Warum liegt der Hubraum des Motors häufig ein paar Zentimeter unter einer exakten Zahl?


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Mir ist aufgefallen, dass Motoren selten genau 1,5 Liter oder genau 4,0 Liter haben, und damit bin ich einverstanden. Es ist sinnvoll, dass Motoren eine willkürlich ideale Größe für bestimmte Anwendungen haben, daher würde ich erwarten, dass der exakte Hubraum überall zu finden ist.

Aber normalerweise scheint es nicht so zu sein. Der Nissan VQ35DE hat 3.498 cm3, der Toyota 4U-GSE 1.998 cm3 und der BMW N52B30 2.996 cm3.

Warum sind es nicht nur 3.500 ccm, 2.000 ccm bzw. 3.000 ccm?


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Ich bitte nicht darum, bevormundet zu werden. Es ist mir aufgefallen und ich habe gefragt, ob es einen Grund dafür gibt.
Trevor D

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Was ist mit der Kawasaki Z1, die als 900er verkauft wurde, aber eigentlich 903er war? Sehr frustrierend, da unter 900er viel billiger zu versichern war.
Iain

@Iain Ich denke, dass es seit 1972 einen Paradigmenwechsel in dieser Hinsicht gegeben hat. In Autos und Motorrädern. Es kommt sehr selten vor, dass der Motor in einer solchen Hubraumsituation tatsächlich größer ist als in der Werbung.
DucatiKiller

Haben Sie bemerkt, dass niemand Kubikzoll verwendet, um den Hubraum für seine modernen Motoren zu messen? Ein 202 ist noch ein 202, aber die moderne Version ist 3300 cm3.
Criggie

@Criggie Ich würde schätzen, dass dies hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, 1) wie viel größer der japanische und europäische Marktanteil heute im Vergleich zu den vergangenen Jahrzehnten ist. Und 2) die Globalisierung von Autos in so vielen Märkten, in denen Zoll nicht verwendet werden.
Trevor D

Antworten:


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Es gibt regionale Steuer- und Tarifprobleme im Zusammenhang mit der Vertreibung

Die Hersteller halten ihre Verdrängung absichtlich unter einem Grenzwert, der ihre lokalen / regionalen Steuern sowie die Einfuhr- / Ausfuhrzollbestimmungen gemäß Handelsabkommen usw. erhöhen kann.

Es ist einfach genug, einen Motor genau 3 Liter zu machen. Mathe ist genau, wenn Sie es wollen.

Die Hersteller werden die Zahlen absichtlich verfälschen und für Werbung / Marketing aufrunden. 2 CC ist ein nominaler Fudge und eine kaum messbare Leistungssteigerung, und IMO ist keine falsche Darstellung.


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@ RossMillikan In der Tat ist es. TY für den Hinweis auf meinen Unsinn.
DucatiKiller

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@ RossMillikan danke, jetzt muss ich in den Bearbeitungsverlauf gehen, um einen seltenen Fehler von Ducatikiller zu sehen.
Criggie

@Criggie oh die Geisteswissenschaften.
DucatiKiller

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@Criggie Moderatoren machen keine Fehler.
JoErNanO

Das ist so ziemlich alles. Sie möchten so hoch wie möglich aussehen und dabei eine bestimmte Steuersenkungsstufe vermeiden. Aus Sicherheitsgründen fügen Sie etwas mehr hinzu (2-3 CC anstelle von 1).
TomTom

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Bis vor kurzem beruhte die Kraftfahrzeugsteuer (zumindest in Großbritannien und vermutlich auch in vielen anderen Ländern) auf dem Hubraum. Da dies bei Bändern und Motoren funktionierte, die etwas weniger als 2 Liter waren, wäre die Steuer viel billiger als eine, die etwas mehr war. Die Motornenngröße hat also einen großen Einfluss auf die Betriebskosten eines Fahrzeugs.

Ebenso ist die Motorgröße eine der Schlagzeilen, die die Attraktivität eines Fahrzeugs bestimmt, dh ein 2-Liter-Motor klingt viel besser als ein 1,5-Liter-Motor auf Papier. Aus Marketing-Sicht ist es daher sinnvoll, die Motorgröße in der Nähe der jeweiligen Steuerklasse festzulegen.

Wenn Sie jedoch das Grundkonzept für einen bestimmten Motor entwerfen, wird die Kapazität eines der ersten Dinge sein, für die Sie sich entscheiden, um ein wenig Spielraum zu lassen Der Zylinder oder die Kurbelwelle kippen in die falsche Kategorie, um keinen messbaren Leistungsgewinn zu erzielen.

Immerhin beträgt der Unterschied zwischen 1998cc und 2000cc nur 0,1%, und Sie möchten Ihre Motorenanlage wirklich nicht neu konstruieren und umrüsten müssen, um alles 0,1% kleiner zu machen, wenn die Regierung eine andere Ansicht zu Ihnen bezüglich einer akzeptablen Toleranz vertritt , zumal eine Motorenkonstruktion jahrzehntelang dauern kann.

Auch der Hubraum ist die Summe vieler verschiedener Teile. Selbst Einweg-Zündkerzen und Zylinderkopfdichtungen können einen messbaren Unterschied ausmachen, sodass Sie selbst bei recht engen Fertigungstoleranzen messbare Abweichungen von einem nominell identischen Motor zum anderen feststellen können.


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Ich glaube , Sie mittlere Fahrzeug Verbrauchsteuer, nicht ‚Kfz - Steuer‘ 8)
nekomatic

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Die britische "Road Tax" wurde 1937 eingeführt, es ist nicht viel Neues dabei.
Separatrix

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In Deutschland wird die Steuer immer noch auf ein Vielfaches von 100ccm Hubraum erhoben.
DevSolar

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Aus einer geschichtlichen Sicht werde ich die Idee von "Dimensional Lumber" herausstellen. Dimensional Lumber
ist, wo ein 2 x 4 nicht wirklich 2 mal 4 Zoll groß ist, wenn Sie es benutzen.
Es variiert je nach Holzart und Verarbeitungsmethode.

Mit diesem besagten Weg zurück in den Kubikzoll-Verschiebungen (302, 327, 460 und so) waren die Werte nicht wie gebucht. 1940er 50er und 60er Chevy 216 = 216,48, 235 = 235,49 und 261 = 260,9. Dies war nicht für die Besteuerung.

Wenn ein Hersteller einen fertigen Motor mit einer genauen Verschiebung eines festen Werts herstellen wollte, konnte er mit dem fertigen Wert beginnen und rückwärts konstruieren, wobei alle Konstruktions- und Bearbeitungsvariablen berechnet wurden, um die Startwerte zu ermitteln. Das ist aber nicht der Prozess.
Aber vom Zeichenbrett bis zum Arbeitsmodell werden Anpassungen vorgenommen. Kolbenkuppeln ändern sich, Bohrungen werden für die Ringkonstruktion geändert, die Ventilplatzierung wird angepasst, der Hub wird durch Kurbel- und Kolbenstangenmodifikationen und -bearbeitung variiert, Änderungen der Deckhöhe, Dichtungstypen und sogar die Dicke werden angepasst. Einige davon tragen zur Verschiebung bei.
Zusätzlich zu den Faktoren, die sich auf das Ausdehnen und Zusammenziehen von Motorteilen beziehen, ändert die Berücksichtigung der Ölschmierung die Abmessungen.

Am Ende sind Sie einem Wert nahe, aber es ist kein perfekter Zylinder mit perfekt abgestimmten flachen Oberseiten.

Zuletzt basieren einige der ungeraden Werte auf dem Austausch von Teilen oder dem Herausdrücken dieses zusätzlichen Teils der Verschiebung. Wenn ein Hersteller einen Block bauen kann, aber zwei verschiedene Motorgrößen einbaut (einer für die Wirtschaftlichkeit, einer für die Leistung), umso besser. Nehmen Sie Motor "A", stellen Sie den Hub ein und lassen Sie Motor "B" (zum Beispiel 350 bis 383 Chevy) den Hub auf das Maximum drücken, und Sie haben eine ungerade Anzahl von CID. Gleiches gilt für das Vergrößern oder Verkleinern der Kolben.


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FWIW gibt es nur drei Auslegungsparameter, die den Hubraum eines Motors bestimmen: Bohrung, Hub (oder Hub) und Anzahl der Zylinder. Alle möglichen Überlegungen können die endgültige Auswahl der Bohrungs- und Hubwerte für einen bestimmten Motor beeinflussen. Der Hubraum ist jedoch einfach das Volumen, das der Kolben beim Übergang vom unteren zum oberen Totpunkt (oder umgekehrt) multipliziert mit dem berechnet Anzahl der Zylinder. Die Größe oder Form der Brennkammer oder die Form der Kolbenoberseite ist für die Verschiebung unerheblich, da sie fest sind.
Anthony X

@AnthonyX Ja, ich verstehe immer noch die gleiche Formel, aber wie bereits erwähnt, können die anderen Faktoren einen dieser Parameter im endgültigen Design ändern.
Spicetraders

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Etwas anders als die anderen Antworten, aber bei Motorrädern gibt es oft Gesetze, die die Nutzung (mit Ihrem Führerschein) durch die Kapazität in CC einschränken.

Manchmal besagen diese Gesetze, dass die Größe des Motors beispielsweise nicht größer als 125 ccm sein darf .

In anderen Ländern kann das gleiche Gesetz jedoch vorschreiben, dass die Motorgröße unter 125 ccm liegen muss

Daher möchten die Hersteller ihren Absatz maximieren, indem sie 124-cm3-Motoren herstellen und als 125-cm3-Motorräder vermarkten


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Das Gesetz kümmert sich um den tatsächlichen Hubraum des Motors, nicht um den Marketingwert. Wenn das, was Sie sagen, wahr wäre, könnten sie einen 750-cm3-Motor auf das Fahrrad setzen, solange sie ihn als 125-cm3-Motor vermarkten. Oder wollten Sie damit sagen, dass sie einen 124-cm3-Motor herstellen und als 125 vermarkten?
David Richerby

Oder wollten Sie sagen, dass sie einen 124-cm3-Motor produzieren und ihn als 125
Jalapeno

genau das habe ich gemeint und ich hatte das ursprünglich geschrieben, ich glaube mein Beitrag wurde bearbeitet
Jalapeno

Ja, der Bearbeitungsverlauf zeigt, dass jemand sie vertauscht hat. Ich empfehle Ihnen nachdrücklich, auf den Link " Bearbeiten " zu klicken und ihn wieder so zu platzieren, wie er hätte sein sollen!
David Richerby

2

Die Größe, auf die Sie sich beziehen, ist ein Maß für das Volumen eines Zylinders.
V = pi * Radius ^ 2 * Höhe
Wenn Sie mit pi multiplizieren, ist es schwierig, eine gerade Zahl zu erhalten. Außerdem geht es ihnen mehr darum, wie es funktioniert, als die Zahlen schön und gerade zu machen.

In mehr eine Motorberechnung Hubraum = pi * (Bohrung / 2) ^ 2 * Hub * # Zylinder


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"Wenn Sie mit Pi multiplizieren, ist es schwierig, eine gerade Zahl zu erhalten." - Ich kann das sehr einfach tun: (1 / π) * π = 1. Siehst du? Nicht wirklich so schwer.
Jörg W Mittag

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@ JörgWMittag Für Nitpick ist 1 keine gerade Zahl ... Es ist eine Ganzzahl , aber keine durch zwei teilbare Ganzzahl :)
ArtOfCode

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Das ist sicherlich falsch. Sicherlich sind die Toleranzen bei der Motorenherstellung eng genug, um die Zylinder etwas breiter / schmaler / länger / kürzer zu machen, um jeden gewünschten Hubraum zu erreichen, zumindest auf den nächsten Kubikzentimeter genau.
David Richerby

Sie kommen eindeutig aus einer mathematischen Perspektive und nicht aus einer mechanischen. In der realen Welt sind die Dinge komplizierter als von Ihnen beschrieben, und die technischen Toleranzen und Berechnungen sind weitaus genauer, als Sie vermuten.
Darren H

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Mit allem Respekt, Darren, wir leben nicht im Mittelalter, wo Dinge von Hand gemacht wurden. Toleranzen von 1/100 mm sind nicht genau eng - und sie würden dazu führen, dass ein Zielvolumen für einen Zylinder SEHR eng wird. Eng genug, dass Sie auf das gewünschte Volumen runden, wahrscheinlich sogar mit 1-2 Ziffern, um zu sparen. Ihre Antwort geht davon aus, dass die Dinge so locker sind, dass Sie den Motor klappern hören würden.
TomTom

1

Ich denke, ein besserer Ansatz, dies zu betrachten, ist: Warum nennen sie es einen 3-Liter-Motor, wenn der Motor 2.996 cm3 verdrängt?

Während der Hubraum des Motors in erster Linie das ist, worauf wir achten, läuft alles auf Marketing hinaus. Wie @rpmerf feststellte, ist es schwierig, eine gerade Zahl zu erhalten. Warum sollte man sich aus technischer Sicht überhaupt darum kümmern? Es wird keine große Leistung bringen und würde (in den meisten Fällen) mehr Geld kosten, um die Alternative zu finden. Also läuft es darauf hinaus, ein Marketing-Standpunkt zu sein . Zu sagen, dass ein Motor 3L verdrängt, ist viel sexyer als zu sagen, dass er 2,996cc verdrängt. Es wird letztendlich helfen, Autos zu verkaufen.

Dies kommt besonders gut zur Geltung, wenn man bedenkt, was Ford jahrzehntelang mit seiner 5,0-l-Bezeichnung für den ehrwürdigen Motor Windsor Small Block 302ci getan hat. Es verdrängte tatsächlich nur 4.942 cm3, was, wenn es richtig gerundet wurde, als "4.9" und nicht als "5.0" hätte bezeichnet werden sollen. 5.0 ist vom Performance-Standpunkt aus viel sexier als 4.9. Erst mit dem neuen Coyote-Motor wurde die "5.0" bei 4951cc korrekt (diesmal natürlich richtig gerundet).


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Ah, ein 4.951L Abzeichen auf der Rückseite eines Ford Mustang wäre einfach zu wild!
Spicetraders

"Wie @rpmerf sagte, ist es schwierig, eine gerade Zahl zu bekommen." - Das liegt wahrscheinlich daran, dass er (und Sie) die Grundschule nicht bestanden haben. Für jeden mit High School Mathe ist es trivial, die Zahlen zu senken, um ein bestimmtes CC-Ziel auf 1/1000 eines CC zu treffen. Und angesichts von Fertigungstoleranzen, die weitaus besser als 1/100 mm sind, scheint Ihr Argument eine mittelalterliche "Flügel-Hand" -Herstellung anzunehmen.
TomTom

@TomTom - Zunächst sind es nicht die Toleranzen, die besser als 1/100 mm sein müssen, sondern die Abmessungen. Hersteller bekommen das nicht anal und warum sollten sie das tun? Wenn Sie es in einen handlichen Dandy-Rechner stecken, werden Sie feststellen, dass Sie eine Bohrung von 85,01 mm und einen Hub von 88,092 mm benötigen, um genau 3000 cm³ Hubraum zu erhalten . Zweitens haben Sie meinen Standpunkt völlig verfehlt . Es ist einfacher und kostet weniger als eine exakte Verschiebung.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

"Hersteller bekommen das nicht anal, und warum sollten sie" - eigentlich tun sie das. Ansonsten kommt es bei hohen Drehzahlen zu lächerlichem Verschleiß und Vibrationen.
TomTom

@TomTom - Sie geraten ins Unkraut und verpassen den Punkt. Sie sprechen von Toleranzen und ich spreche von Abmessungen. Zwei verschiedene Dinge.
Pᴀᴜʟsᴀᴜʟ2

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Aufrundungen sind üblich und werden als gutes Marketing angesehen. Regierungen können die Kfz-Steuern, wie auch immer genannt, auf runden Werten, 100ccm-Schritten, 850ccm und weniger, 3,0 Litern und mehr usw. basieren. Sollten Sie mit Ihrem Fahrzeug fahren, werden die Rennklassen fast immer durch runde Zahlenverschiebungen festgelegt.

Dies ist jedoch die beste Antwort, da die Irrationalität von Pi (so viele Stellen, wie Sie aufzählen möchten) und die Unrundheit es schwierig machen, einen Hubraum von 3.000 Litern oder 1.600 oder eine andere Runde innerhalb eines Zielwerts von 0,5 kB zu erreichen. (0,5 / 1500 = 1/3000 = 0,000333 ...) Bei Rundungsverschiebungen werden Kolbenbohrungen, Kolbendurchmesser und / oder Kurbelwellenhübe mit 5-stelligen, nicht-runden Genauigkeitswerten ausgeführt. Wenn Sie Millionen von Dingen herstellen, ist jede Dimension so gut wie jede andere, obwohl diese +/- 0,0001 Teiletoleranz echtes Geld kosten wird.

Da die Anzahl der Bestellungen von Millionen auf Tausende sinkt und die Lieferanten aufgefordert werden, Teile mit einer Größe von (3,14159 x 25,4) mm herzustellen, werden auch +/- 0,01% teuer. Wenn Sie 76,2-mm-Kolben im Vergleich zu 79,796-mm-Kolben herstellen, ist es einfacher, Mitarbeiter beim Einrichten der Maschinen zu schulen und Material zu bestellen. In den USA gebaute Motoren hatten früher 3.000 oder 4.000 Zoll Kolben, +/- mehr als 0.001 ". Es ist viel einfacher, einen 1149 cm3 Motor als" 1200 "zu verkaufen. Das ist ein Unterschied von 0,5%. Keine große Sache. Es sei denn, Sie sind Versuche 1200 + / 0,5 zu treffen, wo du 1/2400, 0,0417% brauchst.


Das wäre "Aber das ist die beste Antwort, weil Pi irrational ist" in Kombination mit der Inkompetenz, irgendeinen Stil moderner Produktionstoleranz zu haben und Ingenieure einzustellen, die die Mathematik der High School nicht bestehen? "Ja wirklich?"
TomTom

Hallo TomTom, werfen Sie einen Blick auf Kolbengrößen, sowohl Standardgrößen als auch überbohrte Größen, Pleuellängen und Kurbelwellen. Hier ist Fords: performanceparts.ford.com/download/pdfs/EngineDimensions.pdf Und hier ist für Toyota. Der Toyoda ist besonders interessant. Bei den Kolben handelt es sich meistens um ganze Zahlen von mm, während die Verschiebungen hässlich aussehende 4-stellige Zahlen sind: Zum Beispiel werden Kolben mit 75,00 mm auf mehreren Seiten in Motoren mit 1988, 1077, 1166, 2253, 1290 und 1298 cm³ gefunden.
Bill IV

Hier ist eine Toyota-Kolben- Maßtabelle , die ich offenbar letztes Jahr nicht eingefügt habe : grantpistonrings.com/_Catalog_PDFs/TOYOTA.pdf Einträge sind Fahrzeugname, Motorname , Kolbendurchmesser, mm, Hubraum, CC, Modelljahr für diesen Motor in dieser Fahrzeug: Landcruiser F 90.00 3878 72-75; - Landcruiser 2UZFE 94.00 4663 98-08; - Landcruiser 3URFE 94.00 5663 08-15; - Landcruiser 2F 94.00 4230 74-87; - Landcruiser 3F 94.00 3995 85-89; - Ich schätze die Begeisterung von TomTom, aber die einfachen Tatsachen sind, dass Kolben einfache Abmessungen haben und Verschiebungen nicht.
Bill IV

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Ich würde vermuten, dass der Grund eine Kombination aus der gewünschten Leistung, "realen" Faktoren wie Steuern und praktischen Aspekten ist - welche Kolbengröße haben Sie bereits, wie viele Teile können Sie gleichzeitig auf Ihren Maschinen montieren, was macht Ihr Geschäft Bodentransportsystem aussehen, etc. Dann geben Sie ihm eine Bezeichnung, die die Marketing-Leute glücklich macht und mit dem Bauen beginnt ... Denken Sie daran, dass, während wir denken, dass "4.951 x 10 ^ 3 ml" auf dem Rücken eines Mustangs großartig aussehen könnte, jemand im Verkauf könnte Angst haben, es erklären zu müssen.

Ich glaube nicht, dass das mathematische / gerundete Argument es überhaupt erklärt, bei nur engen Toleranzen (± 0,01 mm) könnten Verschiebungsfehler deutlich unter 0,1 cm³ auftreten. Ich denke, der Gedankengang geht in etwa so: "Wie können wir uns X Litern (oder Kubikzoll) nähern, ohne darüber nachzudenken (Steuern / Versicherungen) und ohne alles neu gestalten zu müssen - und unter Berücksichtigung dieses großen Haufens anderer Einschränkungen."

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