Vélfræði – almennt um vélar

1. Vélfræði – almennt um vélar Sigurður Þór Ágústsson

2. Vélfræði – hvað er vél? • Vél er í vísindalegum skilningi fyrirbæri sem flytur eða umbreytir orku. • Vél á í daglegu tali við um búnað sem vinnur eða aðstoðar við vinnu og samanstendur af hreyfanlegum hlutum. • Dæmi um einfalda vél er vogarstöng sem samanstendur af hreyfanlegri vogarstöng og vogarás.

3. Hvað er vél? • Vogarstöng er stjarfur hlutur sem snúið er um vogarás til þess að margfalda þann kraft sem beitt er á gefin hlut. • Dæmi um verkfæri sem beitt er í þessum tilgangi er t.d. kúbein.

4. Hvað er vél? • Þar sem vinna er kraftur margfaldaður með vegalengd er hægt að draga úr nauðsynlegum krafti til þess að lyfta einhverju með því að auka lengdina á vogarstönginni og auka þar með vegalengdina sem þarf til að framkvæma sambærilega vinnu. Þetta er kallað að breyta kraftahlutfallinu.

5. Dæmi um einfalda vél:stöðujafnvægi þar semF1D1 = F2D2 • .

6. er vél sem nýtir bruna eða sprengingu til að knýja áfram vinnu t.d. stimpils. Blöndu af súrefni og eldsneyti er þjappað saman í brunahólfi (strokk) og ýmist verður sjálfsíkveikja eða kveikjuhetta notuð til að kalla fram sprengingu í blöndunni. Við þetta þrýstist stimpillinn frá og knýr áfram sveifarás vélarinnar. Nikolaus August Otto fann upp sprengihreyfilinn árið 1862 Sprengihreyfilleðabrunahreyfill

7. Tvígegnisvél - hefur tvo takta Fjórgengisvél - hefur fjóra takta Wankel-vél - Þríhyrnd hjámiðja Athugið! Þessar þrjár tegundir þarf að þekkja og geta skilgreint Tegundir sprengihreyfla

8. Tvígengisvélin dregur nafn sitt af tveimur slögum (ferðum) bullunnar í vinnuhring. Vinnuhringur tvígengisvélar er einn hringur á sveifarás í stað tveggja hringja í fjórgengisvélinni.  Slögin  tvö sem bullan fer heita: Þjapp-sogslag Afl-útblástursslag Tvígengisvél

9. A - Brunarými B - Afgasgrein C - Sveifarhús D - Kerti E – Bulla/Stimpill F - Einstefnuloki G - Sogrein (bensín, loft og smurolía inn) H - eldsneyti (bensín, loft og smurolía blandast) Grunnatriði D A E F B C G H

10. Í tvígengisvél er sveifarhúsið (þar sem sveifarásinn er) notað til að kom loft og bensínblöndunni ásamt smurolíu inní vélina. Smurolíunni er blandað saman við bensínið til að smyrja vélina. Þjapp- sogslag. Loft, bensín og olía inn

11. Þegar bullan er á uppleið er hún að þjappa blöndunni. Við það að bullan gengur upp myndast undirþrýstingur í sveifarhúsinu. Þegar bullan er komin framhjá skolloftsportinu (loftopi)  þá dregst blandan inn vegna undirþrýstingsins. Þjapp- sogslag

12. Þegar bullan er alveg að verða kominn upp kviknar í blöndunni sem er í brunarýminu ofan við bullu. Síðan þegar bullan skríður yfir toppstöðu  hefst aflslagið og þá þrýstir hita- og þrýstingsaukningin bullunni niður. Þá ýtist nýtt loft upp og brunnið út Afl- útblástursslag

13. Þegar bullan fer niður fyrir afgasportið (pústop) "To Exhaust" fer brennda loftið (pústið) út. Við það að bullan fer niður hækkar þrýstingurinn í sveifarhúsinu. Þegar bullan fer framhjá sogportinu hægra megin fer loftblandan upp og skolar afganginn af brennda loftinu út og þá er vélin tilbúinn í næsta vinnuhring Afl- útblástursslag

14. Hún hefur enga loka (ventla) sem einfaldar og léttir vélina töluvert.  ( en til eru undantekningar þar sem vélar eru með útblástursloka) Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir fjórgengisvélina

15. Einnig er aflslagið helmingi oftar en í fjórgengisvél sem gefur tvígengisvélinni meiri aflaukningu s.b. snjósleða og krossmótorhjól Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir fjórgengisvélina

16. Að lokum þar sem það er engin smurolía í sveifarhúsinu er sama hvernig vélin snýr. Sem kemur sér vel í t.d. keðjusög og flugvélamótor Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir fjórgengisvélina

17. Tvígengishreyfill Sprengirými Útblástur • Sveifarás Olíublandað loft inn Aflúrtak

18. Tvígengishreyfill Útblástur Olíublandað loft inn Sveifarás

19. Fjórgengisvél er tegund brunahreyfils, sem hefur fjóra takta í hverjum bruna í sprengirými vélarinnar Einn taktur kallast það þegar stimpill fer úr efri dástöðu í þá neðri eða öfugt. Þannig fer sveifarás vélarinnar tvo heila hringi til að stimpillinn hreyfist 4 takta. Fjórgengishreyfill

20. Til að skilja betur virkni véla er gott að skoða hvernig fallbyssan virkar hér til hliðar. Það sem er að gerast inn í fallbyssunni er að þegar kveikt er í púðrinu verður hita- og þrýstingsaukning sem ýtir kúlunni út. Munurinn er sá að stimpillinn sem kemur í stað kúlunnar er fastur við sveifarásinn og kemur upp aftur. Fjórgengishreyfill

21. Eldsneytisnýtni slíkra véla er 25 til 30% fyrir bensínvélar og 37 til 44% fyrir díeselvélar. Fjórgengisvélar eru algengustu vélar í ökutæjum, s.s. bílum, vörubílum og dráttarvélum. Fjórgengishreyfill

22. E- I knastás S – kerti W – kælirásir V – ventlar P – Stimpill R – Stimpilstöng C – Sveifarás Fjórgengishreyfill – helstu hlutar

23. Það sem er frábrugðið við tvígengisvélina eru ventlar Hér er stimpill í upphafstöðu (efri dástöðu) Fjórgengisvélin

24. SOGSLAG Sogventill opnast Loft dregst inn um soggrein inn í brunahólf Stimpill fer niður Fjórgengisvélin

25. ÞJAPPSLAG Ventar lokast Loft þjappast saman í brunahólfinu Stimpill fer upp Fjórgengisvélin

26. Þegar stimpillinn hefur komist í toppstöðu og loftið þjappast og hitnað kveikir neisti í blöndunni og sendir stimpilinn niður Fjórgengisvélin

27. AFLSLAG Ventlar lokaðir Sprenging í brunahólfi Sprengingin ýtir stimplinum niður Fjórgengisvélin

28. ÚTBLÁSTURSSLAG Útblástursventill opinn Afgasið fer út í pústið Stimpill fer upp Fjórgengisvélin

29. 1 – Sogslag 2 – Þjappslag 3 – Aflslag 4 - Útblástursslag Fjórgengisvélin Kerti Knastásar Útblástursventill Sogventill Sveifarás Olía Panna

30. Línuvélar V- vélar Boxervélar Nokkrar gerðir af fjórgengisvélum

31. Línuvél Þá eru stimplarnir í einni röð Fjórgengishreyfill Stimpill Sveifarás

32. V- vél V-vélin tekur mun minna pláss en línuvél. Stimplar mynda V Fjórgengishreyfill

33. Boxervél Boxarinn er mun flatari en v-vélin Fjórgengishreyfill

34. 1 – Loft inn frá soggrein 2 - Útblástur 3 - Vélarhús 4 – Loft / brunarými 5 / 7 - Stjörnugír 6 – Rótor / stimpill 8 - sveifarás 9 - Kerti Wankel-vélin

35. Loft og bensín sogast inn Sogslag Bensínblandan þjöppuð Útblástursslag Þjappslag Stimpillinn losar út afgas Aflslag Neisti kveikir í bensínblöndunni

36. Wankel - vélin Hjámiðja Sprenging - aflsslag Útblástur Neistikveikir í blöndunni Loftinntak Þjöppun

37. Svo eru það allir hinir hlutar vélarinnar Getið þið nefnt einhverja?