Sävar Turbo Site

jag och linkan i umeå har flödat och funderat hur metanol påvärkar beräkning av grenrör och gashastigheterna i toppen.

jag skrev ett inlägg på speedtalk och fick ett bra och intresant svar direkt, vilken fint forum


intresant att man tappar så mycke fyllnadsgrad med metanol, men man lär ju få tillbaka effekten med de syrebärande soppan i slutändan men beräkningarna blir annars, intresant iallafall.

länk http://speedtalk.com/forum/viewtopic.php?t=9738

Man måste registrera sig för att man ska kunna se länken.

//tobbe

tobbeturbo skrev:Man måste registrera sig för att man ska kunna se länken.

//tobbe

det är möjligt, samma typ av forum som sävar så ni vet ju hur man gör

hej jens kan du inte klistra in svaret eller skriva en samanfatning för jag har försökt att regga mig men det funkade inte

Mattz

ok det kan jag göra !




jens fråga (tack mattias för att du renskrev frågan då min engeska är lite risíg)

Hi there!

I have a question regarding header design for E85 or methanol injected engines, to maxracesoftware and others.

My small engine shop in northern Sweden works with mostly cylinder heads and turbo systems and I do 4-5 cylinder head flow tests every week for customers, I also try to help them with some basic header design, and with the intake and cylinder heads.

For most part I relay my own experience and Pipe-Max to help steer them in the right direction, but last week I had a comp A altered customer that runs on alcohol and I don’t really know how to determine the right header and intake runner speeds?

As leaded race fuel is illegal in Sweden, the best fuel around for racers is E85 and methanol.

I heard that the heads in most cases are larger? And the exhaust temp is lower but I don’t have the experience to suggest something to my customer in this case. Is it a simple % correction or is it more complex?


Here is more engine data:

Chevy BB 538cui 100% methanol

VE 117% ?
4.6” bore
4”stroke
C-C rod 6.535
Peak hp rpm 7800?
15:1 komp
2.4” intake valve
0.34 stem
Cam lift intake 840-880” (rocker rato??)
Dur 0.05” in 286
Deg center line 114
Lobe center angel 114
Valve exhaust 1.9
0.34 stem
Lift 760 -790 (rocker rato??)
Dur 0.05” 310
Centreline length 4.37


The cylinder heads are some old Pontiac pro stock heads that flow:

In 850” =466cfm/28” 1.0” 490cfm
Ex 850”=378cfm/28 1.0” 390cfm

It has 4.4” area in the cylinder head. Intake runner, too big or small??
Tunnelram intake.

Transmission is a Turbo Action Powerglide .

Any tips and suggestions are welcome!
_________________
www.savarturbo.se

svaret från maxracesoftware som skrivit programet pipe max

--------------------------------------------------------------------------------

yes the Exh EGT's will be at least 100 deg F cooler w/Methanol.

the ignition BTDC seems to stay the same or within +/- 1 deg
with Methanol -vs- Race Gas

the Header specs are also close enough w/Methanol -vs- Race Gas

Methanol loves a lot of Lift , larger CSA's in the 260 fps range,
and 14+ CR upwards, Fuel Injection , and Magneto, tighter plug gaps,
slower short turn apex speeds


start off at 260 fps with Methanol
and at 7800 RPMs you are already close to that,
so your 4.4 sqin area is good enough

with Methanol you automatically instantly loose
8 to 10 percent VE% , so i'm pretty sure you will never see 117% ???

i know you're inputing 117VE to correlate to FlowBench's
466 to 490 CFM......but i don't think you will access that much CFM
in real life.


i'd run .920+ int lift and high .880's exh lift with methanol
or less like you posted if you want a little more valvetrain life?
_________________
Meaux Racing Heads
MaxRace Software
ET_Analyst for DragRacers
www.maxracesoftware.com

jag undrar hur effekten blir igenteligen med metanol när ve sjunker med 7-10%?? den borde ju metanolen kompensera tillbaka då den är syrebärande?? eller är riktig race soppa lika syrebärande??

känns som man inte har så mycke koll på sånt här

skulle tro att järnet har rätt bra koll på sånt?



107%ve

600 RPM/Sec Dyno Test Lowest Low Average Best
Peak HorsePower 953.9 993.2 1012.8 1032.4
Peak Torque Lbs-Ft 706.9 736.0 750.5
765.1

117%ve

600 RPM/Sec Dyno Test Lowest Low Average Best
Peak HorsePower 1088.6 1133.3 1155.7 1178.1
Peak Torque Lbs-Ft 797.6 830.4 846.8 863.2









om man då räknar på 107% metanl VE så blir ett grenrör så här......



--- Single Primary Pipe Specs --- for 531.810 CID from 5800 to 8300 RPM
Diameter= 2.242 to 2.367 Length= 27.6 to 30.5 inches long



--- 2-Step Primary Pipe Specs ---
1st Dia. inches= 2.242 Length= 13.8 to 15.2
2nd Dia. inches= 2.367 Length= 13.8 to 15.2



--- 3-Step Primary Pipe Specs ---
1st Dia. inches= 2.242 Length= 13.8 to 15.2
2nd Dia. inches= 2.367 Length= 6.9 to 7.6
3rd Dia. inches= 2.492 Length= 6.9 to 7.6



--- Header Collector Specs (Conventional Straight Tube) ---
Diameter= 4.053 to 4.303 Tuned Lengths= 15.1 best and also 7.5 or 30.1




--- Header Collector Specs (Megaphone or Diffuser Cone Shape) ---
Diameter= 3.553 taper to 4.553 Megaphone/Diffuser Length= 15.1 inches




Best HP/TQ Tuned Collector Lengths= 15.1 , 30.1 , 60.3 , 120.5 inches long



Worst HP/TQ Loss Collector Lengths= 22.6 , 45.2 , 90.4 , 180.8 inches long









om man räknar på 117% bensin VE så blir grenrören så här.....



--- Single Primary Pipe Specs --- for 531.810 CID from 5800 to 8300 RPM
Diameter= 2.179 to 2.304 Length= 25.8 to 28.7 inches long
--- 2-Step Primary Pipe Specs ---
1st Dia. inches= 2.179 Length= 12.9 to 14.3
2nd Dia. inches= 2.304 Length= 12.9 to 14.3
--- 3-Step Primary Pipe Specs ---
1st Dia. inches= 2.179 Length= 12.9 to 14.3
2nd Dia. inches= 2.304 Length= 6.5 to 7.2
3rd Dia. inches= 2.429 Length= 6.5 to 7.2

--- Header Collector Specs (Conventional Straight Tube) ---
Diameter= 3.946 to 4.196 Tuned Lengths= 14.4 best and also 7.2 or 28.8

--- Header Collector Specs (Megaphone or Diffuser Cone Shape) ---
Diameter= 3.446 taper to 4.446 Megaphone/Diffuser Length= 14.4 inches

Best HP/TQ Tuned Collector Lengths= 14.4 , 28.8 , 57.7 , 115.3 inches long

Worst HP/TQ Loss Collector Lengths= 21.6 , 43.3 , 86.5 , 173.0 inches long

Note-> all Pipe Diameters are OD and based-off .0625 inch Pipe thickness



intresant vetande är att grenrören blir mindre i dim ju högre VE (fyllnadsgrad) man har i en motor generelt

Jens Gustavsson skrev:jag undrar hur effekten blir igenteligen med metanol när ve sjunker med 7-10%?? den borde ju metanolen kompensera tillbaka då den är syrebärande?? eller är riktig race soppa lika syrebärande??

känns som man inte har så mycke koll på sånt här

skulle tro att järnet har rätt bra koll på sånt?

Luftbränsleblandningens densitet blir som sagt avsevärt högre med mettis som bränsle, man kan välja att se det att blandningen går tyngre att dra genom insugen och att man därför behöver minska flödesmotståndet (kan vara att öka flödet kanske de 7-10% som Larry säger, ev kan jag räkna på det teoretiskt och få fram en riktvärdessiffra om hur mycket man skall kompensera, men det är riktigt, riktigt svårt att räkna på och jag vet inte när jag kan ha tid till det)
alternativ vy på det hela är att man måste sänka gashastigeten i böjen av kanalen för att minska centripetalaccelerationen som kompensation för högre densitet,
slutresultatet blir samma, en större kanal för att kompensera för tyngre gasmassa
Same shit på avgassidan, mycket större gasmassa som skall ut, borde generellt leda till lite grövre rör, antaget att de var rätt size innan (not?)
Bör/kan idealiskt gå att eliminera VE förlust
Potentiell effektvinst, tror jag skrev om det i:
http://forum.savarturbo.se/viewtopic.php?t=8124

Det här med syrebärande bränslen, <dödsrossling>:roll: det dyker upp ofta även i diskussioner bland de som borde ha bättre vetande. Vrider mig när jag hör om detta från dragracingspeakers, läser om det i biltidningar, sk. "avancerade" motorböcker, eller forum. WTF nu får det vara nog!

Det finns inga flytande bränslen, ( förutom Lustgas och flytande syrgas, mm, men de är oxidizers, inte bränslen), som innehåller fritt syre
ALLA kolvätebaserade bränslen kan innehålla oxygenatomer men dessa är ALLTID bundna i ekvivalens, innebär att de ALDRIG kan ge nettotillskott i förbränningen, precis som kväve (N) är dessa dödvikt som inte uträttar något nyttigt eftersom de (O) redan "är upptagna i annat parförhållande".
Effektivt värmevärde efter beståndsdelar:
Hi=35,2*C+94,4*H+10,5*(S-O) [MJ/kg] (Enligt Boie)
Väte (H) ger mest, sedan kol (C), svavel (S) ett litet tillskott och syre (O) ett rent tapp...

Slutdiskuterat om detta med syrebärande bränslen nu hoppas jag.

<snäll nu igen...>

/Järnet

jo syrehalt vart fel tack för ett bra svar igen, alltid intresant att höra dina tankar

som sakt var jag är ingen kemist på bränslen man har mest kört 98 oktan och lite fränare csp bensin sen har man nog sniffat förmycke aluminium damm för att man ska minnas allt man läst, så här sa du......

Järnet skrev:

Metanol kan ge, max uppfetad och utan komp eller laddtryckshöjning ~21% mer effekt än bensin vid A/F 4.6=40% fetare än stokimetri...Motsvarande siffra för etanol är ~12% vid A/F 6.9....=~30% fetare än stokimetri. Dessa värden räknat endast på ökningen av tillgänglig värmeenergi från bränslena. Kyleffekten hos metanol och etanol gör att den verkliga ökningen kan bli ännu större.
Återigen, eftersom både etanol och metanol ger möjlighet till komp och laddtryckshöjningar i större utsträckning än vad oktantalen indikerar så finns det optimerat ngt jävulskt att hämta...
...Speciellt vid överladdning...





Mvh
/Niklas

men hur som helst du tror att effekten ska kompenseras iallafall än fast man kanse tappar 10%ve?

du tycker att man ska bygga lite grövre rör än vad pipe max beskriver?

Om man tar som exempel en Esslinger Midget motor 4cyl. 2,7L 350hk på metanol.

Orörd motor på bensin borde altså ha tillgång till 7-10% högre flöde vilket höjer VE en aning.

Samt sänker man möjligheten för effektuttaget med ca 20% pga. sänkt värmeenergi inehåll i bensin mot metanol?

Detta blir altså en ungefärlig effektminskning på 100hk? Då har man ingen häftig motor mera

Om man då tar en 350hk bensin 4:a på 2.8 liter. Gashastigheten minskad men samma flöde på metanol borde då ge sänkt VE, sej 10%. Så 350hk blir till 315hk sen höjning med 20% med värmeenergitillskottet i metanol blir det 380hk.

Om man hade möjlighet att öka flödet med 10% i toppen borde man altså inte tappa 10% VE? Vilket i sintur i slutändan då blir till 350hk x 1,2 = 420hk.

Kan man resonera på detta sätt Järnet eller har jag helt fel tankegång?


/Andre'

-> Norrback
Helt rätt enligt mitt troende...
Förutom första exemplet, bara omkalibrerad för bensin,(tändn. betyckning) förutsatt att man klarar att undvika spikning,(vilket antagligen inte går om motorn konstruerats för mettis...) borde den tappa till ca 315-320HK, men motorn kommer antagligen att vilja peaka på ett något högre varv också, eftersom tillgänglig tidarea och minsta CSA räcker till högre varv med den mindre "täta" luftbränsleblandningen. Avgastempen går också upp och ökar ljudhastigheten i avgas, vilket får headern att "dra" på högre varv.

Skall man konvertera en motor till metanoldrift (ombest, tändning, massor mera komp) och bibehålla peakvarvet så måste man öka flödet, min csa och korta avgaspiporna en hel del. Beror inte bara på ökade avgasmassan per hk utan även på komphöjningen, avgaserna blir kallare av komphöjning. (Effektivare förbränning,expansionsförlopp,verkningsgrad...) Man kan också resonera om vad detta gör för avgasernas volymitet, hur det påverkar pulsen under blowdownfasen, kan vara så att för att få den sugeffekt man önskar ur headern, förutsatt att man dimensionerar grovleken efter "state of the art" bensinmotorer, så kanske man bör öppna avgasventilen något tidigare för bästa resultat.?
Alt. mindre headerdiameter. (men antagligen krävs något bättre flöde/större CSA i själva avgasporten än för bensin)
Observera att jag bara är en lallare som tror saker jag också, så läs inte det jag skriver som om jag hade svaren på alla gåtor. Tycker man får omvärdera sina teorier hela tiden, det är väl det som kallas lärande?

Exempel från 2-taktsvärlden: för att få motorn att dra på samma varv som med bensin fick avstämda längden kortas från 950 till 750mm...

/Järnet

tack för ett bra svar igen.


/Andre'

detta är troligen en riktigt pantad fråga =)
Men kan dessa tankar tillämpas på etanol också?.. högre flöde, lägre hastighet osv..?

Ja, men till en betydligt mindre grad...

/Järnet

En kanske också pantad fråga , men angående insug och ökad densitet. Borde det då inte kräva samma ändring när man ökar laddtrycket? Öka csa, både minsta och vid böjen i porten. Eller det är också för att den ökade bränslemängden också ökar risken för att bränslet samlas på väggen vid för hög hastighet i böjen?

Ja, 10-15% mer area per bar laddtryck är en siffra som jag har 4:e hands-uppgifter* på från folk som var involverade bla i F1 motorkonstruktion under turbo-eran.
*<hade inte sett snyggt ut i källförteckningen på en teknisk rapport...? faktafel, internetmyt, sanning?>
Verkar trots allt rimligt. Kanske en hyfsad tum-regel att börja med...? Tror att Jens är inne lite på samma linje?
Man kan ha invändningar på detta genom att medelhastigheten i kanal inte bör förändras så mycket då man ofta har ett densitetsförhållande som närmar sig tryckförhållandet på optimerade motorer, men,
hastighetsprofilen genom böjen kommer att ändra sig, även om centripetalaccelerationen är samma i en given kanal så brakar man igenom mer massa/massflöde, detta leder till högre centrifugalkraft genom böjen och detta kommer att ändra hastighetsprofilens gradient och därigenom öka friktionen...->krav på mera area i böjen för att kompensera...

/Järnet