Förbränningshastighet Turbomotor

[Erland Cox]

Det var ett dåligt exempel jag gav på energiavgivande per gradtal ovan.
Det var för en högkomprimerad sugmotor.
Ju högre kompression desto mer expansion och tidigare utnyttjande av cylindertrycket.
Ju lägre kompression desto mindre expansion och trycket kommer att minska mer gradvis.

Erland

[Erland Cox]

Jag läste på om Hondas små motorer och lite om Formel 1 motorer och fick fram de svar jag sökte.
Honda motorn kunde inte spika vid något varvtal om den hade mer än 68 oktan bränsle.
Från 11000 varv gick oktantalet ner till strax över 50 vid 17000 varv.
Anledningen är den korta vägen som flamman behöver gå i en liten cylinder.
Flamfronten mätte dom med joniseringsgap.
Flamfronten för den första delen av förbränningen, antändning, fördröjning och början till flamspridning ökade linjärt med varvtalet.
Från 10 m/sek vid 8000 varv till 24 m/sek vid 16000 varv.
I den andra halvan av förbränningen så ökade flamfronten hastigheten exponentiellt.
Från 44m/sek vid 8000 varv till 200m/sek vid 16000 varv.
Dom varvade motorn upp till 24000 varv.

Det är förklaringen till varför man måste modifiera ett turboförbränningsrum för lägre flamfrontshastighet.

De gamla F1 motorerna under turbo eran hade bränsle som gjorde att förbränningen gick långsammare och tryckkurvan plattare.
När sugmotorerna sen kom hade man bränslen som ökade förbränningshastigheten.
Det står att det gjorde tryckkurvan mer toppig och att det gav upp till 17% mer effekt än pumpbensin men ofta orsakade smälta kolvar.
När V10 motorerna kom så var bränslerestriktionerna mycket hårdare och BMW sa att de bara förlorade 4% på att köra på pumpbensin.

Erland

[Erland Cox]

Om oktantal och förbränningshastighet:

Although higher octane can cost substantially more per gallon, it does not necessarily mean it is better for your car. Higher octane gas is processed through additional steps that further refine the blend and cause it to burn more slowly than lower octanes. These additional processes are what contribute to the higher pricing, but that does not mean the higher octane will offer any advantage over other blends in many engines. Octane does not offer any better fuel mileage, increase engine horsepower, or make the engine start quicker. Higher octane only reduces the likelihood of engine knock or ping.

https://www.hemmings.com/stories/2014/0 ... iced-fuels

Alkoholbränslen har lägre förbränningshastighet, 18-23% långsammare än bensin och mycket högre oktantal.
Det och den kylande effekten av mycket bränsle gör dom lämpliga för turbomotorer.

Erland

[psa]

Jag vet att jag har läst nånstans om just racing bensin och det är inte alltid den brinner långsammare med högre oktan, men dom kan ju styra lite mer vad dom har i.
Jag vill minnas att dom även tog upp exempel på vissa motorer som inte behövde hög oktanigt bränsle, men gav lite bättre effektkurva med det.
Så det bästa är nog att göra som en del gör och testa på den motorn man har uppe i bromsbänken för stunden, det är ibland svårt att förutse exakt hur det kommer reagera.

[Erland Cox]

Det finns snabbrinnande racing bensin med högt oktantal.
Exemplet gällde pumpbensin.
All racingbensin är gjord för speciella applikationer så det finns flera olika sorter.

Erland

[quattro]

Har för mig Jens skrev i någon av sina Dynotrådar att när dom hade nått taket med macksoppa så bytte dom till racingbensin och då sjönk effekten i motorn. Men det gick att kompensera för, genom att höja tändningen - vilket inte gick med macksoppan.
Det stämmer ju väl med det ni skriver här.

[Erland Cox]

Det finns en massa sorter men jag måste hitta infon om dom: https://vpracingfuels.com/master-fuel-tables/

Erland

[whilliam]

Är det inte dumt att ändra något som fungerar på motorer som redan kan lämna mer effekt än de mekaniskt klarar?

Just denna topic hjälper dock till att minska de mekaniska belastningarna på motorn, du berättade inte ifall du kommit längre med kolvdesignen än så som det blev med Svalles, borde finnas mer att förbättra där om tid o ork finnes? Egentligen är det väl inte max effekt som är det stora problemet på B230, det är väl max vrid som ger problem?

Fråga 1 att grunna på, kan man styra squish så att den kan hjälpa antändningen, korta tändfördröjningen, och få det att brinna så snabbt så motorn klarar att leverera med 8 grader förtändning i stället för 20?

Det går säkert men då får förbränningen en för snabb tryckstegring. Det går inte att påverka endast antändningen och tändfördröjningen.

Varför inte? Tändfördröjning och den första delen av tryckuppbyggnadden går ju fortare på högre varvtal, jag tror vi är ense om att det beror på mer energi från squish (och från insugs-tumble, eftersom tiden är drastiskt minskad jämfört med de lägre varvtalen)
Med en mer genomtänkt utformning på squish, så borde du kunna differentiera vilken del av förbränningen den påverkar.

Antändning påverkas av gnistenergin, det är fastslaget att en kraftig gnista ger mindre cykel-cykelvariationer och därmed högre säkerhet och mer effekt.

Fakta 1 att grunna på, ett senare tändläge ger automatiskt ett lägre peaktryck (och senare) och detta beror, huvudsakligen, på att kolven är längre ned så att förbränningsrummet är större (ungefär som lägre kompförhållande)

Det mesta av arbetet utförs de första 30 graderna efter TDC.

Jo, men även här går det att "välja" vilken del av dessa 30 grader som du vill utvinna den största delen av energin. Samma energiavgivning från förbränningen, ger ett mycket högre peaktryck om det (peaktrycket) infinner sig vid 12 grader EÖD än om det befinner sig 18 grader efter.

Vad var det du hade gjort med en 4G63 som fungerade så fruktansvärt bra?

Motorn är ett bra exempel på att extremt sen tändtidpunkt kan ge de högsta effektuttagen som vi hört o sett. Därför tycker jag att vi ska diskutera den och (exempelvis Audi med annorlunda förbränningsrum) och därav få bättre förståelse för hur det hänger ihop med förbränningshastighet.

Att motorer med små kolvdiametrar som Hondan inte spikar på höga varv är att flamfronten inte kan brinna fort nog för att öka trycket över det kritiska över ett visst varvtal. Jag kan läsa igenom deras slutledning. https://www.sae.org/publications/techni ... ?PC=DL2BUY

Erland

Ska vi nöja oss med det "sammandraget" som den absoluta sanningen? Bryter man ner det till delar av förbränningen och då vilka av dem man kan påverka, så kanske det skapar möjligheter till att få, dels större kolvdiametrar att likna, dels sänka varvtalet så att det inte behöver varvas lika brutalt som de gjorde.

[whilliam]

En grej varför jag påvisar varför kortare stakar KAN ge högre toppeffekt och mer 'övervarv'.
Det är pga den långsammare kolvrörelsen kring btdc blir det mer tid för 'ramning' av insugsluften.
Detta bör ge ett större fönster för rameffekten att fylla det lilla sista i cylindern, motorn kan således sträcka ut ett par hundra rpm mer ovanför vad som vore normalt för en motor med 'långa' stakar.
Men jag har aldrig gillat g-krafterna kring btdc med 'korta' vevstakar, vill man ha kolv och kolvbultsproblem är det vägen att gå. *sarkasm*

Men detta beror ju på avstämning och hur insuget är utformat, så på vissa motorkonfigurationer kommer effekten att öka på höga varvtal med kortare stake (precis som du tar upp) men tror du resultatet blir detsamma om allt annat anpassas?

För mig är den största fördelen med längre stakar att belastningen på veven minskas (och bultar/kolv som du tar upp) Det blir mindre obalans i motorn också, eftersom skillnaderna på krafter i ÖD och UD blir litegranna utjämnade med den längre staken.

[whilliam]

Jag hittade en annan bra summering från Cosworth om gasrörelse i cylindern:

1. The mixture concentrated in a single place with the spark as close to its center as practical,
2. With good bulk motion (swirl, tumble or a combination of both)
3. And the optimum turbulent intensity.

To achieve this:
1. Is obtained with a good combustion chamber and piston crown design
2. Is obtained with port design, flow direction and how it blends into the chamber (so called "pressure recovery")
3. Is obtained from valve seat design, also from point 2 and the required squish action, not too little or too much.


Titta på den sista raden, sista meningen. " Not too little or too much.

Erland

Det gäller allting runt motorer och trimning, det gäller ju att få grejerna att "lira tillsammans".
Fast det står inget om var squishkraften skall "träffa", vare sig i tidpunkt (antal vevaxelgrader, eller i förhållande till gnistan) eller rent fysiskt i förbränningsrummet.

Det gör det däremot på första punkten, där tar de upp att blandningen skall vara koncentrerad på en enda punkt.

Jag skrev på engelska till OttoB att den punkt som tändstiftet kan arbeta bäst/snabbast i är just TDC - anledningen är att det går snabbast att antända blandningen vid högsta trycket.
Slutledningen man kan dra av detta är att det GÅR att snabba på antändningen frågan som bör diskuteras är hur det görs på smartaste sätt.

(går det, kanske att utnyttja en chockvåg från squish till att förtäta blandningen just vid stiftet)

[Erland Cox]

Men det är ju skitenkelt att testa dessa teorier.
Du tar valfri turbomotor och kör den med högoktanig racebensin för sugmotorer och jämför det med E85.
Det får ju vara en motor som lämnar minst 300 literhästar.
Inga mekaniska förändringar behöver göras utan bränslet ökar förbränningshastigheten.
Så får du se om du har rätt eller fel.

Erland

[Erland Cox]

Att motorer med små kolvdiametrar som Hondan inte spikar på höga varv är att flamfronten inte kan brinna fort nog för att öka trycket över det kritiska över ett visst varvtal. Jag kan läsa igenom deras slutledning. https://www.sae.org/publications/techni ... ?PC=DL2BUY

Ska vi nöja oss med det "sammandraget" som den absoluta sanningen? Bryter man ner det till delar av förbränningen och då vilka av dem man kan påverka, så kanske det skapar möjligheter till att få, dels större kolvdiametrar att likna, dels sänka varvtalet så att det inte behöver varvas lika brutalt som de gjorde.

Du tog ju inte med sammandraget:

Jag läste på om Hondas små motorer och lite om Formel 1 motorer och fick fram de svar jag sökte.
Honda motorn kunde inte spika vid något varvtal om den hade mer än 68 oktan bränsle.
Från 11000 varv gick oktantalet ner till strax över 50 vid 17000 varv.
Anledningen är den korta vägen som flamman behöver gå i en liten cylinder.
Flamfronten mätte dom med joniseringsgap.
Flamfronten för den första delen av förbränningen, antändning, fördröjning och början till flamspridning ökade linjärt med varvtalet.
Från 10 m/sek vid 8000 varv till 24 m/sek vid 16000 varv.
I den andra halvan av förbränningen så ökade flamfronten hastigheten exponentiellt.
Från 44m/sek vid 8000 varv till 200m/sek vid 16000 varv.
Dom varvade motorn upp till 24000 varv.

Det är förklaringen till varför man måste modifiera ett turboförbränningsrum för lägre flamfrontshastighet.

De gamla F1 motorerna under turbo eran hade bränsle som gjorde att förbränningen gick långsammare och gjorde tryckkurvan plattare.
När sugmotorerna sen kom hade man bränslen som ökade förbränningshastigheten.
Det står att det gjorde tryckkurvan mer toppig och att det gav upp till 17% mer effekt än pumpbensin men ofta orsakade smälta kolvar.
När V10 motorerna kom så var bränslerestriktionerna mycket hårdare och BMW sa att de bara förlorade 4% på att köra på pumpbensin.

Erland

[Kadett4wd]

Men detta beror ju på avstämning och hur insuget är utformat, så på vissa motorkonfigurationer kommer effekten att öka på höga varvtal med kortare stake (precis som du tar upp) men tror du resultatet blir detsamma om allt annat anpassas?

Det låter jag hittils vara osagt, men med en vinkling till det jag skrev om 2.72 ratio på Toyotas F1 motor, de hade det av flera skäl.
Men vad jag läst primärt för att helt enkelt hinna få igång förbränningen till en viss punkt innan kolven var för långt bort.
Många eller iaf några få här inne drar då paralellerna till Nascarmaskiner, de håller ju och har inte 2.72 i ratio.
Deras kolvar är inte upp och vänder ~20000ggr per minut heller (toyota varvade väl över 20000 momentant?)
En kolv kan ju egentigen färdas hur snabbt som helst om man bortser från att trycket i cylinder inte kan driva upp farten mer än till en viss punkt.
Men den kan inte vända hur snabbt som helst, det är ju enorma g-krafter som påverkar den då.
Så i en F1 motor vill man nog ha så mjuk acceleration och retardation som möjligt, vilket långa stakar ger.
De här bouncybounci G-krafterna med korta stakar i btdc är inte liksom inte ödmjuk.

Men vad jag vet är att korta stakar kan tillgodogöra sig högflödande topplock bättre än långa stakar, detta pga det drar igång luftkolumnen annorlunda vid insugstakten.
Mindre risk för reversion.
Men då återigen, kolla vilka fina grenrör de hade på F1 maskinerna för att pricka rätt med extractoreffekten vid rätt varvtal.

[Kadett4wd]

Motorn är ett bra exempel på att extremt sen tändtidpunkt kan ge de högsta effektuttagen som vi hört o sett. Därför tycker jag att vi ska diskutera den och (exempelvis Audi med annorlunda förbränningsrum) och därav få bättre förståelse för hur det hänger ihop med förbränningshastighet.

En av världens snabbaste 4or på strippen har ju min lilla guldklimp, Opel C20xe, Caca Daud.
Han kör inte många grader mer heller i förtändning än 4g63 motorn många andra kör.
Audimotorn i mina ögon(även om jag hjälpt många få bra fjong i dem) är ett riktigt sorgebarn som borde deletas från jordens yta

Honda K-series med ca 13-1 i komp och ca 3bar absolut brukar de köra kring 10-12grader med E85 och plockar då en bra bit över 1200hk

[whilliam]

Att motorer med små kolvdiametrar som Hondan inte spikar på höga varv är att flamfronten inte kan brinna fort nog för att öka trycket över det kritiska över ett visst varvtal. Jag kan läsa igenom deras slutledning. https://www.sae.org/publications/techni ... ?PC=DL2BUY

Ska vi nöja oss med det "sammandraget" som den absoluta sanningen? Bryter man ner det till delar av förbränningen och då vilka av dem man kan påverka, så kanske det skapar möjligheter till att få, dels större kolvdiametrar att likna, dels sänka varvtalet så att det inte behöver varvas lika brutalt som de gjorde.

Du tog ju inte med sammandraget:

Jag läste på om Hondas små motorer och lite om Formel 1 motorer och fick fram de svar jag sökte.
Honda motorn kunde inte spika vid något varvtal om den hade mer än 68 oktan bränsle.
Från 11000 varv gick oktantalet ner till strax över 50 vid 17000 varv.
Anledningen är den korta vägen som flamman behöver gå i en liten cylinder.
Flamfronten mätte dom med joniseringsgap.
Flamfronten för den första delen av förbränningen, antändning, fördröjning och början till flamspridning ökade linjärt med varvtalet.
Från 10 m/sek vid 8000 varv till 24 m/sek vid 16000 varv.
I den andra halvan av förbränningen så ökade flamfronten hastigheten exponentiellt.
Från 44m/sek vid 8000 varv till 200m/sek vid 16000 varv.
Dom varvade motorn upp till 24000 varv.

Det är förklaringen till varför man måste modifiera ett turboförbränningsrum för lägre flamfrontshastighet.

De gamla F1 motorerna under turbo eran hade bränsle som gjorde att förbränningen gick långsammare och gjorde tryckkurvan plattare.
När sugmotorerna sen kom hade man bränslen som ökade förbränningshastigheten.
Det står att det gjorde tryckkurvan mer toppig och att det gav upp till 17% mer effekt än pumpbensin men ofta orsakade smälta kolvar.
När V10 motorerna kom så var bränslerestriktionerna mycket hårdare och BMW sa att de bara förlorade 4% på att köra på pumpbensin.

Erland

Fast jag vill att vi kommer vidare från detta, fortsätt med dina egna tankar kring detta. Det ger inget att "nöta" på samma fläck på post efter post?