ταλάντωση (πόσο θα αντέξουν οι Φυσικοί, δεν ξέρω...) ενός σώματος γύρω από την θέση ισορροπίας του (πάνω-κάτω, μπρος-πίσω, δεξιά-αριστερά ή συνδυασμός αυτών...).

Στο παραπάνω παραδειγματάκι, η αιτία που προκάλεσε κραδασμό στη λάμα ήταν η δύναμη που ασκήσαμε πάνω σ'αυτήν (και την "διώξαμε" από την θέση ισορροπίας της).

Θεωρώ μάλλον περιττό να τονίσω ότι μιλάμε (και θα συνεχίσουμε..) για μέταλα και κράματα αυτών που εμπίπτουν στις ιδιότητες των ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ υλικών (γι'αυτό και "θέλουν" να ξαναγυρίσουν στην αρχική τους θέση...)

Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε 2 πράγματα:

Η αιτία για κάθε κραδασμό είναι η άσκηση (ή η παύση άσκησης, για την ακρίβεια...) μιας δύναμης !!

Μόλις η δύναμη παύει να επενεργεί, το σώμα σταδικά επανέρχεται στην θέση ισορροπίας του και ηρεμεί !! (Αυτό ναι, εμείς όχι... ).

Ο λόγος που συμβαίνει το δεύτερο, είναι γιατί οι τριβές μεταξύ των μορίων του σώματος αποσβένουν (μετατρέποντας σε θερμότητα) την αρχική ενέργεια που του δώσαμε.

Για να κλείνουμε με την στοιχειώδη Φυσική και να γυρνάμε στα μηχανάκια μας, πρέπει να καταλάβουμε ότι, εφόσον μια μηχανή που λειτουργεί συνεχώς έχει κραδασμούς, υπάρχουν συνεχώς δυνάμεις, που προέρχονται από την λειτουργία της μηχανής, που προκαλούν αυτούς τους κραδασμούς !!!

Ούτω πως ειπείν:
Δεν υπάρχει κινητήρας, όσο πολύπλοκος και να είναι, που δεν έχει σε κάποιο βαθμό κραδασμούς (πιθανότοτα σε τόσο μικρό βαθμό που δεν γίνονται ενοχλητικοί ή ούτε ίσως αντιληπτοί...)
.
.
.
.
.

.
Που είναι ο gdlevek, να αρχίσει πάλι τα "δεν κατάλαβα τίποτε", "δεν είσαι σαφής" κ.λ.π.

[OldMan]

Συχνότητα ταλάντωσης σημαίνει το ποσες κινήσεις κάνει το σώμα μέσα στην μονάδα του χρόνου.

Στο παραπάνω παράδειγμα, η συχνότητα της λάμας δεν είναι σταθερή, εφόσον μετά από λίγο σταματάει να ταλαντώνεται.

Ένας κινητήρας όμως που δουλεύει σταθερά στις 6.000 στροφές ανά λεπτό, έχει συχνότητα περιστροφής 6.000 σ.α.λ.

Κάθε φυσικό σώμα, έχει μια "ειδική" συχνότητα που εξαρτάται από την μορφή του και το υλικό κατασκευής και λέγεται φυσική συχότητα ή ΙΔΙΟΣΥΧΝΟΤΗΤΑ !!!

Αν αναγκάσουμε αυτό το σώμα να ταλαντωθεί με μια συχνότητα ίδια με την ιδιοσυχνότηά του, τότε οι εσωτερικές δυνάμεις του σώματος (τα στερεά "κάτι" τα κρατάει και μένουν στερεά...) θα αυξηθούν πολύ, θα καταπονηθεί (εσωτερικά πάντα...) το σώμα και υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να καταστραφεί...!!!

Αν σε μια μηχανή ανεβούν πολύ οι στροφές, πιαθανώς να έχουμε ένα σπασμένο πίσω φτερό ή έναν ραγισμένο σκελετό...

Αυτό γίνεται γιατί οι κραδασμοί φτάσαν σε τέτοια συχνότητα ώστε να συμπέσουν με την ιδιοσυχνότητα του φτερού ή του σκελετού !!!
(Τα παλιά χωμάτινα μηχανάκια "κόβαν" λαιμούς γι'αυτόν το λόγο - σε συνδυασμό με τις extra καταπονήσεις λόγω εδάφους...!!!)

Το παραπάνω φαινόμενο λέγεται ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ και η συχνότητα που συμβαίνει (διαφορετική προφανώς για το κάθε υλικό...) λέγεται ΚΡΙΣΙΜΗ συχνότητα !!!

( Και πριν αρχίσουν οι - υποψιασμένοι πλέον - κάτοχοι CBF 250 να "ξεφορτώνονται" τα μηχανάκια τους ) να πούμε ότι οι κατασκευαστές έχουν υπολογίσει το να μην φτάνουν ποτέ οι κραδασμοί που δημιουργούνται από τις πολλές δυνάμεις του κινητήρα σε σημείο που να συμπίπτει με την ιδιοσυχνότητα των (περισσότερων ..) κομματιών της moto !!!

Από την άλλη βέβαια, όσο και σε βάθος ανάλυση να γίνει, "κάτι" θα ξεφύγει... που σε συνδυασμό με κάποιοες κατασκευαστικές αστοχίες (π.χ. όχι καλά ζυγισμένος στρόφαλος..) ΜΠΟΡΕΙ να οδηγήσει σε καταστροφή κάποιου μέρους της μηχανής

[jtoros]

Φίλε Oldman πολύ καλό post. Θα προσπαθήσω να δώσω τροφή για περισσότερη σκέψη και όρεξη για περαιτέρω ανάπτυξη. Η αλήθεια είναι πως είχα διαβάσει παλιά ένα άρθρο στο ΜΟΤΟ για την ανάλυση των κραδασμών με βάση τη σειρά Fourier, σε στοιχειώδεις (με μία μόνο συχνότητα) ημιτονικές ταλαντώσεις. Σύμφωνα με την ανάλυση Fourier, μία σύνθετη ταλάντωση μπορεί (θεωρητικά) να αναλυθεί σε άθροισμα άπειρων στοιχειωδών ημιτόνων με συχνότητες ω, 2ω, 3ω,... όπου ω η ελάχιστη συχνότητα που παρουσιάζει η ταλάντωση.

Δεν θυμάμαι και πολλά από το άρθρο, αν και το είχα διαβάσει πολλές φορές για να το καταλάβω, αλλά το resume είναι πως στις μηχανές μας ενδιαφέρουν μόνο η πρώτη και η δεύτερη αρμονική ταλάντωση (δηλαδή το πρώτο και το 2ο ημίτονο του άπειρου αθροίσματος), διότι το πλάτος των ημιτόνων φθίνει ασυμπτωτικά προς το 0 όσο μεγαλώνει το ω. Επομένως μόνο οι 2 πρώτοι όροι του αθροίσματος λαμβάνονται υπόψιν, αφενός μεν γιατί αυτοί είναι που έχουν αρκετή ισχύ ώστε να προκαλέσουν προβλήματα και αφετέρου δε, γιατί αυτή η παραδοχή απλοποιεί σημαντικά την πολυπλοκότητα της μελέτης (sic φράση, κλεμμένη από τημ πλειοψηφία φοιτητικών συγγραμμάτων, όπου και εμφανίζεται κατά κόρον).

Σε αυτό το γεγονός οφείλεται και το ότι ένας V90 κινητήρας έχει μηδενικούς κραδασμούς 2ης τάξης (με κυκλική συxνότητα 2ω). Οι 2 κύλινδροι παράγουν κραδασμούς (σύνθετες ταλαντώσεις) με διαφορά φάσης π/2. Στην ανάλυση σε άθροισμα Fourier, οι πρώτες συνιστώσες αθροίζονται διανυσματικά (κανόνας παραλληλογράμμου), ενώ αυτοί της 2ης τάξης έχουν διαφορά φάσης π, και επομένως, αθροιζόμενες διανυσματικά (διανύσματα ίσου μέτρου, ίδιας διεύθυνσης αλλά αντίθετης φοράς) αλληλοαναιρούνται.

Σε έναν V60 κινητήρα αθροίζονται (διανυσματικά πάντα) και οι πρώτες και οι δεύτερες συνιστώσες (καμία αλληλοαναίρεση). Όπως και στους δικύλινδρους εν σειρά, μια περίπτωση στην οποία αθροίζονται αριθμητικά πλέον (αφού τα διανύσματα των δυνάμεων είναι ίδιας διεύθυνσης).

Και όπως υποψιάζεστε, η καλυτερη περίπτωση από πλευράς κραδασμών είναι ο Boxter κινητήρας, ο οποίος εκ κατασκευής αλληλοαναιρεί κραδασμούς πρώτης και δεύτερης τάξης.

Στους πολυκίλυνδρους εν σειρά κινητήρες οι κραδασμοί είναι εν γένει μικρότερης έντασης (μικρότερα πιστόνια=μικρότερη μάζα=μικρότερες δυνάμεις) και εκεί το πρόβλημα αντιμετωπίζεται με αντικραδασμικούς άξονες και κατάλληλο χρονισμό των κυλίνδρων. Προφανώς ο αντικραδασμικός άξονας για έναν V60 κινητήρα πρέπει να είναι μεγαλύτερος/βαρύτερος από αυτόν ενός 4κύλινρο εν σειρά κινητήρα με τον ίδιο κυβισμό.

Αυτά προς στιγμήν. Ούφ! Πολλά έγραψα... Ελπίζω να μην έκανα κάποιο λάθος στην περιγραφή. Αν έκανα, κάθε διόρθωση ευπρόσδεκτη!

[Nikoskazer2000]

Ωραίο το θέμα ρε παιδιά και πολύ "ψαγμένο" το βρίσκω μιας και δεν υπάρχουν ανάλογα άρθρα και ερωτήσεις σχετικά με τις ταλαντώσεις και τους κραδασμούς που δημιουργούνται απο εναν κινητήρα, αααλλλά (πάντα υπάρχει αυτό το γ@μημένο "αλλά") εμείς στην πράξη τι μπορούμε να προσέξουμε ΠΡΙΝ αγοράσουμε μια μηχανή με συγκεκριμένη διάταξη κυλίνδρων και τι μπορούμε να βελτιώσουμε ΜΕΤΑ (αφου την κάναμε την μ@λ@κία ας τα μπαλώσουμε) την αγορά αν δεν είμαστε ικανοποιημένοι απο θέμα κραδασμών του κινητήρα .

Φιλικά .

[jtoros]

Χιουμοριστικό μέρος του post:
1) Μπορείς να αλλάξεις μηχανή
2) Μπορείς να αλλάξεις κινητήρα (μη ρωτάς πώς, δεν ξέρω)
3) Μπορείς να αλλάξεις διάταξη κυλίνδρων

Σοβαρό μέρος του post.
Βασικά δεν μπορείς να εξαφανίσεις τους κραδασμούς. Δημιουργούνται από τα κινούμενα μέρη του κινητήρα, τα οποία είναι τόσα πολλά, που αν πας να μειώσεις τους κραδασμούς που οφείλονται σε κάποιο από αυτά, θα ενισχύσεις κάποιους άλλους. Το να βάλεις χέρι στον κινητήρα για να μειώσεις τους κραδασμούς δε είναι και ό,τι πιο σοφό. Οι κραδασμοί κάθε μηχανής έχουν κατασκευαστεί έτσι που να μην προκαλέσουν ποτέ πρόβλημα. Οπότε αν αλλάξει κάποιος κάτι (πχ αντικραδασμικό άξονα) μάλλον χειρότερα θα τα κάνει.

Είναι μια κατάσταση στην οποία η πρόληψη είναι η αντιμετώπιση στην ουσία. Οδήγησε τη μηχανή σε όλο το εύρος των στροφών με κάθε σχέση στο κιβώτιο. Κάνε το ίδιο με συνεπιβάτη, αν είσαι συχνά διπλός. Και πάρε έτσι μια εικόνα των κραδασμών της μηχανής. Αν είναι τόσο ενοχλητικό που καταντάει μη ανεκτό, δες άλλη μηχανή. Να πάρεις και να αλλάξεις αυτήν, είναι επικίνδυνο, σχεδόν απαγορευτικό.

Μέθοδοι αντιμετώπισης των αποτελεσμάτων των κραδασμών υπάρχουν. Ελαστικές βάσεις κινητήρα, ελαστικές βάσεις στο τιμόνι, ελαστικά προσθετικά στα μαρσπιέ, μαλακά γκριπάκια (ξεχνάω κάτι?). Αλλά αυτά δεν αντιμετωπίζουν τους κραδασμούς αυτούς καθαυτούς αλλά τα συμπτώματά τους.

Γενικά όμως όπως τα είπαμε. Οι V όχι 90 έχουν περισσότερους κραδασμούς από τους V90. Και οι μονοκύλινδροι και δικύλινδροι περισσότερους από τους πολυκύλινδρους (λόγω μεγαλύτερων παλινδρομούμενων μαζών). Και οι Boxter δεν έχουν σχεδόν καθόλου. Όλα τα παραπάνω ισχύουν για κινητήρες χωρίς αντικραδασμικό άξονα. Άν μπλέξει κι αυτός, όπως είπαμε... πάν' την βόλτα!

Ουφ... Αυτά!

[Nikoskazer2000]

Δεν εχω πρόβλημα κραδασμών με το Kaze-R μου αλλα να επικαλεστώ μια σοφή παροιμία που λέει "Το περίσσιο φώς δε βλάπτει...".

[OldMan]

Μικρέ Αμνέ του Θεού (άδολε και ανυποψίαστε...), σου πέρασε από το μυαλό ότι το ζήτημα "Κραδασμοί" θα αναλυθεί και θα εξαντληθεί μέσα σε 2-3 posts ???

Προτρέχεις (με όλη την ανυπομονησία της ηλικίας σου...) και ανακατεύεις σειρές Fourier με αρμονικές ταλαντώσεις n-1 τάξης σε μέρος όπου αν πεις "έμβολο" αντί για "πιστόνι", αφού σε κοιτάξουν κανά δυο ώρες με ανοιχτό το στόμα, πέφτουν μετά να σε φάνε !!!

[OldMan]

Πριν φτάσουμε στο (απόλυτα δυσάρεστο...) φαινόμενο του συντονισμού, περνάμε (συνήθως αναγκαστικά...) από το φαινόμενο της ΑΝΤΗΧΗΣΗΣ !!!

Σ'αυτό, οι κραδασμοί διαπερνούν όλα τα μέρη της moto και μόλις φτάσουν σε κάποιο εξάρτημα με ΠΑΡΑΠΛΗΣΙΑ συχνότητα, το "αναγκάζουν" κι'αυτό σε ταλάντωση ....

Τσιμπάμε ένα (όχι και τόσο...) φανταστικό σενάριο, όπου:

Βάζουμε μπροστά την μηχανή.

Στο ρελαντί τρέμουν οι καθρέφτες και τίποτε άλλο...

Στις 3.000 σ.α.λ., οι καθρέφτες δείχνουν καθαρά, αλλά τρέμουν λίγο τα μαρπιέ...

Στις 7.000 σ.α.λ. δεν τρέμουν πλέον τα μαρσπιέ, αλλά το τιμόνι...

Στις 10.000 σ.α.λ. αρχίζει να χορεύει καρσιλαμά το φαϊηρινγκ...

Αφού καταλάβαμε και εξοικειωθήκαμε με τους απαραίτητους ορισμούς, θα πάμε στις δυνάμεις που προκαλούν αυτές τις μ@λακίες ...

[jtoros]

Όντως, οι κραδασμοί είναι μεγάλη ιστορία, θέλουν πολλές και καλή διάθεση, ένα τετράδιο και πολλά μυαλά με κάποιες γνώσεις το καθένα, για να αλληλοσυμπληρώνονται.

Απλά δεν κρατήθηκα...

[xtzanos]

Δωστε πραμα!!!

[OldMan]

Ο παλινδρομικός (εμβολοφόρος) κινητήρας (ναι ρε, για τα μηχανάκια σας μιλάω...) με την ποικιλία και πολυπλοκότητα των εξαρτημάτων του κατά την λειτουργία του είναι ότι πρέπει για να θεωρηθεί σαν μια γεννήτρια κραδασμών (και μάλιστα πολύπλοκων..).

Συνειδητοποιώντας ότι όλα τα κινούμενα μέρη είναι αντικείμενα επιταχύνσεων (γραμμικών και γωνιακών) και επιβραδύνσεων, διακοπτόμενων κινήσεων, μεταβλητών πιέσεων και επιδράσεων ροπών και δυνάμεων αδρανείας, έχουμε μια απογοητευτική πλην όμως ρεαλιστική εικόνα.!!!

Και για όσους δεν "μασήσανε" ακόμη, να προσθέσουμε ότι όλα αυτά συμβαίνουν όταν ο κινητήρας κινείται με σταθερό αριθμό στροφών. Αν αρχίσουμε να εμπλέκουμε και την μεταβολή των στροφών καθώς και την ποικιλία του φορτίου του κινητήρα, θα πρότεινα να πάμε για κανά ουζάκι - τσιπουράκι - ρακούλα και να αφήσουμε το όλον ζήτημα στην τύχη του (η οποία και είναι προδιαγεγραμμένη...)


Μέχρι να ετοιμάσει τους μεζέδες ο μάστορας, ας χαλαρώσουμε λίγο, επισημαίνοντας ότι οι περισσότερες από τις προαναφερθείσες ροπές και δυνάμεις είναι στην πράξη "μικρές" και απορροφούνται από τον ίδιο τον κινητήρα (κατασκευαστικά), ώστε δεν πρόκειται να μας αποσχολήσουν περαιτέρω....

Οι διάφορες διατάξεις των κυλίνδρων κάνουν κάθε φορά το "πρόβλημα" να εμφανίζεται διαφορετικό.
Τα βασικά του στοιχεία όμως είναι τα ίδια (αλλοιώς την είχαμε γ@μημένη...)

Γι'αυτό και θα ασχοληθούμε (κατ'αρχήν) με τον ΜΟΝΟΚΥΛΙΝΔΡΟ κινητήρα, για την κατανόηση των κραδασμών του οποίου, θα πρέπει να επικεντρωθούμε στην φύση των δυνάμεων που τις προκαλούν.

Σε (πολύ) γενικές γραμμές, οι δυνάμεις που αναπτύσσονται μέσα σε ένα μοτέρ (παλινδρομικό, μην πεταχτεί κανείς με Wankel...) είναι 2 ειδών:
Δυνάμεις που οφείλονται στην Πίεση των αερίων στον κύλινδρο και Μαζικές Δυνάμεις (που οφείλονται στην αδράνεια των κινούμενων μαζών του κινηματικού μηχανισμού - ναι κορίτσια..., ντρέπομαι αλλά θα το αποκαλύψω: "Ο στρόφαλός μας έχει μάζα" !!!)

Για να μην μπλέξουμε τα μπούτια μας (ακόμη...), θα θεωρήσουμε ότι το μοτέρ δουλεύει σε σταθερό ρυθμό σ.α.λ. και θα θεωρήσουμε αμελητέες (σε βολεύει, φιλαράκι... έτσι ??) τις δυνάμεις που οφείλονται στο "ίδιον" βάρος των κινούμενων εξαρτημάτων !!!
(Μην ακούσω κίχ.. !!! Πιο απλά ΔΕΝ γίνεται ....)


Time-out, γιατί (δυστυχώς) θα χρειαστούμε αρκετά διαγράμματα και σχήματα...