Kaksi- versus neliventtiilikannet (V6:n jakohihnaketjusta)

[Esko]

12- vai 24-venttiilisen? Kaksivenaisen hihnat eivät juuri porsi, pitsikantinen ei ole ihan yhtä helppo tapaus.

Onko tälle käsitykselle näyttöä vai onko se mutua? Voisi jopa ajatella pitsikantisen pyörivän pienemmällä vastuksella.

[Rasvis]

Kyllähän tuosta on joskus väännetty kättä.

Edit: Miksi muuten pitsikantisen venttiilikoneistossa olisi pienempi vastus? Venttiileitähän on tuplamäärä, samoin jousia, vaikkakin ne ovat pienempiä kuin kaksiventtiilisen jouset. Ne 3.0 12v:n poikittaiset työntötangot ja muut hilputtimet ovat sen verran keveitä ja aina hyvin voideltuja etten usko niiden vastustavan läheskään yhtä paljon kuin niiden 24:n venttiilin painelu.

Kai se (mahdollinen?) luotettavuusero noissa johtuu lähinnä kiristimestä. Vanhassa 12v:ssä on öljynpainetoiminen kiristin, joka muistaakseni toimii niin päin että moottorin käydessä öljynpaine löysää kiristintä, muutenhan se hihna mieluusti hyppäisi startissa kun paineet eivät ole vielä nousseet. 164 24v:n mekaaninen kiristin kuuluu olevan arka moottorin pyörimissuunnalle, tuo vanha hydraulimutikka ei siitä niin taida välittää.

[Esko]

Edit: Miksi muuten pitsikantisen venttiilikoneistossa olisi pienempi vastus? Venttiileitähän on tuplamäärä, samoin jousia, vaikkakin ne ovat pienempiä kuin kaksiventtiilisen jouset. Ne 3.0 12v:n poikittaiset työntötangot ja muut hilputtimet ovat sen verran keveitä ja aina hyvin voideltuja etten usko niiden vastustavan läheskään yhtä paljon kuin niiden 24:n venttiilin painelu.

Eiköhän allaoleva ole aikalailla pätevä:

The problem with a bigger valve is that a bigger valve weighs more than a smaller one (assuming the same metallurgy), and this means to control the extra weight as it's flung open is the spring that closes the valve has to be stiffer. A stiffer valve spring (multiplied by the number of valves), means more energy is spent overcoming the valve pressure, thus partially offsetting the gains of a bigger valve.

Another disadvantage of a big valve is that at lower RPM's, the intake charge has a lower velocity and low RPM torque and driveability. suffer. Enter a mulitivalve design. Two 30mm valves give more breathing area than a single 60mm one, and each valve weighs less than a 60mm one, as well.

I can hear you saying "but TWO 30mm valves weigh more than a single 60mm one!". True, but for each cam lobe, there is less mass to overcome, and the smaller valves don't have to open as far nor do the valve springs have to have as much spring rate. A 4-valve design almost gives you something for nothing, as at lower RPM's the intake velocity is good for each port (they're small ports) so you get good low RPM torque and driveability., while at high RPM's there's sufficient flow (there's two ports) to make good HP.

[Rasvis]

^ Mistä lähteestä tuo on?

Tällä kevyellä kyläseppäkokemuksella en uskalla käyttää kovin syvää rintaääntä, mutta ihmettelen varovasti tekstissä muutamaa kohtaa:

1) Kaksi (halkaisijaltaan) 30 mm:n venttiiliä antavat enemmän pinta-alaa kuin yksi 60mm:n venttiili? Ei kyllä ainakaan minun matematiikkani mukaan. Homman voi ajatella vaikka niin, että piirretään halkaisijaltaan 60-millinen ympyrä. Sen sisään mahtuu piirtämään kaksi 30-millistä, ja vielä jää puolet tyhjää.

Sama tarkemmin:
A1 = pii*r^2.
A2 = pii*(0,5r)^2*2.

A1/A2 = (pii*r^2)/(pii*(0,5r)^2 = 1/0,5.

Sitähän tuo ei muuta, että sylinteriin saa mahtumaan enemmän virtauspinta-alaa käyttämällä neljää kuin kahta venttiiliä, mutta asiavirheeltä silti näyttää. Tai sitten ymmärsin jotain väärin.

2) Tuossa todistellaan, että ison venttiilin isolla virtauspinta-alalla ja hitaalla virtausnopeudella alavääntö kärsii, ja että moniventtiilirakenne olisi (huipputehon lisäksi) parannus tuohon, onhan siinä pienemmät venttiilit. Mutta mihin nyt unohtui se, että venttiileitä on enemmän ja niillä saadaan enemmän pinta-alaa -> virtausnopeus pienenee?

Hehkutellaan myös, että neliventtiilikannella saa SEKÄ parannettua alavääntöä ETTÄ nostettua huipputehoa. Vanhemmat, kiinteillä venttiilinajoituksilla varustetut moottorit eivät varsinaisesti tainneet olla kuuluisia ronskista väännöstään?

3)

I can hear you saying "but TWO 30mm valves weigh more than a single 60mm one!". True, but for each cam lobe, there is less mass to overcome

Joo, niin on. Mutta tämä vähentää lähinnä nokan pintapainetta ja tuskin se mikään varsinainen ongelma on. Kyllähän yhdelle nokalle kohdistuu tietysti pienemmän venttiilin ja hennomman jousen painelusta pienempi voima, mutta kun niitä nokkia ja venttiileitä onkin sitten tuplamäärä käytettävänä. Se voima on pois kampiakselilta, jakohihnan välittämänä.


Korjatkaa vapaasti.

[Esko]

^ Mistä lähteestä tuo on?

Lainasin sen jostain Nissanin jutusta jota en nyt taas löydä mutta esim. tässä saitissa on samoja käyriä jutusta:

http://paultan.org/archives/2005/06/22/ ... lvetrains/

Tällä kevyellä kyläseppäkokemuksella en uskalla käyttää kovin syvää rintaääntä, mutta ihmettelen varovasti tekstissä muutamaa kohtaa:

1) Kaksi (halkaisijaltaan) 30 mm:n venttiiliä antavat enemmän pinta-alaa kuin yksi 60mm:n venttiili? Ei kyllä ainakaan minun matematiikkani mukaan.

Huomasin itse saman mutta lienee näpyttelyvirhe, jos sinne mahtuu kaksi 60-millistä niin miksi laittaa 4 vain 30-millistä? Mahtuisi varmaan 4 50-millistäkin.

2)...Mutta mihin nyt unohtui se, että venttiileitä on enemmän ja niillä saadaan enemmän pinta-alaa -> virtausnopeus pienenee?

Virtausvastus pienenee, mihin virtausnopeutta tarvitaan? Kaasarikoneilla oli hyvä että oli ahdas käytävä jotta seos kaasuntui hyvin. Nykyään ruiskut puhaltavat sen lähes suoraan palotilaan jolloin ei ole enää niin suurta hyötyä.

Parasta olisi jos koko kansi aukeaisi imutahdin ajaksi jotta virtaus olisi mahdollisimman vapaa. Ahdin on tietty vielä parempi.

Massahan se on myrkkyä edestakaisin liikkuvalle koneistolle. 2-venttiilisessä on isompi ja painavampi venttiili. Se vaatii jäykän jousen että pysyy mukana kierroksilla. Jäykkä jousi aiheuttaa kovan voiman istukkaa vasten, vaatii taas tukevan lautasen ja taas massa kasvaa.

oo, niin on. Mutta tämä vähentää lähinnä nokan pintapainetta ja tuskin se mikään varsinainen ongelma on. Kyllähän yhdelle nokalle kohdistuu tietysti pienemmän venttiilin ja hennomman jousen painelusta pienempi voima, mutta kun niitä nokkia ja venttiileitä onkin sitten tuplamäärä käytettävänä. Se voima on pois kampiakselilta, jakohihnan välittämänä.

Veikkaan että voima on pienempi kahdella pienellä kuin yhdellä isolla mutta se on vain oma arvaus. Jos pidetään kokonaispinta-alat suunnilleen samoina niin venttiilit ovat aika paljon pienemmät 4-venttiilisissä. Pintapainehan on suora seuraus tästä voimasta

[Rasvis]

Virtausvastus pienenee, mihin virtausnopeutta tarvitaan? Kaasarikoneilla oli hyvä että oli ahdas käytävä jotta seos kaasuntui hyvin. Nykyään ruiskut puhaltavat sen lähes suoraan palotilaan jolloin ei ole enää niin suurta hyötyä.

Suoraruiskut ovat asia erikseen, mutta kyllähän noissa perinteisissä (pienemmällä paineella?) imukanaviin ruikkivissa vehkeissä luulisi virtausnopeudella olevan vielä väliä tavaran sekoittumisen kanssa. Ja todennäköisesti noissa vanhoissa, ei-sekventiaalisissa ruiskuissa (ainakin Alfan 2-venttiilimoottorit vielä, uudemmista en ole varma)joissa bensaa suihkutetaan yhtä aikaa joka kanavaan oli venttiili auki tai ei, merkitys on vielä suurempi. Eiköhän silloin virtausnopeus vaikuta siihen kuinka paljon tavara ehtii sekoittua kun se lähtee kanavasta liikkeelle.

Tämä nyt on kyllä jo vähän kaukana tuosta alkuperäisestä jakohihnajutusta.

Veikkaan että voima on pienempi kahdella pienellä kuin yhdellä isolla mutta se on vain oma arvaus. Jos pidetään kokonaispinta-alat suunnilleen samoina niin venttiilit ovat aika paljon pienemmät 4-venttiilisissä. Pintapainehan on suora seuraus tästä voimasta.

Minä taas veikkaan päinvastaista. Isompi venttiili ja isompi jousi ovat kyllä painavampia, mutta kuvittelisin yhden venttiilin olevan "muotona tehokkaampi" käytettyihin materiaalivahvuuksiin ja lautasen pinta-alaan nähden, joten luulisin sen olevan kevyempi rakenne.

Arvailuahan tämä on puolin ja toisin niin kauan kun ei ole heittää peliin mitään kättä pitempää, mutta ainakin näkemykset avartuvat

[mutt]

Virtausvastus pienenee, mihin virtausnopeutta tarvitaan? Kaasarikoneilla oli hyvä että oli ahdas käytävä jotta seos kaasuntui hyvin. Nykyään ruiskut puhaltavat sen lähes suoraan palotilaan jolloin ei ole enää niin suurta hyötyä.

Pyörteily on se, joka edistää polttoaineen sekoittumista ilmaan, virtausnopeus taas parantaa täytöstä. Sen takia isoventtiilisillä (ja -kanavaisilla) koneilla on (samoilla venttiilinajoituksilla ja imusarjan pituudella) kehnompi alakierrosvääntö, koska pienillä kierroksilla virtausnopeus pienenee ja sylinterin täytös huononee. Nopeammin liikkuvalla kaasulla on suurempi liike-energia.

[Esko]

Pyörteily on se, joka edistää polttoaineen sekoittumista ilmaan, virtausnopeus taas parantaa täytöstä. Sen takia isoventtiilisillä (ja -kanavaisilla) koneilla on (samoilla venttiilinajoituksilla ja imusarjan pituudella) kehnompi alakierrosvääntö, koska pienillä kierroksilla virtausnopeus pienenee ja sylinterin täytös huononee. Nopeammin liikkuvalla kaasulla on suurempi liike-energia.

Kokeilkaapas hengittää kapean putken läpi, virtaus on kova mutta ilmaa tulee vähän ja työstä se käy.

Ruiskut pyritään suuntaamaan palotilaa kohden jolloin bensa jäähdyttää sitä ja samalla höyrystyy. Hyötysuhde paranee mitä vähemmän imuvastusta on, tämä onkin yksi ruiskun suuri etu kaasariin nähden.

[Esko]

Minä taas veikkaan päinvastaista. Isompi venttiili ja isompi jousi ovat kyllä painavampia, mutta kuvittelisin yhden venttiilin olevan "muotona tehokkaampi" käytettyihin materiaalivahvuuksiin ja lautasen pinta-alaan nähden, joten luulisin sen olevan kevyempi rakenne.

Jos näin olisi niin tuskin 4-venttiilisiä olisikaan. Paino on ongelma 2-venttiilisissä, venttiilikoneisto yksinkertaisesti sekoaa jos kierroksia on liikaa.

Tarinaa toisesta saitista ( http://www.billzilla.org/2v4v.htm ):

Breathing.
This is the other are where a twin cam has a big advantage over a two valve.
Let's compare two engines - A Suzuki Swift GTi 1300cc twin cam and a Toyota 3K, both modified for racing. The Suzuki that I'm talking about is the one in my racing car, and it has a cam with 0.355" lift (9mm) operating on inlet valves 29.5mm diameter. The 3K Corolla engine is the one that I used to race with before I got smart and swapped over to the twin cam; it used 39mm inlets with 0.440" (11.2mm) valve lift.
On first inspection, it would seem that the 3K Corolla would be able to pass a lot more air than the Suzuki can because of the much larger valve + the higher lift- Lets have a look at the numbers though ...
(I'm talking about the 'valve open area', or 'curtain area' as it's often called, which is the area that the valve has between the edge of the valve head and valve seat, in the shape of a short cylinder - see the pic below)

- The 3K Corolla works out to (39mm x 3.14159 x 11.2 x 0.01) 13.7²cm
- The Suzuki has an open area of (29.5mm x 3.14159 x 9 x 0.01) 8.34²cm
But! -Don't forget that the Suzuki has two inlet valves, so the actual open area is 8.34 x 2 = 16.38²cm, or 22% more.
The other advantage of the Suzuki is that the valve spring seat pressure is again less than half that of the 3K Corolla, making it more efficient.

Arvailuahan tämä on puolin ja toisin niin kauan kun ei ole heittää peliin mitään kättä pitempää, mutta ainakin näkemykset avartuvat

Juuri näin. Kaikki tämä hyvässä hengessä ja se mielessä että asiantuntijoita ei olla.

[Rasvis]

Suzukin 16v twincami ja Toyotan 3K ovat siinä mielessä vähän epäsuhta vertailupari, että Tojossa on keinuvivut käyttämässä venttiileitä toisin kuin Alfan twincameissa.

Siinä 12v kutosessa josta juttu aikanaan lähti on tosin pakopuolella keinuvivut ja lyhyet poikittaiset työntötangot joten vastukset ovat varmaan samaa luokkaa kuin tavallisen, molempien venttiileiden keinuilla varustetulla koneistolla. Ehkä se sitten tosiaan on vastukseltaan isompi kuin 24v? Tosin Alfan neliventtiilinen on tehty kiertämään kaksiventtiilistä korkeammalle joten jousetkin on varmaan mitoitettu suuremmille pyörintänopeuksille?

Olisi mielenkiintoista tietää vastukset esmes Alfan 8v ja 16v Sparkeista, niissähän on molemmissa tuplanokat ja rakenne jokseenkin samanlainen lukuunottamatta sitä, että uudemmassa on tuplamäärä pienempiä venttiileitä.

[Viikari]

Huomasin itse saman mutta lienee näpyttelyvirhe, jos sinne mahtuu kaksi 60-millistä niin miksi laittaa 4 vain 30-millistä? Mahtuisi varmaan 4 50-millistäkin.

Eikös sinne tarvitse jonkin verran matskua myös niiden reikien väliin

[Grendel]

Kevyesti viritettyjen 3.0 Alfa kansien virtaukset. Molemmissa vakiovenat ja katuporttaus. Sama tekijä ja superflow virtauspenkki

12V Imu 105 CFM/12 mm Pako 79 CFM/12 mm
24V Imu 145 CFM/10 mm Pako 98 CFM/10 mm

Saa kukin arvata kumpi lähtee...

[Esko]

Eikös sinne tarvitse jonkin verran matskua myös niiden reikien väliin

Toki, täytyyhän reiällä reunat olla muuten se ei ole reikä

[mutt]

Kokeilkaapas hengittää kapean putken läpi, virtaus on kova mutta ilmaa tulee vähän ja työstä se käy.

Luulenpa vain, että kovakuntoisinkaan maratoonari ei pysty kiskoman ilmaa lähellekään samaa tahtia, kuin vaikkapa vakiokuntoinen Datsun 100A, eli vertailu hengitykseen ei toimi alkuunkaan. Vai tunnetko jonkun, joka pystyy sisäänhengittämään esim. 250 kuutiosenttiä ilmaa sekunnin murto-osissa?

[Nelli]

Another disadvantage of a big valve is that at lower RPM's, the intake charge has a lower velocity and low RPM torque and driveability. suffer. Enter a mulitivalve design. Two 30mm valves give more breathing area than a single 60mm one, and each valve weighs less than a 60mm one, as well.

Mielenkiintoista, silti 12V 3-litrasen vääntö on käytettävissä alemmilla kierroksilla kuin 24-venttilisen pikkuveljensä.
Mistä lie tuokin johtuu.
Ja faktaa
12-venttiilisen QV:n

24-venttiilisen QV:n
http://www.squadra-tuning.com/English/E ... 24v_QV.htm

En ala väittelemään kuinka vertailukelpoisia nuo käppyrät keskenään ovat, mutta saa niistä jotain osviittaa.

Edit : Löytyi vertailukelpoisemmat käppyrät 12-venttiiliselle
http://www.squadra-tuning.com/English/E ... 164_QV.htm

[Esko]

Luulenpa vain, että kovakuntoisinkaan maratoonari ei pysty kiskoman ilmaa lähellekään samaa tahtia, kuin vaikkapa vakiokuntoinen Datsun 100A, eli vertailu hengitykseen ei toimi alkuunkaan. Vai tunnetko jonkun, joka pystyy sisäänhengittämään esim. 250 kuutiosenttiä ilmaa sekunnin murto-osissa?

Käsitit rinnastuksen väärin. Se vakiokuntoinen Datsunikin joutuu tekemään työtä imeekseen tuon määrän ja sitä enemmän mitä ohuemmasta putkesta se sen tekee. Samoin maratoonari hengittäessään pillin läpi. Siksihän vapaavirtaus ilmansuodattimiakin käytetään, mahdollisimman vapaa ilmansaanti.

[Esko]

Mielenkiintoista, silti 12V 3-litrasen vääntö on käytettävissä alemmilla kierroksilla kuin 24-venttilisen pikkuveljensä.
Mistä lie tuokin johtuu.

24:ssa näyttää olevan tasaisempi alue, isompi kierrosalue ja suurempi huippuvääntö. 2000 rpm vääntö on hieman alempana mutta 3000 rpm jo suurempi.

[mutt]

Käsitit rinnastuksen väärin. Se vakiokuntoinen Datsunikin joutuu tekemään työtä imeekseen tuon määrän ja sitä enemmän mitä ohuemmasta putkesta se sen tekee. Samoin maratoonari hengittäessään pillin läpi. Siksihän vapaavirtaus ilmansuodattimiakin käytetään, mahdollisimman vapaa ilmansaanti.

Kerroppas miksi tehoa kuitenkin tulee vähemmän, jos koneeseen tehdään niin isot kanavat, kuin vain mahdollista, eikä muuten muuteta vakiosta (lähinnä nosteta kierrosaluetta)? Kyllä, kone joutuu tekemään työtä kiihdyttääkseen ilman nopeutta, mutta niinhän se on monessa muussakin tehoa lisäävässä tekijässä. Ei taida esim. remmiahtimetkaan ihan ilmaiseksi pyöriä. Eli ilman nopeutta "tarvitaan" ilmamassan inertian kasvatukseen.

Ylisuuressa kanavassa ilmamassa pysähtyy imuventiilin sulkeutuessa (tai lähtee jopa virtaamaan takaisin, imuvenahan on yleensä auki vielä puristustahdin alkaessa), optimaalisen kokoisessa (ja -muotoisessa, ja onhan tässä monta muutakin tekijää vaikuttamassa) ilman liike-energiaa säilyy seuraavan imutahdin alkuun, jolloin sylinterin täytös paranee, koska männän ei tarvitse alkaa kiihdyttämään pysähtynyttä ilmamassaa. Näin siis asia rajusti yksinkertaistettuna. Virtausmääräähän ei säätele vain kanavan koko, vaan myös nokka-akseli, joka määrää mm. paljonko venttiiliä avataan.