Turbojen teoriaa

Suurempi ahdin->suurempi pakopesä->pienempi pakopaine samoilla ahtopaineilla->Enemmän tehoa.

En minä mitään tiedä, mutta tuommoinen teoria tuli mieleen minuutin pohdiskelulla.
Onko tuossa mitään perää?

 

Teoriassa ei ole koskaan edes totuuden hiventä ennenkuin se käytännöksi todistetaan.

 

Voi hyvä ihme sentään...
Mutta tässä puhuttiinkin siitä että vaikuttaako se ahtimen koko siihen sylinteriin menevän ilma/bensaseoksen määrään jos muut tekijät pysyvät ennallaan!
Väitän edelleen että jos paine pysyy samana, niin se on kohtuullisen yhdentekevää vaikka syötät sitä ilmaa kaasupullosta sinne koneeseen. Tietyllä paineella ja kierrosluvulla ilmavirta moottoriin sisään on vakio, riippumatta siitä minkänäköisellä puristimella sitä ilmaa sinne syötetään.

Otetaan toinen rautalankaesimerkki. Sulla on sadan litran pullo (pieni ahdin) ja sadan tuhannen litran (iso ahdin) ilmapullo, joissa on sama paine. Tökkäät samankokoisen reiän molempiin. Kummasta reiästä tulee enempi ilmaa? Vai tulisiko saman verran molemmista Enemmän ilmaa litramääräisesti saat niistä ulos vain suurentamalla reikää, mutta sekään ei lisää sylinterin täytöstä mikäli virtausnopeus pienemmällä reiällä on riittävä, vaan se paine jolla se seos sinne puristetaan.

Suuremmalla ahtimella toki tuotto voi olla litramääräisesti suurempi, mutta jos paine pysyy ennallaan ja putkisto myös, niin pakovastusta lukuunottamatta ei varmasti mikään muutu.
Jos taasen ahtimen tuotto ei riitä, niin se on taas aivan eri juttu.
Eli lyhyesti: Miks kynäruiskua varten pitäisi hommata kerrostalon kokoinen ruuvikompura, kun pienemmällä päästään samaan tulokseen?

Mutta olkoon. En mä näistä mitään ymmärrä...

 

Mielenkiintoinen keskustelu.. Mutta eikös käy sillain jos painaa isommalla ahtimella enemmän ilmaa sylinteriin muiden tekijöiden pysyessä ennallaan, teho pienenis, koska kone käy laihemmalla seoksella?? Eikös tehonlisäys tule siitä, että saadaan enemmän polttoainetta, kun sylinteriin on puristettu enemmän ilmaa? Jolloin polttoaine/ ilmaseos olisi palamisen kannalta ihanteelinen?

 

otetaan tähän vielä täysin teoreettinen käytännön esimerkki:

oletetaan ettei moottoriin tehdä mitään muutoksia, vaihdetaan vain ahdinta, maksimi ahtopaine pysyy samana.

pieni ahdin:
moottorin kierrokset 3000 ahtopaine noussut maksimiinsa, hyvä vääntö.
pakovastus pieni.
kierrokset 6000 ahtopaine maksimissaan, pieni pakopuoli ahdistaa virtausta ja vähentää tehoa. siis pakovastus on suuri. huono vääntö.

suuri ahdin:
moottorin kierrokset 3000 ahdin ei vielä nosta ahtopainetta, huono vääntö. pakovastus olematon.
kierrokset 6000 ahtopaine maksimissaan , hyvä vääntö. pakovastus pieni.
tehoa paljon.

koska erikokoiset ahtimet toimivat eri kierrosalueilla, voidaan samalla ahtopaineella saada eri teho jollakin tietyllä kierrosnopeudella.
ja samasta syystä tarvitaan ahtimen toimintaa kuvaava "kartta" että se voidaan mitoittaa moottorille ja halutulle kierrosalueelle sopivaksi.

pakovastus todellisuudessa pienentää ahtopainetta, jos imusarjassa on painetta 1,0 ja sylinterissä 0,2 on paine-ero on 0,8 .
jos taas suuremman pakovastuksen takia paine sylinterissä nousee esim. 0,4:ään pienenee paine-ero 0,6:een.
imusarjan painetta verrataan ulkoilman paineeseen. paine-ero sylinteriin on kuitenkin se joka aiheuttaa virtauksen.

 

Tarkkasilmäinen löytää kompressorin pyörintänopeuden kompressorikartasta. Kyllähän se useimmiten pätee että ahtimen kierrosluku kasvaa moottorin kierrosluvun kasvaessa, mutta kun katsot mitätahansa kompressorikarttaa lähellä sakkausrajaa niin huomaat että ahtimen kierrosluvun kuvaaja on vaakasuora. Eli painesuhde ja ahtimen kierrosluku pysyy vakiona vaikka moottorin kierroluku muuttuu.

 

Sanotaan se nyt vielä kerran mut tää on viimenen... Olosuhteet ja muuttujat on siis samat, myös pakopaine on sama. Jos eri ahtimilla saadaan eri vääntö koneesta on hyötysuhteissa eroa. Toinen lämmittää ilmaa enemmän kuin toinen. Lämpimämpi ilma on samassa paineessa ja tilavuudessa harvempaa eli sylinteriin saadaan vähemmän ilmamolekyylejä.

 

Aina kun sitä ilmaa puristetaan kasaan, niin se lämpenee X astetta. Oli menetelmä mikä hyvänsä.
Eri ahtimien hyötysuhteilla ja muilla tekijöillä voi tietysti olla suuriakin eroja, mutta se mikä tuossa särähti korvaan alunperin oli se, että joku väitti että paineella ei ole merkitystä...

...Kyllähän se kuitenkin niin on että jos sinne sylinteriin saadaan tungettua vaikkapa kolminkertainen määrä bensa/ilmaseosta, niin noin äkkiä peruskoulumatikalla siellä on kolminkertainen energia sisässä. Tämä ei tietysti ihan paikkaansa pidä häviöiden, lämpötilojen, vastuksien ym. takia mutta paine se on mikä sitä kamaa pienempään tilaan prässää. Vaan eipä tähän lisättävää. Tämä näin peruskoulufysiikalla pähkäiltyä.

 

kyllä varmasti on hyötysuhteissa eroa.

hyötysuhde= tehty työ: käytetty energia

ahtimessa tehty työ= ahdettu ilma =tilavuus*paine

ahtimessa käytetty energia=pakokaasunenergia=tilavuus*paine

eli jos ahdetun ilman paine ja määrä ei muutu, mutta pakopuolen paine muuttuu niin silloin hyötysuhde muuttuu.

 

Alkuperäinen kysyjä halusi tietää muuttuuko koneen teho jos pelkän kompressoripyörän vaihtaa isompaan, moottorin kierrosluku, ahtopaine ja ilman lämpö (siis kompuran hyötysuhde) samat kuin ennen. Ei muutu jos uuden kompressorisiiven kierrosluku ko ilmamäärälle on sama. No jos vanhassa siivessä vaadittiin ahtimeen kierroksia vaikka 110000 ja nyt riittääkin 100000 ei tilanne selviäkään kompressorikartasta. Voi pysyä samana, nousta tai laskea riippuen turbiini hyötysuhteen muuttumisesta(siis pakopaine).

 

Ymmärsin kyllä että puhutaan imuilman lämpötilasta. Mutta turha tästä on jauhaa, kun kumpikin on omalla tavallaan oikeessa...

 

Vastaus alkuperäiseen kysymykseen:
Jos alkuperäinen turbiini on ollut kyseisellä paineella ja moottorin kierrosluvulla huonommalla hyötysuhdealueella kuin uusi isompi niin pakopaine laskee ja moottorin vääntö nousee. Jos uusi kompressori on plaaplaaplaa niin sylinteriin menevän ilman lämpötila laskee ja saadaan enemmän vääntöä.

Vastaus kysymykseen vain kompura vaihdetaan:
Jos uusi kompressori on samalla paineella, moottorin kierrosluvulla ja imuilman lämpötilalla paremmalla hyötysuhdealueella saadaan suurempi vääntö.

 

ahtaamistakin on niin sanottua vanhaa tyyliä ja uudenlaista.
Tää vanha tyyli joka tässä maassa yleisesti vallitsee on niin sanottua seosta männänpäälle ja ventiilit kiini ja tulta perään.
Kyllä suomessa ahdin mootorila lujaa pääsee seuraa vaikka street b ryhmää
taitaa mennä tänävuonna 7 rikki.

Nämä mootorin rakentajat seuraa uuta tyyliä (veikkaisin).
Jenkit ja ruottalaiset puhuu( valve never close). ja puristuksetkin on melko korkeet ihan bensiinillä mutta vaatii kannelta paljon ja rahallista panostusta.
Rakensin esim volvoon uuden tyypisen kannen
titanit ,prounssi seetit ja nokka. 2800e + muut hepenet mitä tarvitaan.
asteita ja nokkakulmia en viiti rueta mainostamaan kun ei tiedä ittekään miten toimii.

Mutta näissä uudentyypisissä ahtimissa on tosi iso pakopesä esim volvoon tuleva on 77/78

 

Jaa uudenlaista, nykyajan paukkuruiskuvehkeillä saa isonkin turbiinin pyörimään.
Tuo pako ja ahtopaineen ero overlapin kohdalla on ratkaisevaa, helppo tajuta esim 8 puristuksilla 12.5% enemmän palavaa jos painesuhde sallii läpituuletuksen.
Myöskin nettopumpputyö on olemassa esim 2 litran moottori 6000 r min =100 litraa sekunnissa
ahto 1 bar pako 0.5 nettotyö 5kw
ahto 1 bar pako 1,5 nettotyö -5kw
ero 10kw
Karkea laskelma saa kommentoida

 

Nyt on yksi juttu jota en ole huomannut tässä keskustelussa ollenkaan. Ennen sitä mainittakoon vielä, että kyllä se turboahdin mäntämoottorissakin muodostaa sen paineen siipiensä välille eli turbiini (pako) siipeä vasten.

Isommalla ahtimella tarvitaan vain enemmän virtausta että saadaan se paine sinne muodostumaan. (virtausnopeus putkistossa)

Jos mootttorin kierrosluku ei nouse niin sitten polttoaineen määrää pitää kasvattaa että saadaan tuotettua pakokaasuja niin paljon enemmän että paine nousee samaan. Eli sama paine kuin pienemmällä ahtimella mutta virtausnopeus koneen läpi suurempi.
Jossain vaiheessa sitten ei turbon koon kasvattaminenkaan enää auta kun kansi ei vain hengitä tarpeeksi. Sitten nostetaan taas painetta :wink:

Välijäähdytintäkään ei saa unohtaa ettei se muodostu jarruksi kun ahdinta suurentaa.

Tämä on vain niin kuin minä sen olen ymmärtänyt, viisaammat korjatkoon jos olen aivan mettässä. (taas )

 

Joku tietenkin ihmettelee nyt et mitä sitten jos virtausnopeus on suurempi? Silloin vois vaikka ajatella hieman minkä takia vapaastihengittävissäkin moottoreissa yritetään saada se ilman virtaus mahdollisimman nopeaksi.
Ajattele vaikka huonetta joka on täysin tiivis ja sinne on ovet vastakkaisilla seinillä. Nyt huoneen läpi puhalletaan ilmaa jolla on sama paine ja lämpötila.
Sitten suljetaan takaovi ensin ja perään etuovi, mitä suurempi virtausnopeus sitä suurempi paine huoneessa on kun molemmat ovet kiinni. Suuremmalla virtausnopeudella pakkautuu enemmän ilmaa huoneeseen ennen kuin etuovi menee kiinni.

Toivottavasti tämä herättää jotain ajatuksia?

 

ei kovin pahasti mettässä, mutta edelleenkään ei puhuta suihkumoottorista, ahtopaine kohdistuu moottorin mäntään ei turbiinin siipiin. pakovastus kyllä vaikuttaa ahtopaineeseen, mutta ahtimella EI muodosteta painetta jolla turbiinia pyöritetään.

jos isommalla ahtimella pakopuolen virtausmäärä kasvatetaan niin suureksi että paine nousee yhtäsuureksi kuin pienemmässä, miten estetään ahtopaineen nousu suuremmaksi.
koska teho on paine*tilavuusvirta, jos paine sama ja tilavuusvirta kasvaa= teho kasvaa eli akselin toisessakin päässä teho kasvaa, minne se ylimääräinen ilma menee? paineenhan piti olla sama.

mutta jos isommassa ahtimessa pakopuolen tilavuusvirta kasvaa ja paine pienenee (pienempi pakovastus) turbiinin teho ja imupuolen paine säilyy "tasapainossa".

 

Ahtopaine kohdistuu mäntään vasta kun pakoventtiili sulkeutuu, sitä ennen se kohdistuu turbiininsiipiin ymmärtääkseni.

 

kyllä se on pakokaasun paine joka kohdistuu sinne turbiinin siipiin . vaikka imu ja pakoventtiili onkin vähän aikaa auki samaan aikaan , niin massan hitausvoimista johtuen se ahtopaine tuskin ehtii turbiinille asti, ja mäntäkin on lähdössä alaspäin joten paine sylinterissä ei taida paljon nousta.

 

Otin tuohon yhden vanhan keskinopeakäyntisen dieselin venttiilien ajoitukset mukaan selvennykseksi. (oli ainoat jotka tähän aikaan löysin)
Muutenkin tiedän enemmän noista dieseleistä kuin ottomootoreista.


Imu aukeaa 66 astetta ennen YKK ja sulkeutuu 41 jälkeen AKK
Pako aukeaa 51 ennen AKK ja sulkeutuu 56 jälkeen YKK

Eli peittoa vaihtokohdassa on 122 kammen astetta, luulis siinä ajassa ehtivän aika kauas tuo ahtoilmakin?

Ottomoottoriin tuo peitto olis jo aika kova mun mielestä.

Ajattele asiaa niin että kun molemmat venttiilit auki ja ahtoilma työntää pakokaasuja edellään, nyt pakokaasu vastaa pakosiipeen ja ahtoilma työntää pakokaasuja.

Mekaaninen ahdin on se joka paineistaa mäntää vasten.