Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Diskussioner för erfaret folk
Användarvisningsbild
Jens Gustavsson
Sävar Turbo Racing
Inlägg: 21679
Blev medlem: mån sep 22, 2003 5:47 pm
Ort: Tomterna/sävar
Kontakt:

Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av Jens Gustavsson »

detta va intresant på flera olika sätt. vad tror och tycker ni?

se även filmen https://www.enginelabs.com/tech-stories ... ar-winner/
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Detta är helt logiskt och som en generell princip är det varken nytt eller förvånande, skulle jag säga. Iaf rent tekniskt.

Jag kör restriktorturbomotor, en rallybil med 34 mm restriktor framför kompressorinloppet. 2014 testade jag vatteninsprutning efter luftfiltret efter att en kompis rekommenderade det. Jag var skeptisk för logiken sa mig att vatten genom restriktorn skulle tränga undan en del av luften så motoreffekten borde minska, även om luften skulle bli svalare och tändningen skulle kunna höjas.

Jag kopplade iaf in en kallstartsventil före kompressorinloppet för ett enkelt test. Ventilen var kopplad till en strålkastarspolarpump som gav 4 bars tryck och 100 ml vatten/min. Resultatet blev att motoreffekten ökade på varvtal där turbon inte orkade bottna restriktorn. Med bottnad restriktor sjönk laddtrycket något men motoreffekten varken ökade eller minskade. Min tolkning är att motorn fick mindre luft eftersom vattnet trängde undan luft i restriktorn så att den vid choke släppte igenom mindre luft. Vattnets kyleffekt gjorde att motorn vid chokad restriktor gav ungefär samma motoreffekt på lite mindre mängd luft. Att motoreffekten ökade innan choke beror på att det då inte uppstod någon undanträngningseffekt.

När det gäller port injection vs direct injection händer samma sak. Bränslet tar upp plats i insugskanalen och det ger mindre mängd luft i förbränningsrummet. Men direktinsprutning är svårare att ställa in och krävar annan utformning av kanaler, kolvtoppar och förbränningsrum för att ge bästa resultat. När du sprutar in bränslet direkt i förbränningsrummet har du så mycket kortare tid på dig och du höjer trycket i förbränningsrummet när bränslet sprutas in. Är insugsventilen fortfarande öppen när du sprutar in bränslet så trycker du antagligen en del av luften tillbaka ut i insugskanalen. En motor designad för direct injection måste byggas annorlunda.

Så ett enkelt test med samma motor säger inte så mycket. Man behöver testa två likadana motorer där den ena är optimerad i grunden för port injection och den andra för direct injection. Jag skulle tro att även då skulle direct injection vinna. Men det skulle kunna vara temperaturberoende också. I riktigt varm väder tror jag port injection skulle kunna vara en fördel då det kyler insugsluften bättre.
Användarvisningsbild
Moparboy440
Forumsberoende
Inlägg: 501
Blev medlem: tor jan 10, 2008 3:32 pm
Ort: Finland

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av Moparboy440 »

Visst bränslet tar upp plats i insuget, men det kyler samtidigt insugsluften vilket i sin tur minskar volymen på luften..
Engine masters har fått ut mest effekt med förgasare då dom testat.
https://www.bitchute.com/video/wCCFgubfswOL/
https://www.bitchute.com/video/uNCq4UH7sPWz/
How can you make good ideas sound so bad? I'm an engineer!
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Hur mycket bränslet kyler insugningsluften beror t.ex. på vilket bränsle det är, på hur långa insugningsrören är, var spridarna sitter och om de är multihål-spridare eller inte. Men det beror också på varvtal, alltså hur länge bränslet hinner kyla luften innan insugsventilen stänger.

Likadant med hur mycket plats bränslet tar i insugsrören. Det beror också på en massa saker. Te.x hur finfördelat det är. Kallt bränsle och stora droppar förångas långsammare och tar därför upp mindre plats än varmt och finfördelat, delvis förångat, bränsle. Det betyder också att bränslet tar mer plats en varm dag än en kall. Å andra sidan ger mer finfördelat bränsle högre effekt för att det brinner jämnare och snabbare. Det är en fördel för direktinsprutning som har väldigt mycket högre tryck.

Sen kommer frågan om vad strypningen för insugsflödet sitter. Den absolut största delen av insugstakten sitter den vid ventilsätet/ventiltallriken. Det är bara på höga lyft som kanalen kan bromsa. En motor med bränslet i insugsluften borde därför behöva mer lyft och även mer duration. Det är mer massa och mer volym som skall hinna igenom. Med direktinsprutning är det antagligen något gynnsammare att stänga insugsventilen aningen tidigare.

Mycket som påverkar med andra ord. Det går inte att jämföra motorer och dra några slutsatser från det, om inte motorerna i detalj är designade och byggda för just den teknik som motorn är avsedd att gå med. Dessutom måste motorerna ha samma nivå på teknisk utveckling. Att jämföra en motor designad för 10 år sen med en motor som är designad för 20 år sen ger inte heller några svar. Det är för mycket i grundkonstruktionen som skiljer.

Man måste ta 2 exakt lika motorer och i detalj optimera den ena för direktinsprutning och den andra för förgasare, eller port injection. Och det är inte gjort i en handvändning. Du kan inte bygga om en motor till direktinsprutning. Det krävs nytt topplock, nya kolvar, nya kamaxlar och programmering i ett motorlabb.

Här är samma video från Engine Labs https://www.enginelabs.com/tech-stories ... ar-winner/
som Jens länkade till. Dom tog en direktinsprutad motor och byggde om till port injection. Inte ända ner i detalj men resultatet pekar ändå väldigt tydligt på vad som sannolikt är bäst. Med port injection förlorade motorn 9% i effekt och 7% i luftflöde. Med direktinsprutning gav motorn 740bhp och med portinjection 675 bhp. Väldigt stor skillnad. Så stor skillnad tror jag inte det blir med en motor som är helt optimerad för port injection, t.ex. hur kanalerna är utformade.

Men jag tycker ändå det mesta talar för att det resultat stämmer. Eller iaf att det pekar åt rätt håll.
Användarvisningsbild
Moparboy440
Forumsberoende
Inlägg: 501
Blev medlem: tor jan 10, 2008 3:32 pm
Ort: Finland

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av Moparboy440 »

Om man tar en titt på världens effektivaste produktionsmotorer så har de alla port insprutning.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_a ... ngine_type
-2019 BAC Mono R(sugmotor): MEP 16.7 bar, 132.6 Nm per liter.
-2014 Mitsubishi Lancer Evolution X FQ440 MR( överladdning): MEP 35.1 bar, 279.3 Nm per liter.
How can you make good ideas sound so bad? I'm an engineer!
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Nja... det där säger väl tyvärr inte så mycket som man kan tro.

För det första - om man vill jämföra överladdade motorer måste man dividera BMEP med det totala plenumtrycket. Annars är det bara att öka laddtrycket så ser motorn ut att vara effektivare.
För det andra är det mycket mer än bara insprutningspunkten som påverkar effektiviteten. T.ex. bränslet. En BAC körs väl knappast på 95 oktan. Optimerar man motorn för högoktanigt bränsle får den högre BMEP.
För det tredje så kan du se att Wankel motorn har betydligt högre BMEP - och det skulle även en 2-taktsmotor ha. Betyder det att de motorkonstruktionerna är effektivare? Tyvärr inte. Bara att de tänder fler ggr per varv.
För det fjärde - som jag skrev i förra inlägget - så kräver port injection större kanaler och andra kamaxlar för att kompensera för att en del av flödeskapaciteten används för bränslet. Det var det som gjorde den stora skillnaden i Engine Labs jämförelsetest. Som jag också skrev så måste man optimera motorn för den teknik som man skall köra den med. Annars får man inte svar på det man egentligen frågar efter. Såna tester är det ont om. Jag har aldrig sett någon.
Men läser man t.ex. intervjuer i Race Engine Technology om hur WRC-stallen utvecklar sina motorer och hur mycket effekt dom ger så känns det definitivt som de själva anser att direktinsprutning ger mer effekt. Svårt att få till men effektivare.

För det femte - tro inte på allt som finns på Wikipedia. Såna där listor är för okunniga bilentusiaster. Proffsen skrattar åt dom.
Användarvisningsbild
super7
Forumsberoende
Inlägg: 1680
Blev medlem: tis nov 11, 2003 1:23 am
Ort: Umeå

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av super7 »

quattro skrev: ons mar 15, 2023 11:53 am Detta är helt logiskt och som en generell princip är det varken nytt eller förvånande, skulle jag säga. Iaf rent tekniskt.

Jag kör restriktorturbomotor, en rallybil med 34 mm restriktor framför kompressorinloppet. 2014 testade jag vatteninsprutning efter luftfiltret efter att en kompis rekommenderade det. Jag var skeptisk för logiken sa mig att vatten genom restriktorn skulle tränga undan en del av luften så motoreffekten borde minska, även om luften skulle bli svalare och tändningen skulle kunna höjas.

Jag kopplade iaf in en kallstartsventil före kompressorinloppet för ett enkelt test. Ventilen var kopplad till en strålkastarspolarpump som gav 4 bars tryck och 100 ml vatten/min. Resultatet blev att motoreffekten ökade på varvtal där turbon inte orkade bottna restriktorn. Med bottnad restriktor sjönk laddtrycket något men motoreffekten varken ökade eller minskade. Min tolkning är att motorn fick mindre luft eftersom vattnet trängde undan luft i restriktorn så att den vid choke släppte igenom mindre luft. Vattnets kyleffekt gjorde att motorn vid chokad restriktor gav ungefär samma motoreffekt på lite mindre mängd luft. Att motoreffekten ökade innan choke beror på att det då inte uppstod någon undanträngningseffekt.
Det är ju intressant detta ämne.

Hjälper en rally åkare med insprutningen på han Kit car Seat och dom flesta tror ju att det är fri trimning på dessa typ av bilar har lite fel.
När dom blev inklassade i Sverige så var det restriktor som gällde och på denna så är det fast plastat 38 mm halsringar i spjällhuset.

Och när det blev bytt Ecu i samband med motor renovering/trimmning så blev det många funderingar och samtal med olika motor trimmare i Sverige,
då det på detta insug sitter 8 st spridare fyra av dom sitter innanför gasspjällen och dom andra ute vid tratten.
Och funderingarna har ju varit vid vilket varvtal man skall gå över till spridarna ute vid tratten och om man fortfarande skall låta det komma lite från dom inre spridarna.
Motorn är bara gatmappad och ändrat efter en massa loggning... men den går bra vinst i Sm tävling :checkered_waving:
Behöver ni ha någonting svarvat , hör av er via PM
kebabsvets
För lite laddtryck
Inlägg: 4
Blev medlem: ons jan 11, 2023 12:26 am

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av kebabsvets »

Tänkte att jag skulle ge min input på detta ämne. Jag har pysslat en del med en Golf 7 R vilket har både traditionella spridare samt direktinsprutning. I styrenheten kan man ställa hur mycket av vilken spridare ska användas. När vi maximerar användningen av direktinsprutningen så gav detta ungefär 20nm mer över hela registret från ca 3000 varv och uppåt vid samma laddtryck på båda testerna.

Men det är också på en motor som är anpassad för just detta
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Tänkte att jag skulle ge min input på detta ämne. Jag har pysslat en del med en Golf 7 R vilket har både traditionella spridare samt direktinsprutning. I styrenheten kan man ställa hur mycket av vilken spridare ska användas. När vi maximerar användningen av direktinsprutningen så gav detta ungefär 20nm mer över hela registret från ca 3000 varv och uppåt vid samma laddtryck på båda testerna.

Men det är också på en motor som är anpassad för just detta


Här en intressant video från "Engineering Explained" på You Tube där han diskuterar E85 vs bensin. Enligt honom tjänar speciellt direktinsprutade motorer mycket effekt på att köra på E85. Därför att hela kyleffekten från "latent heat of evaporation" inträffar i förbränningsrummet.

Har han rätt i sina siffror så låter det väldigt intressant. Resonemanget innebär också att direktinsprutning bör ha fördelar även på bensin. Det stödjer också det du skriver, kebabsvets.

https://www.youtube.com/watch?v=6_DQPLihXfo
Användarvisningsbild
Jens Gustavsson
Sävar Turbo Racing
Inlägg: 21679
Blev medlem: mån sep 22, 2003 5:47 pm
Ort: Tomterna/sävar
Kontakt:

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av Jens Gustavsson »

Hej intresanta inlägg här! jo jag har klurat på detta också och som ni säger en optimerad motor med spridarna i insuget skulle nog inte vinna lika mycket som i testet i första inlägget men rätt så stora och bra toppar i de där LT v8 och denna va cnc portad också vad jag förstog.

jag har också sett trender i min dyno i vad olika bensin motorer svarar på E85 eller E100 och tar man typ en gammal B20 med stora kanaler som inte flödar så bra heller och oftast inte så högvarviga men med ganska mycket kam så då ökar ofta vridet rätt bra då man går från bensin till E85 men skilnaden på en riktigt bra RC 2.4 med säg 16v topp med ganska liten aria och rätt korta kamaxlar då blir inte vrid ökningen så stor och testar man dessutom med E100 så blir inget bättre oftast...

på min full race B18 turbo så älskade den E100 och effekten och vridet och spolet i motorn vart mycket bättre.

Kan man säga att bränslet tar plats och speciellt då toppen har max hastighehet eller som i qvatros restriktor vatten inspruts exempel ?

mins jag mailade pipe max gubben i usa om en gammal prostock motor som nu kördes på metanol och han sa att man istället för att ha target fps kring 300 skulle satsa mot 260fps...... (kan minnas exakta siffrorna fel men va stor skilnad).

tar man desutom in parametern med 44 bars laddtryck vad ska man ha för hastighet då på metanol? jag ska labba med det vidare på min nya turbo comp 16v i höst. men hitils svarar den bra på störe aria och det med e85. ingen direkt förbättring med E100.

mvh jens
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Läser i tegelstenen "Internal Combustion Engine Fundamentals" Second Edition av John B Heywood. Copyright 2018. Drygt 1000 sidor.

Angående bränsle i insugningsluften - vid port injection - skriver han att det sänker VE i proportion till hur mycket volym det tar upp. E85 kan sänka VE med upp till 10% om det är helt förångat. Bensin ger mindre påverkan än E85. För en motor som körs på vätgas kan VE sjunka med upp till 40%. Vattenångan i luften sänker också VE men oftast med mindre än 3 %.

När det gäller kyleffekten från bränslets avdunstning skriver han:

"With liquid-fueled port-injected SI engines, much of the injected fuel impinges on the intake valve and port walls. With gasoline, the thermal energy required to vaporize this fuel mostly comes from these walls rather than from the airflow. Thus, only a fraction of the full potential evaporative cooling of the air is realized"
"With direct injection into the cylinder, most of the fuel drops are suspended in the air charge and undergo an adiabatic evaporation process. If no heat transfer to this mixture occurs, the mixture temperature decreases in proportion to the amount of liquid fuel vaporized."


Vad han säger är alltså att med port injection så tränger bränslet undan en del luft i kanalerna vilket gör att mindre luft kommer in i motorn. Med port injection kyler man dessutom väggarna i insugskanalerna och insugsventilen mer än man kyler luften. Med direct injection så kyler man istället luften, inne i förbränningsrummet. Detta gör att effektpotentialen är större med direct injection och därför ger också E85 en högre effektökning på motorer med direct injection.

Eftersom detta är en lärobok så finns det med formler för den som orkar. SI står för Spark Ignited.
Användarvisningsbild
Jens Gustavsson
Sävar Turbo Racing
Inlägg: 21679
Blev medlem: mån sep 22, 2003 5:47 pm
Ort: Tomterna/sävar
Kontakt:

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av Jens Gustavsson »

det står mycket grejor i den boken men tar tid att läsa då det är så mycket förkortningar man hinner glömma. mins du ungefär sida?


skulle va kul att sätta upp en DI test motor i dynon eller konvertera nån gammal B20- B230 :D fins det nå stora spridare och stor pump och vad kan man köra för styrsystem? man vill ju ha effekt också haha

går det att köra ett maxxecu med nån typ av förstärkare för att driva spridarna?
quattro
Forumsberoende
Inlägg: 566
Blev medlem: sön mar 01, 2009 2:47 pm
Ort: Borås

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av quattro »

Ja, många förkortningar och massvis med formler. Men text och diagram säger ofta tillräckligt.

Det jag skrev är från kapitel 6 Gas exchange processes, avsnitt 6.2 Volymetric efficiency, delavsnitt 6.2.1 Quasi-static effects...
I min utgåva är det sid 217 - 219
OttoB
För mycket laddtryck
Inlägg: 154
Blev medlem: fre okt 03, 2014 10:20 am

Re: Direkt insprutning bättre än port injetion/förgasare?

Inlägg av OttoB »

https://youtu.be/0ItkpVofKLw?feature=shared

Interesting video about what happens to fuel in intake manifold.
Skriv svar