lotus engine simulation, "lite sidospår turbo deep tech"

[Cedric]

Nu börjar vi snacka
Precis vad jag är ute efter, jag VILL ha dålig turbinverkningsgrad på höga varv (läs tryckförhållanden), tillverkarna vill det inte.
Att man då tappar turbinverkningsgrad på låga flöden (där även jag vill ha hög) får man ta igen på andra sätt.

Höga tryckförhållanden har man ju även i pulspeaken på låga motorvarvtal, även fast flödet är lågt. Man rör sig ju i mappen rätt mycket under en motorcykel, om man har ett kompakt grenrör dvs. Har svårt att förstå varför man vill ha dålig verkningsgrad någonstans i mappen, såvida man inte försöker få upp ett högt mottryck för att driva över EGR till exempel, eller av någon anledning inte kan få till en WG som är stor nog. Men låg verkninsgrad kommer kosta pumparbete, vilket i sin tur kommer kosta motoreffekt. Du får gärna utveckla om jag missat något..

[Big Al]

-

[Cedric]

Jo, pulståget kan bli riktigt stökigt, mer eller mindre beroende på hur WG ser ut. Att använda dålig verkningsgrad för att tvinga gasen genom turbinen är oerhört ineffektivt dock, det kommer kosta massivt mycket pumparbete, men ja, motors punkt med högst verkningsgrad kommer inte vara en med mycket WG, den saken är säker. Att däremot ha en större turbin och expandera igenom på höga varvtal istället för liten turbin+wg ger alltid bättre resultat. Vet inte riktigt hur din modifiering ser ut, om jag får gissa så påverkar det ju uppenbarligen sväljförmågan utan att straffa ut verkningsgraden för hårt. Har väldigt svårt att se att man inte kan matcha sig till en bättre turbinlösning du är ute efter maximal effekt på höga varvtal om man har fria tyglar att byta laddare.

[whilliam]

Big al.
Ditt påstående att en turbomotor som laddar 2 bar alltid är bättre än en som laddar 1 bar vid en given effekt till exempel. Har du något praktiskt exempel där du testat detta?

Rent teroretiskt stämmer inte detta då man alltid får en värmeökning när man ökar trycket.
Att värma upp luft och kyla ner den är två saker man aldrig kan göra helt utan förluster.
Detta har jag testat praktiskt oxå och upplevt att en motor med hög sugmotoreffekt och lågt ladd alltid går bättre och fungerar bättre än tvärt om.

Men motbevisa mig gärna Alexander, jag har gärna fel om jag kan få lära mig något nytt i utbyte!

Hej Viktor!
För det första vill jag säga att jag håller med om att Big Al uttryckt sig lite väl "svart o vitt" här, jag uppfattade det som att han menade att tryckdeltat över motorn alltid blir bättre (och det håller jag med honom om) men om han menade så som du tolkat det, då har han ju inte rätt eftersom ett sådant uttalande endast stämmer ifall turbon är anpassad till ett sådant arbete. Menar alltså att det är dumt att sätta in ordet "alltid" (det är det ordet som gör uttalandet "svart o vitt")

När man läser inlägg så är det bra om man läst de föregående också (bara för att det blir bättre förståelse då) det är också bra om man verkligen försöker tolka vad skribenten menar eftersom det verkar som att inte någon av oss är mästare på att formulera oss

Det fetmarkerade området ovan, kan jag svara på så här: Ta en motor på 2000cc ladda 1.5 Bar på den, i praktiken, oavsett hur man än portar o byter kammar så kommer man aldrig upp i mer än c:a 550Nm som mest och detta motsvarar c:a 430Hp vid 5500rpm. Låt os nu säga att den aktuella motorn (den portade och med 550 Max Nm) ger 650 Hp vid dryga 8000rpm (den tål inte att varvas så himla mycket mer, så varvstoppet ligger på 8500rpm)

Nu tar vi en oportad motor, den behöver ett laddtryck på 2.2 Bar för att ge 650Hp vid 8000rpm, vid 5500 rpm så ger det högre laddtrycket alltid ett större vridmoment och typiskt för 2.2Bar på en 2000cc är 640Nm vilket motsvarar drygt 500Hp.
Vi har alltså fått en motor som har ett bättre körbart register och den kommer att accelerera snabbare än i första exemplet - det finns också en anledning till att laddtryck är begränsat i massor av motorsportgrenar, detta beror nästan alltid på att man vill att bilarna inte ska bli "för" snabba.

När det gäller diskussion med Erland, så är han väldigt speciell. Beskrivs bäst som "motvalls kärring"...... Han är fruktansvärt duktig och kunnig på de flesta områden inom motorteknik men när det kommer till exempelvis turbo så har han inte så stor kunskap (vilket han själv också erkänner)
Att då "hoppa på" andra och säga att de ska "läsa på" är inte riktigt rätt väg att gå om man vill få en givande diskussion. Ta senaste replikerna t.ex. : "Ännu tydligare: använder du pulsernas energi så blir de försvagade, eller?" Här frågar jag (och påstår tidigare i inlägget)om han har någon annan förklaring till hur man kan använda energin och ändå ha den kvar?
Detta är ju ändå en av de mest grundläggande fysiska principerna och han verkar totalt bortse från den?

Han svarar undvikande med exempelvis detta:
"Ljudvågen bryr sig inte om vad hjulet gör bara att det är en areaförminskning.
Det behöver inte vara en plugg utan förminskningar reflekteras lika och förstoringar vänder tecken."

Det är ett kategoriskt påstående utan saklig grund och definitivt inte ett svar som inbjuder till diskussion på ett område var han har väldigt liten praktisk och teoretisk erfarenhet.
Du kanske inte håller med, men jag anser att har man använt pulsenergin till att få hjulet i rotation så har hjulet tagit upp energi. "käkat pulsen"

[whilliam]

Påståendet om metanol kontra övriga bränslen vill jag mer än gärna få en förklaring på...!

Erland svarade ju på detta och hade många bra inputs men det som huvudsakligen var i linje med vad jag "fiskade efter" var att förbränning ska gå så snabbt som möjligt samt att vid överberikning så har man säkerställt att det värdefulla syret har tillgång till "brännstoff" på närmsta molekylnivå.

Kadett4wd tog upp det bundna syret och fick svar av Erland, kan förenkla detta till att syret på ett automatiskt sätt ingår i förbränningen och är med i slutprodukterna vatten och koldioxid, däremot kan man inte "tillgodoräkna" sig den energin som man skulle kunna tro utan den har åtgått i processen.

Nästa steg (vore kul om andra svarade, för vad jag förstått så är det väldigt få som känner till dessa saker, åtminstone av de som mappar)
är att Bensin innehåller både kol och väte som kan förena sig med luftens syre, vätet är det mest "reaktiva" (brinner snabbast) av dessa och vid överberikning så får man snabbare förbränning om man hittar rätt överberikningsgrad för att "offra" lagom mycket kol. Man kan inte berika tills det kyler för mycket (då sjunker effekten) utan det handlar om en balansgång.

[whilliam]

Denna påbörjades på sidan 9

Kommer att påbörja en förklaring kring det som kallas "avgasmottryck" i folkmun och den enda jag sett i trådarna på Sävar som verkar vara med på hur detta hänger ihop är Big Al, så han får gärna flika in nån kommentar om han tycker att jag är ute o cyklar.

Ditt exempel med "500 häst på ett bar" är lämpligt att börja med (och särskilt som du faktiskt har svarat vad det var för "trolig" turbo)
Kan det ha varit denna:
Som synes lämnar den 50 pounds (motsvarar ungefär 500Hp) vid 1 Bar och 77% verkningsgrad. Den motorn lämnade ju 787.7 Hp som Max och detta på 2.3Bar i det registret så är kompressorverkningsgraden 74%. Det finns turbos som ger den effekten med över 80% verkningsgrad på kompressorn, vad tror du (eller nån annan) händer med det som kallas avgasmottryck då? Om man fortsätter, och kör ända ut i "kanten" av kompressormappen, verkningsgrad 58% Vad händer då med avgasmottrycket?

Jag vill fortfarande ändra på sättet att tänka "flöden" och "tryck" att förstå sig på allting runt en turbomotors "kretslopp" går mycket enklare om man tänker på energin i stället.
När jag, senare i vinter, är klar med denna förklaring så hoppas jag att de flesta förstår att olika "värden" på avgasmottryck är en ointressant sak att koncentrera sig på. Sitter motorn i en bänk, så har man en effekt att att mäta, denna kombinerad med förståelse kring turbon ger all nödvändig information.

Jag kan köpa att man mäter avgasmottryck när man mappar på gata, men detta ser jag väldigt sällan och har man en bra logg, så brukar denna kunna approximera en motoreffekt och då behäver man inte heller där mäta avgasmottryck.

OBS. pratar om statiskt tryck i grenrör, att mäta i downpipe är alltid Ok

Får fortsätta på denna själv då, avgasmottrycket eller den energi som vi belastar motorns avgassida med är direkt beroende av kompressorns förbrukning, eftersom det sker förluster i omvandlingen avgasventil--> grenrör-->avgashus-->turbinhjul-->lagerdel och slutligen i kompressorhjul till bildat tryck (det är här vi har börjat nu) så är en väldigt liten verkningsgradsändring på kompressorn väldigt avgörande för avgassidan och det är också detta som syns när man försöker mäta "avgastryck" man mäter alltså i praktiken något som man nästan visste innan man startade motorn (förutsatt att man vet vad det är för prestanda på turbon)

När man maxar ut turbon längst ut i änden av mappen (där den har 58% angivet) så krävs det alltså ofantligt mycket mera avgasenergi. Man ser en sak till i kompressordiagrammet och det är att om vi vill ha högsta verkningsgrad i 78% området så ska vi ladda 2-2.1Bar men vid 58% verkningsgrad (maxnivå) så ska vi ladda liten aning till 2.2-2.3 Bar är var flödet är som högs utan övervarv. Detta visar att om vi sänker laddtrycket till 1.5 bar så är denna kompressor inte matchad där.

[whilliam]

Turbinhjulets "bortkastande verkan" är ett intressant uttryck. Inne i ett turbinhjul som roterar med typ 100 000 rpm skapas en stark centrifugalkraft som vill kasta ut avgaserna samma väg som de trycks in. Man skulle kunna säga det energimässigt är "uppförsbacke" för avgaserna att ta sig in i turbinhjulet. Denna kraft måste avgaserna övervinna för att kunna ta sig igenom turbinen och därigenom skapar den ett grundavgasmottryck som samvarierar med turbinens rotationshastighet. Principen är exakt densamma som för kompressorhjulet, som slungar ut luften med hjälp av centrifugalkraften.

Håller ni med ?

Håller med och skrev just detta i ett inlägg. Just detta brukar sällan dyka upp, tveksam till att det är många som tänker på det. Hur kom du fram till detta? Kommer att gå djupare in på detta under vintern, har en tanke att det ska skapas lite större förståelse kring "avgastryck" när jag är färdig

[Cedric]

Det är ingen konstighet egentligen, det brukar läggas under det som kallas windage losses i ett turbinsteg. Som du säger så kommer turbinen att bete sig lite som en kompressor om man inte matar den med flöde. Vilket gör att i en inaktiv sektor (tex en twinscroll, medans pulsen blåser i den motsatta scrollen) kommer mottrycket inte vara så lågt som förväntat och förluster kommer att ske, och det påverkar pumparbetet rätt mycket. Så att ha en turbin med tex 4 eller 6 inlopp kan i teorin se jättebra ut pga separeringen, men iom att man har jättemånga sektorer där det inte kommer något massflöde under stor del av cykeln=stora förluster i kommer totala verkningsgraden för systemet bli kasst. Kanske förklaringen blev för snurrig, men det är inte så lätt att förklara i en kort forumpost.

En sak som många inte tänker på är att höga varvtal inte är gynnsamt för flödet genom turbinen, kollar man i en turbinmapp för ett givet tryckförhållande så flödar turbinen mer ju lägre varvtalet blir. Nu är färgskalan reducerat varvtal, men jag tror den illustrerar tillräckligt, det är nog inte alla som tänker på det. Tex så sätter du en större kompressordiamter på en å samma turbin så kommer flödeskapaciteten i turbinen gå upp vid en given driftspunkt.

[Virre1230]

[/quote]
Hej Viktor!
För det första vill jag säga att jag håller med om att Big Al uttryckt sig lite väl "svart o vitt" här, jag uppfattade det som att han menade att tryckdeltat över motorn alltid blir bättre (och det håller jag med honom om) men om han menade så som du tolkat det, då har han ju inte rätt eftersom ett sådant uttalande endast stämmer ifall turbon är anpassad till ett sådant arbete. Menar alltså att det är dumt att sätta in ordet "alltid" (det är det ordet som gör uttalandet "svart o vitt")


Det fetmarkerade området ovan, kan jag svara på så här: Ta en motor på 2000cc ladda 1.5 Bar på den, i praktiken, oavsett hur man än portar o byter kammar så kommer man aldrig upp i mer än c:a 550Nm som mest och detta motsvarar c:a 430Hp vid 5500rpm. Låt os nu säga att den aktuella motorn (den portade och med 550 Max Nm) ger 650 Hp vid dryga 8000rpm (den tål inte att varvas så himla mycket mer, så varvstoppet ligger på 8500rpm)

Nu tar vi en oportad motor, den behöver ett laddtryck på 2.2 Bar för att ge 650Hp vid 8000rpm, vid 5500 rpm så ger det högre laddtrycket alltid ett större vridmoment och typiskt för 2.2Bar på en 2000cc är 640Nm vilket motsvarar drygt 500Hp.
Vi har alltså fått en motor som har ett bättre körbart register och den kommer att accelerera snabbare än i första exemplet - det finns också en anledning till att laddtryck är begränsat i massor av motorsportgrenar, detta beror nästan alltid på att man vill att bilarna inte ska bli "för" snabba.

[/quote]

Hej Whilliam!
Självklart kan det bli fel på forum då vi alla uttrycker oss "fel" ibland och det tolkas fram och tillbaks.
Det jag började att reagera över var då big al sa att man inte bör öka flödet i en motor, och bör inte skaffa "bättre" kammar (nu tänker jag rödblock vilket kanske är fel? Han kanske syftade på bmw S54 lika gärna?)
Personligen tycker jag att man alltid bör ladda så lite som möjligt för att få tänkt effekt. Självklart så går inte alltid detta pga reglementen, motorvolym och andra begränsande faktorer.

Om man tar dina två motorexempel.
Kommer den "slöa" motorn att orka spoola igång en lika stor turbo lika snabbt som den vassare motorn gör? Min erfarenhet säger att den inte gör det, men som sagt, jag har gärna fel ifall jag kan lära mig något utav det.

Beroende på arbetsområde så är ju dina två motorexempel olika bra.
T.ex i drifting kan den otrimmade motorn vara bättre, men i dragrace eller på gatan bör den trimmade fungera bättre då den ger mindre vrid för samma effekt.

[Erland Cox]

Om vi lämnar teorins värld ett tag och ger oss ut i verkligheten med exempel på olika turbo applikationer.
Jag har nämnt den B230 med 500 hästar vid 1 bar och visat en tändningsbegränsad bromskurva vid 2,3 bar.
Den motorn har portad 531 topp med 46-38 ventiler, ett KL gjutet insug, en kam med 267-264 vid 1,27 med 14,6mm lyft in och 14mm ut, ca 8,5:1 i komp.
Toppen och kammen gjord för max effekt runt 6500 men ofta lämnar turbomotorer effekten på högre varv eftersom turbon hjälper till med pumpningsarbetet.
Bränslet är E85. Då har jag visat ett exempel på en bra gatmotor där effektuttaget begränsas av motorblockets hållbarhet.
Trimmad motor med möjlighet att styra effekten med laddtrycket.

Kan jag få ett exempel på en otrimmad sån motor och vad den presterar så kan vi ju diskutera resultaten.
Att diskutera fysikens lagar är bara lönt att göra med de som förstår dom så det lägger jag ner.

Erland

[Erland Cox]

Stora anledningen till att en Volvo 940 år slö så länge man behåller originalsprutet är inte turbon och grenröret.
Grenröret på dom är riktigt bra och 13C turbon funkar till det den ska.
Volvos sprut går helt på lambdatarget och så fort det blir positivt tryck i insuget så fetar sprutet på alldeles för mycket.
Jag hade nyligen en 740 turbo med 940 grenrör, portad topp med originalventiler och nån T25 turbo.
Automat så den gav bara 175 hästar i bänken men var riktigt kul att köra.
Men den kom aldrig i närheten av sin potential eftersom den kylde bort massor av effekt.
Jag har aldrig hittat nån som kunnat ändra lamdatarget i originalsprutet för det är där den stora proppen sitter.
Såg i bänken att så fort det blev positivt tryck så dränkte den sig.
Jag kan nog hitta bromspappren i grabbens dator.

Erland

[whilliam]

@Viktor: Din fråga om att spoola igång turbon besvaras nog enklast så här: Beror på vilket varvtal som behöver användas för spool, normalt sett när man portar och byter kammar för att få mer effekt i området 6000-8000rpm så blir inte motorn direkt något bättre vid 2500-3500, tvärtom kan man ofta se en försämring där. Vid ett något högre varv kanske 3000-4500 kommer den att bli bättre, allt beroende av hur mycket man "sugmotortrimmar" den. Självklart kan man optimera motorn för varvtal någonstans mellan 2500-3500 också och då kommer turbon att spoolas hårdare än med OEM motor men det är ovanligt att detta område favoriseras.
Jag lägger in en kurva på en motor som jag tycker har bra register. det är inte portat och det sitter inga special trimdelar på denna förutom intercooler 3" avgas och en turbo byggd för uppgiften. Precis som i Erlands exempel så är den begränsad i vrid med både laddtryck och tändkurva eftersom att det rör sig om originalkolvar (T5 turbons) och att det opendeck-system som är på femmorna inte tål hur mycket vrid som helst.
Maxeffekt på 530Hp och en väldigt rak o förlåtande vridkurva från c:a 3300rpm som maxar på 695Nm
[img=http://forumbilder.se/I45QR/volvo-2-4-liter.jpg]

[Erland Cox]

Är det en motor som du är inblandad i Whilliam eller bara en du har hittat på nätet?

Erland

[Manfred]

En motor som går med mindre laddtryck och mer "sugmotoreffekt" känns ju spontant som att den håller bättre. Hur kommer det sig? Finns ju många bra exempel här på Sävar där Jens och gänget har fått standard Volvo bottendelar att hänga med till högre effekter än vad vissa anser vara "lämpligt".

[Kadett4wd]

En bra bild.

Kolla vad som sker vid ~360 grader och ~720 grader, det är cylinder ett.
Du får ett tryck på upp mot 3bar i grenröret vid blowdown vid några grader efter 360 grader.
Som sedan sjunker ned till ca 1.3bar ~360 grader senare, detta medan laddtrycket fluktuerar kring 2.1-2.25bar
Med denna bild kan man med andra ord nå upp emot 1,3bar avgasmottryck runt där båda ventiler är öppna.
Då har man en rejäl ventilering av den döda volymen i förbränningsrummet(det som kolven inte kan klämma ut) med styrka kring 0,8bar i differanstryck(0,8bar högre tryck i insuget)