V

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 vélstöðujafnvægi þar sem F1D1
F2D2

• .

6
Sprengihreyfill eða brunahreyfill

• 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

7
Tegundir sprengihreyfla

• Tvígegnisvél
• - hefur tvo takta
• Fjórgengisvél
• - hefur fjóra takta
• Wankel-vél
• - Þríhyrnd hjámiðja

• Athugið!
• Þessar þrjár tegundir þarf að þekkja og geta
  skilgreint

8
Tvígengisvél

• 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

9
Grunnatriði
D
A

• 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)

E
F
B
C
G
H
10
Þjapp- sogslag.

• 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.

Loft, bensín og olía inn
11
Þjapp- sogslag

• 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.

12
Afl- útblástursslag

• 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

13
Afl- útblástursslag

• 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

14
Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir
fjórgengisvélina

• Hún hefur enga loka (ventla) sem einfaldar og
  léttir vélina töluvert.  ( en til eru
  undantekningar þar sem vélar eru með
  útblástursloka)

15
Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir
fjórgengisvélina

• Einnig er aflslagið helmingi oftar en í
  fjórgengisvél sem gefur tvígengisvélinni meiri
  aflaukningu s.b. snjósleða og krossmótorhjól

16
Tvígengisvélin hefur þrjá kosti fram yfir
fjórgengisvélina

• 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

17
Tvígengishreyfill
           
           
Sprengirými

• Sveifarás

Útblástur
Olíublandað loft inn
Aflúrtak
18
Tvígengishreyfill
Útblástur
Olíublandað loft inn
Sveifarás
19
Fjórgengishreyfill

• 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.

20
Fjórgengishreyfill

• 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.

21
Fjórgengishreyfill

• 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.

22
Fjórgengishreyfill helstu hlutar

• E- I knastás
• S kerti
• W kælirásir
• V ventlar
• P Stimpill
• R Stimpilstöng
• C Sveifarás

23
Fjórgengisvélin

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

24
Fjórgengisvélin

• SOGSLAG
• Sogventill opnast
• Loft dregst inn um soggrein inn í brunahólf
• Stimpill fer niður

25
Fjórgengisvélin

• ÞJAPPSLAG
• Ventar lokast
• Loft þjappast saman í brunahólfinu
• Stimpill fer upp

26
Fjórgengisvélin

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

27
Fjórgengisvélin

• AFLSLAG
• Ventlar lokaðir
• Sprenging í brunahólfi
• Sprengingin ýtir stimplinum niður

28
Fjórgengisvélin

• ÚTBLÁSTURSSLAG
• Útblástursventill opinn
• Afgasið fer út í pústið
• Stimpill fer upp

29
Fjórgengisvélin
Kerti
Knastásar
Sogventill
Útblástursventill

• 1 Sogslag
• 2 Þjappslag
• 3 Aflslag
• 4 - Útblástursslag

Sveifarás
Olía
Panna
30
Nokkrar gerðir af fjórgengisvélum

• Línuvélar
• V- vélar

• Boxervélar

31
Fjórgengishreyfill

• Línuvél
• Þá eru stimplarnir í einni röð

Stimpill
Sveifarás
32
Fjórgengishreyfill

• V- vél
• V-vélin tekur mun minna pláss en línuvél.

• Stimplar mynda V

33
Fjórgengishreyfill

• Boxervél
• Boxarinn er mun flatari en v-vélin

34
Wankel-vélin

• 1 Loft inn frá soggrein
• 2 - Útblástur
• 3 - Vélarhús
• 4 Loft / brunarými
• 5 / 7 - Stjörnugír
• 6 Rótor / stimpill
• 8 - sveifarás
• 9 - Kerti

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
Neisti kveikir í blöndunni
Loftinntak
Þjöppun
37
Svo eru það allir hinir hlutar vélarinnar

• Getið þið nefnt einhverja?

38

• Sveifarás er ás í brunahreyfli, knúinn af
  aflslagi stimpla, sem sér um að koma afli frá
  stimplum til kasthjóls (svinghjóls). Hann sér
  einnig um að snúa kambási, vatnsdælu, rafal og
  stundum viftu, loftkælingu og forþjöppu.