Moottorin täytösaste ja ulkoilman lämpötila

Overdrive.fi on harrasteautoiluun keskittyvä verkkosivusto, joka tarjoaa sisältöä harrastajien ja rakentajien tarpeisiin. Epäasiallinen ja loukkaava sisältö, joka rikkoo sivuston käyttöehtoja, poistetaan. Näin eivät myöskään poliittinen keskustelu ja aiheet sinne kuulu. Harrastus on yhteinen poliittisesta kannasta riippumatta. Overdriven yleiset käyttöehdot löytyvät täältä, ja on hyvä muistaa, että jokainen keskustelija on rikos- ja vahingonkorvausoikeudellisessa vastuussa omien viestiensä sisällöstä.

Ketju osiossa 'Moottori', aloittaja saresks, 17.2.2016.

  1. saresks

    saresks Gearhead

    Piti siirtää tämä aihe pois Oldsin 403 rakentelutopikista kun se uhkaa täyttyä kaikella hutulla.
    Tämä käsitellään nyt tässä ja ainoa, mikä harmittaa on sinne ainakin tästä aiheesta jäävä epäselvyys. No, eihän tämä kuitenkaan olds 403 spesifi ole.

    Siis huomio nimim. sdfsd ja muutkin kiinnostuneet :)

    Väitän, että polttomoottorin täytösaste ei ole riippuvainen ulkoilman lämpötilasta.
    Täytösasteella (=volumetric efficiency, VE, volumetrinen hyötysuhde)tarkoitan moottorin imemän ilman tilavuuden suhdetta sen iskutilavuuteen eli sen geometrian määräämään ilmanimemiskapaiteettiin .

    VE mitataan esimerkiksi moottoridynotuksen yhteydessä. Mittaamiseen tarvitaan:
    -moottorin imemän ilman määrän (volume) mittaus
    -tieto iskutilavuudesta sekä
    -kierroslukutieto
    Täältä löytyy laskuri:
    http://www.ajdesigner.com/phpengine/eng ... ciency.php

    Täytösasteen laskemiseen ei käytetä ulkoilman lämpötilaa.

    Täytösaste kertoo, kuinka tehokas ilmapumppu moottori on.
    Jos moottori kykenee imemään jollain kierrosluvulla iskutilavuutensa verran ilmaa, sen täytösaste on 100%.

    Täytösasteeseen vaikuttaa:
    - imu- ja pakokanaviston virtausvastukset
    - imukanaviston lämmönsiirto
    - venttiilien ajoitus
    - venttiileistä ja kansien kanavista aiheutuva virtausvastus
    - imuseoksen nopeuden lähestyminen liiaksi äänen nopeutta (choking)
    - sylinterissä tapahtuva lämmönsiirto
    - painepulssien vaikutus (ram tuning)

    Suomennettu tuolta MIT:in oppimateriaalista vuodelta 2004:
    http://www.myoops.org/cocw/mit/NR/rdonl ... _effic.pdf

    Mitä enemmän imukanavisto siirtää lämpöä imuseokseen, sitä pienempi täytösaste ja siitä edelleen moottorin tuottama teho on.
    Miksi?
    Imuseoksen lämmetessä se laajenee. Jopa niin voimakkaasti, että siihen perustuu palotilassa tapahtuvan imuseoksen palamisen aiheuttama mäntää painava voima. Koska varsinkin vapaastihengittävän moottorin imuseoksen saanti perustuu suhteellisen pieniin paine-eroihin, on imukanaviston pintojen lämpötilalla>lämmön siirtymisellä imuseokseen>seoksen laajenemisella ja imusarjassa vallitsevalla alipaineella yhteys.

    Eli täytösastetta tarkastellaan moottorin sisäisenä termo- ja kaasudynamiikkana. Ulkopuolelta tuotu energia, kuten ulkoilman viileys (lämpötilaero on energiaa!) tai vaikka ilokaasun sumuttaminen ennen kaasutinta (tai dynohuoneessa ilmamäärän mittaria) ei vaikuta täytösasteen laskemiseen.

    Tämän paremmin en osaa tätä yhdellä istumalla perustella.

    Oikolukuun, kiitos :D
     
  2. Mudracer

    Mudracer Double Gearhead

    Nyt kun vielä pystyis mittamaan paljonko imusarja kerkiää melkein äänen nopeudella liikkuvaa ilmaa lämmittämään. Veikkaan että helvetin vähän kun se viipyy siellä kanavassa millisekunteja. Ja ilman lämpötilahan putoaa heti kaasarin kurkkujen ohi mennessään kymmeniä asteita.

    Ja muuten GM Tbi ruuttakoneissa imusatsi lämmitetään vedellä. Joku inssi on siis päätynyt tohon lämmittämiseen sen hyödyllisyyden takia. Ilmeisesti kuitenkin päästöjä ajatellen pienen tehonpudotuksen hyväksyen?
     
  3. timant

    timant 2nd gear

    Hieman liikaa on aikaa vierähtänyt opiskeluajoista että näitä tarkkaan muistaisi, mutta eikös volumetrinen hyötysuhde ilmaise, paljon teoreettisesta tilavuusvirrasta saadaan hyödyksi? Eli siihen ei ulkoilman lämpötila vaikuta?
     
  4. sdfsd

    sdfsd Gearhead

    Eihän volumetrinen hyötysuhde ole sama kuin täytös. Volumetrisessä hyötysuhteessa käsitellään tilavuuksia. Täytöksissä puhutaan massasta ja on sinällään järkevämpi mittari verrattuna volumetriseen hyötysuhteeseen.

    Jos me katottaisin moottoria pelkän volumetrisen hyötysuhteen kantilta, ei olisi mitään järkeä turbomoottoriinkaan asentaa välijäähyä koska sehän ei volumetrista hyötysuhdetta paranna. Jos me taas katotaan massoja, tulee ilmi että onhan sillä törkeä merkitys onko imuilma 5 asteista vai 50 asteista


    Tarttis ensin määritellä että mitä me nyt tarkotetaan täytöksellä. Tarkotetaanko sillä sitä tilavuutta mikä sinne koneeseen menee vai sitä ilman massaa mikä koneeseen menee?
     
  5. Mudracer

    Mudracer Double Gearhead

    Piti sitten ottaa kalkulaattori kouraan ja laskea oman koneen VE varttimailin ajan perusteella. Tulos 88% . Yhden sekunnin aikana yhden kanavan läpi virtaa 31 litraa ilmaa. Epäily siitä että imusarja ei sitä ilmaa lämmitä vahvistui :lol: .

    Ja juu vaikka VE on sama lämpötilasta riippumatta niin koneen täytös on eri jos sisään menee 100° ilmaa vs 50° .
     
  6. 300

    300 2nd gear

    Toi imuilman lämpeneminen on helppo katsoa jollain uudemmalla autolla, millä näkee ulkolämpötilan ja imuilmanlämmön. Pitääpäs huomenna testata omalla vr6:sella.
     
  7. sdfsd

    sdfsd Gearhead

    Onko VR6 kaasari?

    Täytyy muistaa että ruiskuauton imarissa ei bensaa höyrysty
     
  8. DX

    DX Double Gearhead

    syötin oman motorin speksejä mekaruutan kalkulaattoriin ja se ulosti kaavion jossa isolla reellä mennään keskimäärin 90 ja manuaalisti isoimman tehon alueella 85 tilavuusprossan täytöksellä.
     
  9. Mikkis

    Mikkis Double Gearhead

    Imuilman lämpöanturi taitaa olla ennen kaasuläppää?
     
  10. Mikkis

    Mikkis Double Gearhead

    Miksi ei höyrysty?
    Onhan siellä suuttimet.

    Tapahtuuko samaa höyrystymistä myös etanolilla ajaessa?
     
  11. palontie

    palontie Double Gearhead

    Tieto lisää tuskaa :poff:
     
  12. Mudracer

    Mudracer Double Gearhead

    Tuska lisää myös tietoa jos on ensin mutulla tehny ja patti räjähtäny :poff: .


    No kun neste ei pala niin pakko myös metanolin on kaasuunnuttava matkalla tulpan luo.
     
  13. sdfsd

    sdfsd Gearhead

    Koska siellä imarissa ei ole bensaa ellei se ole joku ykspistesuihkutin.
     
  14. Powerstroke

    Powerstroke Double Gearhead

    Ookko muka tosissas :eek: Eihän kaasutinkaan mitään kaasuksi muuta eikä ruiskusuutinkaan, vaan korkeintaan sumuksi, mielellään mahdollisimman hienoksi sellaiseksi. Ja taatusti palaa. Osa varmaankin höyrystyy, mutta jos aikaa kerran on äänen nopeudella liikkuvan seoksen johdosta millisekunteja niin saa olla melko nopee reaktio. Etenkin diisselissä ja suorasuihkubensakoneessa kun aikaa ei ole senkään vertaa.
    Vai oliko puhe kenties propaanista tai maakaasusta?
     
  15. mpg55

    mpg55 2nd gear

    Ei neste pala, sen pitää ensin muuttua kaasuksi. Ne pisaratkin palaa kuten kaikki neste, vain pinnastaan kunnes koko pisara on muuttunut kaasuksi ja palanut. Mitä pienemmät pisarat, sitä nopeammin ne palaa. Happi on kaasu, ei se pääse nesteen sisään reagoimaan. Jos pääsisi niin koko nestehän rajähtäisi saman tien.
     
  16. mopster

    mopster Gearhead

    Tämä on totta, kun puhutaan VE:stä niin puhutaan tilavuudesta, ja siihen ei se ulkoilman lämpötila vaikuta. Kumminkin sillä ulkoilman lämpotilalla on iso merkitys, koska isompi massa kylmempää ilmaa mahtuu samaan tilavuuteen. Mitä kylmempänä ilma saadaan sylinteriin asti niin sitä isompi massa sinne päätyy, ja vain sillä massalla on tehontuoton kannalta merkitystä, ei tilavuudella.

    Seoksesta kun puhutaan niin polttoaine pitäisi saada sisään niin että pisarakoko on sopiva. Jos pisarat on liian isoja niin polttoaine palaa huonosti, mutta ei myöskään haluta että polttoaine kaasuuntuu koska se taas vie paljon tilavuutta ja vähemmän ilmaa mahtuu mukaan. Käytännössä bensa halutaan sumuksi, eli pieniksi pisaroiksi.
     
  17. Mudracer

    Mudracer Double Gearhead

    Niin mistä? siitäkö että neste ei pala jos niin kyllä. Jos olet keksinyt palavan nesteen niin kannattaa nopsaan hakea patentti sille.
     
  18. saresks

    saresks Gearhead

    Jos täytöksellä tarkoitat täytösastetta, se ei riipu kelistä. Mutta seos/tilavuus on tiheämpää kylmänä, sama määrä seosta sisältää enemmän happea kylmänä kuin lämpimänä, siksi rukkaat niitä suuttimia, että saisit seossuhteen pysymään samana. Nääs kun seossuhde ilmoitetaan painosuhteina.

    Perustelit juuri sen miksi täytösaste riippuukelistä.'


    Tuo oli lainattu 403 topikista, missä halusin varmistaa, että puhut täytösasteesta. Siirryit sitä itsekin käyttämään ja siitä eteenpäin olen lähtenyt siitä, että puhutaan täytösasteesta.

    Täytös? Mä olen ymmärtänyt sen tarkoittavan yksinkertaisesti vain sitä seosta, joka sylinteriin on eri olosuhteissa painunut ja joka seuraavaksi odottaa kipinää. Olisiko englanniksi charge. Täytös ei kerro mitään moottorin luonteesta tai tehosta tms. Vai kuinka informatiivista olisi puhua "mun moottorin täytös on 15g" tai "moottorissa on hyvä täytös"?
    Jos olet eri mieltä, voisitko määritellä termin "täytös" ja miten sovellat sitä?

    Täytöksen määrän rajoitettuun sylinteritilavuuteen ja myös siis täytöksen massan määrää täytösaste. Sen englanninkielinen synonyymi on volumetric efficiency, eli volumetrinen hyötysuhde. Esim. oheisessa diplomityössä se määritellään tarkoittamaan samaa.
    https://webhotel2.tut.fi/units/set/opet ... i_julk.pdf
    Täytösaste onkin paljon kuvannollisempi termi kertomaan moottorin ominaisuuksista, niin termo- kuin kaasudynamiikankin kannalta ja se juuri kertoo, kuinka "viritetty" moottori on kullakin kierrosluvulla. Jos olet tästä vielä eri mieltä, mieti, mitä täytösaste mahtaa olla englanniksi vai onko se rallikansan ihan oma käsite.

    Tuosta välijäähyn vaikutuksesta täytösasteeseen:

    Mitä ilmalle tapahtuu välijäähdyttimessä ja eikö se mahdollista ahdinta ahtamaan painepuolelle lisää ilmaa samalla tehollaan? Ja eikö se aiheuta lisääntyvän ulkoilman virtauksen ahtimelle? Eikö siis täytösaste määritelmänsä mukaan kasva?

    Ja juuri kuten tässä on jo muidenkin toimesta kerrottu; Polttoaineen täydellinen kaasuuntuminen huonontaa täytösastetta, kun se tapahtuu imujärjestelmässä. Polttoaine laajenee yli 160-kertaiseksi kun se kaasuuntuu. Se kannattaa pitää sumuna (eli pieninä pisaroina, sama ilmiö kuin ilmankosteus joka on kaasumaista ja läpinäkyvää maan pinnalla, mutta joka tiivistyy pilviksi) ja pitää pienillä virtausnopeuksilla joko turbulenssilla ja/tai jyrkkiä mutkia välttämällä irti imujärjestelmän pinnoista ja/tai pitää pinnat niin lämpiminä, että siihen tarttunut polttoaine kaasuuntuu pois. Kun virtausnopeus kasvaa ja halutaan hyvä täytösaste, voi pintojen antaa jäähtyä ja mielummin nopeasti, missä esim. allaspelti, alumiinimateriaali ja ilman ympäröimät runnerit auttaa.

    Edelläolevasta täytösasteen huononemisesta arvattavasti johtuen esim. maakaasulla käyvissä moottoreissa nesteenä oleva kaasu muunnetaan ensin kaasuksi ja sekoitetaan vasta sitten imuilmaan ja taitaa sekoittaminenkin tapahtua ennen kaasutinta... kun kerta tässä märistä imusarjoista puhutaan.

    Ja Mopsterille: Olisiko täytösaste sama, jos mitattaisinkiin volyymien sijasta ilmamassojen suhdetta, teoreettisen ja toteutuneen? Nyt on ihan mutua, mutta veikkaan kyllä.

    SDFSD: jos tarkoitit pelkkää täytöstä, unohda kaikki mitä olen tässä tarinoinut
     
  19. Mudracer

    Mudracer Double Gearhead

    Aika harva, ehkä ei kukaan "aja" seosta välijäähyn läpi vaan pelkän ilman.
     
  20. Jza

    Jza Double Gearhead

    Jos (kuuma) seos tungettaisiin välijäähdyttimeen, niin äkkiä kuvitellen se soppa alkaisi tiivistymään sinne ja täyttäísi koko systeemin? Voisi olla myös komea pamaus jos kone vähän ampuu takaisin imusarjasta :lol:
     

Kerro tästä muillekin!