Turbokoneen kannen porttaus (2,2 20vt)

[Jaako]

Tällaisesta aiheesta ei taida olla keskustelua. Aihe kiinnostaa, kun pitäisi projektin kansi saada jonkinlaiseen kuosiin. On tullut jonkinverran luettua kirjoista ja netistä, mutta onko foorumilaisilla omakohtaista kokemusta aiheesta? Kokemuksia vaikutuksista, onko itse tehty vai teetetty porttaus? Venttiilien muokkaus/isontamisen vaikutukset. Jonku jänkki kasin kantta on tullu hiplailtua. Niissä vaikutus ollu aina positiivinen.

[Repo/promo]

Porttauksella on luonnollisesti positiivinen vaikutus, jos se on onnistunut. Maksimiteho ei tappiin säädetyssä turbokoneessa porttaamalla useinkaan kovin paljoa parane, koska turbon saa tappiin kovemmallakin ahtopaineella.

Turbokoneen kannen porttauksessa on olennaista, että pakopuoli ei avarru liian suureksi, jolloin pakokaasupulssi menettää nopeuttaan, sillä niin kuin yläasteella fyssan tunnilla opittiin, nopeus on energiaa, ja liike-energia kasvaa suhteessa nopeuden neliöön.

Porttaillessa pitää myös huomioida se, että mietovireisten turbokoneiden imu- ja pakosarjat voivat olla hyvinkin surkeita. Näin esimerkiksi 2.0Tfsi imusarja, joka jo vakiona virtaa huonommin kuin porttaamaton kansi. Jos imusarja kuristaa, kannen porttauksella tai nokkien vaihdolla ei saavuteta pahimmillaan mitään etuja. Tämän ilmiön kanssa on paininut monikin TFSI virittäjä.

20v vitosenkin kannen saa jo vakiokokoisilla venttiileillä virtaamaan enemmän kuin imusarjan runnerit, joten imusarjaan kannattaa kiinnittää myös huomiota.

Oikein tehtynä saavutetaan sitten merkittäviä hyötyjä. Eräs kilpuri pukkasi jo 10v sitten 2.2 koneesta yli 610 heppaa 1.1bar ahdoilla. Perusteho kohdillaan.

Tässä itse tutkin asiaa tuon 2.0T koneen kohdalla, ja nyt saadaan hyvällä imusarjalla, portatulla kannella ja miedohkoilla nokilla 1.3 bar ahdoilla jo melkein 500hv, eli noin puoli kiloa vakiokansi+imusarjasettiä pienemmillä paineilla.

Kilpa-autossa etu tulee sitten esiin siinä, että viive pienenee. Moottori antaa paremman tehon jo sillä sekunnin murto-osalla, kun kaasu aukeaa, eikä turbo vielä pukkaa painetta. Silloin pakokaasua tulee enemmän ja turbo spinnaa kipakammin. Oravanpyörä pyörähtää ja tavoiteahtopaine saavutetaan nopeammin, eli kaasun vaste ja vaihteen vaihdossa paineen nousuviive pienenee. Katuautossa ei niin valtavan merkittävä asia.

Ja niin kuin vaparissakin, jos kanavia avaa liiaksi, alapää kärsii, joskus todella paljon. Turbokoneessa tilanne on vielä pahempi, kun siellä on se tulppa putkessa ja todennäköisesti miedot nokat ja matala kantti.

[Jaako]

Joo, paineellahan sitä ilmaa työnnetään sinne sylinteriin. Tuo juurikin kiinnostaa, että saa koneen virkkumaan siellä alipaineen puolella. Bellin juttuja tullut tavailtua jonkin verran. Varmaan senkin neuvot ihan ok, jos ajatellaan sitä alipainepuolta. Vapareissakaa ei tosiaan kannata kanavakokoja kasvattaa liikaa juuri tuon massanhitauden vuoksi. Vapareissakin saa ylitäytöstä aikaan, kun imupuoli on oikein mitoitettu suhteessa pakopuoleen. Toki tämä vaatii jo jonkin verran kierroksia ennenkuin ilmiötä alkaa esiintyä.

[jipitkan]

Ei sinne sylinteriin ilmaa sillä paineella työnnetä, paineella saadaan vain ilman massaa eli tiheyttä nostettua. Litran sylinteriin mahtuu tasan litran verran ilmaa oli paine mikä tahansa, mutta sen litran massa voi muuttua. Virtausnopeudet imukanavassa ovat kierroslukuun sidotusti melko lailla tasan samat vaparissa ja ahdetussa. Ahdetussa ilmalla on enemmän sitä massaa ja se hieman muuttaa asioita.

Tässä on muutamia asioita mitä vitoselle voisi tehdä:

Imukanava
- Jos kanavaa ei täytä ja muotoile enempää uudelleen, niin materiaalia tarvitsee poistaa lähinnä venttiiliohjurin tienoilta.
- Ei kiillottamista pikemminkin toisinpäin.
- Seetiin voi kulmia lisätä, jos seetintekijällä sattuu sopivaa terää olemaan.
- Imuventtiilin selkään 30° viiste.
- Imuseetin sisäreikä on pienehkö lautaseen nähden, seetireiän saa leikata millin suuremmaksi.
- Venttiilin koon kasvattamisella ei saa hirveästi etua, jos ollenkaan. Jos venttiilin suurentaa niin seetin sisäreikä on vielä hyödyllisempi/pakollisempi suurentaa.
- Kanavaan sujuva liittyminen seetiin, joskus siellä valusta riippuen on jotain pientä muotoiltavaa, ei aina. Seetin sisäreiän suurentaminen yleensä aiheuttaa pienen muotoilutarpeen ja ehkä jopa parantaa kanavan muotoa.
- Seetipinta kapeammaksi ja ulommas lautasen reunalle.

Pakokanava
- Tavaraa hieman pois seetiltä alkaen noin sentin päähään mutkan ohi, ei hyötyä poistaa tavaraa pidemmältä. Paikoittain korkeintaan muutamien millien syvyydeltä, ei tarvetta isoon jyrsimiseen, tavaraa pois ulkokaarelta ja sivuilta.
- Seetin sisäreikä on pieni venttiilihalkaisijaan nähden samalla tavalla kuin imupuolellakin. Seetistä pois tai 27mm pakoventtiili.

Syy miksi kanavia pitää jyrsiä mainituista kohdista, on se että kanavan poikkipinta-ala sahaa ylös alas ja se on aina virtaukselle huono asia. Kun imukanavasta poistaa ohjurin tienoon ahdistuksen, niin kanavan koko riittää melkein 5-numeroisille kierroksille. Mutta toimii silti miedommassakin paketissa.

Palotila
- Kaikki terävät kulmat pois, etenkin seetien koneistuksista syntyneistä jäljistä seetien ympäriltä. Kannen valusta riippuen siellä on enemmän tai vähemmän pois otettavaa. Suurin piirtein seetin ulommaisen kulman tasoon tai vähän yli eli jouhevaa käännöstä seetiltä palotilaan haetaan. Imu ja pakoseetin väliltä ei kannata jyrsiä liian syvältä, harjanne siinä välillä voi vähentää overlapin hukkavirtausta imukanavasta suoraan pakokanavaan.
- Palotilat vitosen kansissa on yleensä aika hyvin samankokoisia, ellei satu huonolla muotilla tehtyä kantta, jossa on ollut 3-4cc eroja reunimmaisten sylinterien välillä. Turbokansissa tätä ei ole tullut vastaan, 7A kansissa kyllä.
- Tulpanreiästäkin kannattaa tarkastaa ylin harjanne ja pyöristää, jos siihen on kierteen tekemisestä terävää reunaa jäänyt. Se pienentää halkeiluriskiä samoin kuin niiden seetin ympärysten pyöristäminen.
- Palotilaa ei tarvitse kiillotella.
- Koska männänlaki muodostaa palotilan pohjan, niin sinnekin kaikkiin teräviin kulmiin vähintään 1-2mm pyöristyssäde (lukuun ottamatta männänlaen ulkokehää).

Tässä muutama perusasia mitä sinne voisi tehdä. Sitten jää vielä monta yksityiskohtaa joita ei yleisellä paikalla mainita. Jotain kuviakin olisi, jos jaksaisi selvittää miten ne tähän saisi liitettyä.

[Thuppu]

Muokkaa viestiä, laajennettu tila ja sieltä hoida liitteitä. Sieltä uppaat kuvat. :)

[Repo/promo]

Jari, jos ahtopaine ei vaikuta virtausnopeuteen, niin miksi virtauspenkissä virtausnopeus nousee kun testipaine nousee?

Onko tälle faktalle jotain lähdettä vai onko tämä sun oma mittaus taikka teoria?

[Jaako]

Kyllä minä ainakin oon elänyt siinä uskossa, että painetta nostamalla virtausnopeus kasvaa. Painehan lisää massan liike-energiaa.

[jipitkan]

Autoteollisuusluokan moottorisimulaattoreilla ja reaaliaikaiseen sylinteri- jne paineiden mittaamiseen kykenevillä leluilla leikkivät väittää ettei virtausnopeudet juuri muutu, se riittää perusteluksi minulle. Pientä eroa tulee siinä, että ahdetussa virtauksen nopeus suuremmasta massasta johtuen kiihtyy ja saavuttaa nopeutensa aavistuksen myöhemmin ja toisaalta jatkaa massan ansiosta virtausta hieman pidempään. Mutta nopeudet ei juuri muutu.

Virtaus syntyy paine-erosta, eikö niin? Ja sylinterin täyttävä paine-ero syntyy männän liikkeestä. Jos imusarjassa on 2 baaria ylipainetta ja pakosarjankin puolella hyvinkin mitoitetussa paketissa keskipaine jossain parin baarin tienoilla (hetkellisestihän pakosarjassa voi olla mitä tahansa esim 1-4? baariin pulssi ja aaltotilanteesta riippuen) niin se lähtöpaine männän laella ennen kuin mäntä lähtee imutahtia tekemään on todennäköisesti korkeampi kuin vapaastihengittävässä. Eli paine-ero pysyy vaparissa ja ahdetussa suurinpiirtein samoissa lukemissa. Virtauspenkissä sitä yli- tai alipainetta on enemmän vain systeemin toisella puolella, eli paine-ero pääsee kasvamaan ja sitäkautta virtausnopeus kasvaa. Näin minä sen olen kuutioinut. Ja olen ollut väärässä ennenkin. Ja joku bugi tässäkin ajatuksessa on oltava, viimeistään kun alkaa miettimään mitä tapahtuu mekaanisesti ahdetussa, jossa ei sitä (ainakaan niin pahaa) tulppaa pakopuolella ole niin alkaa lyömään hihna tyhjää.

Vertaustilanne aivan jostain muulta: Syvänmeren sukeltaja tulee kotiin keikalta painakammion kautta. Kammiossa on painetta vaikka 6 bar. Täyttyykö sukeltajan keuhkot melkein vakivalloin 6 barin painerolla kun sukeltaja avaa suunsa? Ei. Hemmo joutuu edelleen tekemään hengitysliikkeen keuhkoillaan saadakseen ilmaa kitusiinsa, koska se kehon ulkopuolinen paine on myös ns. nollatasona myös siellä keuhkoissa. Sama juttu ahdetussa moottorissa, imusiiven ja pakosiiven välillä on ylipaineistettu maailma ja sylinterin sisällä on nollapainetasona jonkinlainen keskiarvo imusarjan ja pakosarjan paineesta.

[matrikkel]

Miten miulla tuli dejavu tästä keskustelusta. Yritin etsiä sitä vuonna ---|- ja x---- käytyä keskustelua, mutten löytänyt sitä enää.

Siirtymiseen käytettävä aika ja matka pysyvät samana, joten käsitys virtausnopeuden muuttumisesta voi toteutuva vain jos aika tai matka muuttuvat.

Paine-ero kasvattaa vain siirrettävän lastin g/cm3. Aikaan vaikuttavat venttiiliajoitukset ja kierrosnopeus, matkaan lähinnä turbulenssit. Turbulensseistä saa aasinsillan porttaukseen.

Näin kannonnokkalogiikalla ajateltuna.

[Repo/promo]

Mun mielestä imutahdin aikana merkittävä paine-ero on imuventtiilin yli imukanavasta sylinteriin, ei turbon kompressorista pakoputkeen.

Jos mulla on kompressorissa kilo painetta, ja suhautan paineilmapistoolia, ilma suhisee jotenkin. Sitten nostan paineen kymmeneen kiloon, siinäkö pistoolin suuttimessa virtausnopeus on edelleen sama kuin silloin kun pöntössä oli kilo painetta?

Täsmennän vielä, että mä en kiistä, vaan en ollut koskaan ajatellut asiaa tän tarkemmin, ja asia kiinnostaa.

Paineilmapistooliesimerkissä ymmärrän, että ilman laajeneminen hämää aistinvaraista havaintoa.

[Ugemi]

Mistä virtausnopeus penkissä muuten mitataan? Jos imu/pakopuolelta itse paineellisen alueen ulkopuolelta, niin silloinhan se menee ainakin kuvatusti, eli nopeudet kasvaa. Toki venttiilin auetessa, vaikka paine lähes välittömästi nouseekin sylinterissä samaksi kuin imukanavassa, voi siinä ilmetä virtausnopeuden kasvua venttiilin kohdalla reaalielämässä.

Oli sitten pari vastausta tullut väliin :)

Repo: Jossain vaiheessa paine-erolla ei todellakaan ole enää merkitystä. Eli riippuu siitä pillin halkaisijasta, jos nyt koulun opit on enää millään tavalla virtaustekniikasta muistissa.

[Repo/promo]

Mitataan niin monesta kohtaa kuin kyetään, tuossa softassa, johon mä olen tutustunut (performance trends) mitataan yhdeksästä pisteestä, ja oletuksena kolmelta eri syvyydeltä.

[kenax]

Tässä muutama perusasia mitä sinne voisi tehdä. Sitten jää vielä monta yksityiskohtaa joita ei yleisellä paikalla mainita.

Miksi ei? Onko ne niin suuria salaisuuksia, että niiden paljastaminen romuttaisi esimerkiksi tuottoisan kilpa-auto- tai viribisneksen?

Mun kanta tähän (hieman off-topickina) on se, että mitä useampi tietää ne "salaisuudet", sitä useammalla on mahdollisuus kehittää niitä vielä eteenpäin. Tässä puhutaan kuitenkin yli 20-vuotiaan moottorin kannen kairaamisesta. Jos jokainen lähtee tutkimaan ja kokeilemaan jokaisen pikku niksin vaikutuksen, niin kyseiset kannet loppuvat tästä maailmasta.

Mitä varsinaiseen keskusteluun tulee, niin näissä kansihommissa pitäis varmaan ottaa huomioon myös sen moottorin suunniteltu käyttötarkoitus. Kannella käsittääkseni voi vaikuttaa suurestikin siihen, missä sitä vääntöä on ja mihin se loppuu. Kansi on minun vaillinaisella kokemuksella parhaimmillaankin vain kompromissi haluttujen ominaisuuksien väliltä. Itse olen lähinnä pilannut oman kanteni siten, että koitan maksimoida huipputehon, kaiken käytettävyyden ja käyttömukavuuden unohtaen.

[Mr.Crossfire]

Tämä menee varmaan näihin Bernoulli-juttuihin:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Bernoullin_laki

Kai noitakin on joskus jossain koulussa käsitelty, mutta tuskin muistan aikaa. Tuohon kompura-esimerkkiin liittyen em. linkin juttujen perusteella sanoisin, että koska 10bar säiliöstä vapautettavan ilman paine laskee enemmän, niin myöskin sen nopeuden on noustava enemmän.

Sitten oli tämä Venturi-efekti:

http://fi.wikipedia.org/wiki/Venturi-ilmi%C3%B6

Kait noista löytyy se totuus jotenkin. Aika suppeita vaan ovat suomenkieliset versiot Wikipeediassa.

[Ilkka L]

Mielestäni kompressoriesimerkki ei oikein kuvaa tilannetta, joka on ahdetussa moottorissa.

Kompressori puhaltaa paineistettua ilmaa suoraan ulkoilmaan, jossa vastapaine on max. ilmanpaine, kun taas turbo puhaltaa suljettuun kammioon (imusarja/palotila). Yhtä kaikki, turbolla on ymmärtääkseni (lähes) aina enemmän vastapainetta rasitteena, kuin ilmakehään puhkuvalla paineilmapistoolilla.

Kaupunkilaisjärjellä ajateltuna ihan järkeenkäypää, että turbomoottorissa paineen nosto ei (välttämättä) nosta virtausnopeutta, mutta massavirta kasvaa paineen kasvaessa, jolloin saadaan tehoakin lisää.

[Repo/promo]

No mutta kun mun se turbo (tai remmiahdin) nimenomaan paineistaa sen imusarjan, ja sitten kun imutahdin alussa venttiili alkaa aukeamaan, niin sylinterissä on mäntä matkalla alas, eli palotilassa on matalampi paine kuin imusarjassa ja siksi ilma virtaa korkeammasta paineesta matalampaan.

Eli tilanne on oikeastaa täsmälleen sama kuin kompressoriesimerkissä, jossa ilma virtaa isommasta paineesta pienempään, venttiilin yli. Mä siis korostan, että ymmärrän korkeammassa paineessa olevan kaasun olevan tiheämpää, ja siten virtausnopeus voisi olla sama mutta massavirta isompi.

Mä lähinnä tarkotan sitä, että tuossa aiemmin kiistettiin, että sitä ilmaa mitenkään paineella työnnettäisiin sinne sylinteriin, kun nimenomaan juuri siitähän tässä on kysymys. Imua kun ei ole fysikaalisesti olemassakaan, on vain korkeampaa ja matalampaa painetta.

Mä kyseenalaistan vain sen ajatuksen, ettäkö virtausnopeus kanavassa pysyy täsmälleen samana, ja haluaisin nähdä nämä oikeat mittaustulokset, ja tutkia asiaa, ennen kuin nielen tämän sataprosenttisena totuutena.

Edelleen, onhan se mahdollista, että kanavassa virtausnopeus on sama ahtopaineesta riippumatta, ja sitten kun paine laskee venttiiliseetillä, nopeus kasvaa palotilassa, mutta väite:

Ei sinne sylinteriin ilmaa sillä paineella työnnetä

On aika väkevästi muotoiltu, kun paineellahan se ilma sinne sylinteriin just työnnetään.

[Mr.Crossfire]

Tiedetäänkö me sylinterissä vallitsevasta paineesta imuventtiilin aukeamishetkellä mitään? Sehän tämän homman pitkälti ratkaisee, koska imusarjan painetta yleensä mitataan eli se on tiedossa.

Jos virtausnopeus ei paineen noston seurauksena nouse, niin mielestäni pitää kysyä että miksi se ei nouse? Sehän on toki mahdollinen tilanne, esim. jos pakopuolen virtaus rajoittaa sylinterin tyhjentymistä niin, että imuventtiilin aukeamishetkellä paine-ero sylinterin ja imusarjan välillä on sama kuin pienemmällä ahtopaineella ajettaessa.

Lähtökohtaisesti näkisin, että nimenomaan pitää tarkastella imuventtiilin yli tapahtuvaa virtausta, jossa systeemin osina ovat imusarja/imuputkisto ja sylinteri. Toki riippuen overlapin määrästä imutahdin alkuvaiheessa kanavat on auki aina turbiinille saakka, mutta turbokoneissa kait suhteellisen pieniä overlappeja yleensä käytetään? Ja toisaalta, suurin osa imutahdista käsittääkseni tapahtuu pakoventtiili suljettuna.

[kenax]

Sekin on syytä muistaa, että minkä verran kollektorissa mitattavissa olevaa pakopainetta on oikeasti siellä pakovenan lähettyvillä sen mennessä kiinni, eli mikä on sen sylinterin lähtöpaine overlapin kohdalla? Ihan vaan niinku sotkeakseni tätä jo valmiiksi äärimmäisen epäintuitiivista ajatusta.

Noita paine-eroja on helppo ajatella staattisissa järjestelmissä, mutta kun otetaan huomioon moottorin todellinen toiminta kaikkine kaikuineen, resonansseineen ja muine epäjatkuvuuksineen, niin pitää aika Hawkins olla, että sen pystyy älyämään kokonaisuutena.

[Repo/promo]

Tiedetäänkö me sylinterissä vallitsevasta paineesta imuventtiilin aukeamishetkellä mitään? Sehän tämän homman pitkälti ratkaisee

Niin, hyvä kysymys. Jos painetta on enemmän kuin imukanavassa venttiilin takana, niin virtaus tapahtuu väärään suuntaan. Jos taas painetta on vähemmän, virtaus tapahtuu imukanavasta sylinteriin päin.

Ja todellakin, kyseessä ei ole mikään staattinen paineastia, vaan värähtelevä ja sykkivä kokonaisuus, jossa massan hitaudella ja ominaisvärähtelyllä on valtava merkitys.

[RS2]

Resonanssiahtamistahan on joissain kai joskus käytetty? Tuli mieleeni tuosta sanasta, resonanssi.

[Jouni_K]

Jos sylinterin tilavuus on vaikka puoli litraa, niin silloin imutahdin aikana sylinteriin virtaa noin puoli litraa ilmaa, riippumatta siitä onko sen ilman paine baarin, kaksi baaria tai vaikka puoli baaria. Tästä seuraa se että ilman virtausnopeus imukanavassa riippuu periaatteessa kierrosnopeudesta ja imukanavan halkaisijasta, ei paineesta.

No, tämä oli tietysti karkea yleistys, koska overlapin aiheuttamaa virtaus suoraan pakokanavaan, sylinteriin jääneet pakokaasut, ja se ehtikö sylinteri täyttyä vai virtasiko ilmaa takaisin imukanavaan jäi huomioimatta.

[Repo/promo]

Jos vaparimoottori nielaisee aina sylinterin 100% täyteen, kun kaasu on täysin auki, on kaikissa saman iskutilavuuden moottoreissa identtinen tehokäyrä.

Koska kaikki tietää, että näin ei ole, niin tuo niin ihastuttavan yksinkertaiselta kuin se kuulostaakin, ei taida sellaisenaan pitää paikkaansa.

[Jaako]

Oikein mitoitetuilla imu- ja pakosarjoilla, nokilla ja kannenkanavilla saadaan myös vapareissa ylitäytöstä aikaan. Ei toki turbon tapaan, mutta kuitenkin ja vaatii jo rundeja koneeseen ennen kuin tätä tapahtuu.

[Jouni_K]

Pointtini oli lähinnä se, että virtausnopeus imukanavassa esim kahden baarin paineella ei voi olla samassa moottorissa kovin erilainen verrattuna virtausnopeuteen esim yhden baarin paineella. Mihin se ylimääräinen ilma menisi? Jos virtausnopeus imukanavassa olisi huomattavasti suurempi kahden kuin yhden baarin paineella, virtausnopeuden ennen ahdinta pitäisi olla kahden baarin paineella huomattavasti yli tuplaten sen mitä se on yhden baarin paineella, mitä ei käytännössäkään käsittääkseni tapahdu.

[Repo/promo]

Hyvin toimivissa paketeissa olen saanut yli tuplattua tehot alle kilon ahdoilla, joten käytännössäkin tuo voi joskus toteutua. Ainakin pari esimerkkiä tulee mieleen, toinen oli Mazda MX6, jonka vakioteho nousi 164 hepasta jonnekin 320hv maastoon 0.7 bar ahdoilla, toinen oli Lexus IS200, jossa tehonnousu oli samaa, noin 100% luokkaa alle 0.7 bar paineilla.

Vastaus kysymykseesi on, että ylimääräinen ilma menee sinne palotilaan, täytös paranee. Kuten sanottua, läheskään aina vapaastihengittävä sylinteri ei täyty ulkoilman paineeseen, ja sitten niin kuin pariinkin kertaan tässä topicissa mainittu, ylitäytöstä tapahtuu virtausnopeuden ja massanhitauden johdosta, jolloin sylinteriin meneekin enemmän ilmaa kuin sen iskutilavuus on.

Sinänsähän tällä koko asiallahan ei juuri käytännön merkitystä ole, mutta jos joku asia on itselle uusi, niin täytyy koettaa siitä ottaa selvää, koska silloin voi oppia jotain.

Koko keskustelussa ongelma on varmaan meillä kaikilla, että kokonaisuuden käsitteleminen pelkällä maalaisjärjellä ei onnistu, koska tapahtumat tuolla imukanavassa ja palotilassa ovat niin nopeita ja virtaus kaikkea muuta kuin tasaista.

Luulen, että muuttujia on liikaa, jotta asiasta voitaisiin sanoa paljoakaan yleistäen.

Ja koska tehon tuottamiseen vaikuttaa paljon muukin kuin pelkkä ilmamassavirta, siitäkään ei voida kaikkea päätellä.

Olennaista on toisaalta ehkä vain tunnustaa, että ilman tätäkin tietoa pystyy tekemään ihan kohtuullisia moottoreita.

[kenax]

Se mitä noilla helmholzin resonaattorikaavoilla, massanhitauden ja sopivaan aikaan tapahtuvan venttiilien sulkemisen keinoilla voidaan parantaa täytöstä, niin ilman jonkin ilman virtaukseen liittyvän suureen dynaamista muutosta, toimii nuo keinot vain jollain - tai joillain - kohtuullisen kapealla kierrosalueella.

Jos ajatellaan sitä overlapin tuomaa "ylitäytöstä", niin se käytännössä toimii vaparissa siten, että oikein mitoitettuun pakoputkistoon ammuttu pakopulssi imee mennessään imukanavasta männän aiheuttaman imun lisäksi hieman ylimääräistä ilmaa mukaansa, korottaen hieman imukanavan ilmavirran nopeutta. Pakoventtiilin mennessä kiinni, syntyy sinne äkkipysäys ja paikallinen paineennousu. Paineennousu säteilee sieltä "tulpasta" takaisinpäin aaltomaisena ja se saattaa päästä hitailla kierroksilla riittävästi kaikumaan takaisinpäin haitaten imukanavasta tulevaa ilmaa. Jollain kierrosalueella se saattaa taas juuri jäädä näppärästi sylinteriin aiheuttaen parempaa täytöstä.

Saman kaltainen ilmiö pätee runnereiden pituuden tuomassa edussa. Moottorin hengityksen resonanssitaajuus ja sen moninkerrat sattuvat toisinaan siten, että siellä sylinterin sisällä on parempi mälli, kun imuvena suljetaan. Ennen ja jälkeen tämän kierrosalueen saatetaan taas menettää hieman täytöstä saman ilmiön vaikutuksesta. Optimitilanteessa imukanavassa on juuri edellisen imuvenan sulkeutumisen aiheuttaman korkeamman paineen kaiun rintama lähestymässä imuvenaa sen auetessa.

Ahdetuissa koneissa käsitellään käytännössä aivan samanlaisia lainalaisuuksia, joskin useimmiten on niin, että ahtopaineen marginaalisellakin nostolla saadaan huomattavasti paljon paremmin hyötyä irti koneesta kuin vapariviritystoimenpiteillä. Se on myös havaittu käytännössä, että turbokoneessakin tapahtuu ilmavirran massanopeuteen liittyvää hyötysuhteen parantumista ja sen on myös havaittu siirtyvän paineen noustessa alemmille kierroksille. Tämän voisi tosiaan selittää ilman tiheyden ja sen kautta sen massanhitauden paraneminen alempana.

Vähän ajatusvirtaa.

[Jouni_K]

Se mitä noilla helmholzin resonaattorikaavoilla, massanhitauden ja sopivaan aikaan tapahtuvan venttiilien sulkemisen keinoilla voidaan parantaa täytöstä, niin ilman jonkin ilman virtaukseen liittyvän suureen dynaamista muutosta, toimii nuo keinot vain jollain - tai joillain - kohtuullisen kapealla kierrosalueella.

Hienoja ne aiemmista vapaastihengittävistä F1-autoista löytyvät systeemit, missä imutorven pituus muuttuu portaattomasti kierrosten mukaan. Siinä ollaan varmasti kokoajan resonanssitaajuudella. Oispa kiva tietää paljonko tuolla saatiin lisäheppoja.

[kenax]

Tarkemmin sanottuna, siellä ollaan varmaan 2-3 moninkerralla. Mutta joo, se on juuri yksi niistä muutettavista suureista, joita tarkoitin. Toinen voisi olla säätyvät venttiiliajoitukset.

Tai mistäpä tuota tietää, vaikka formula1 -moottoreissa olisikin se varsinainen emätaajuus käytössä, aika lyhyet niissä on ainakin imukanavat kannessa.. Pitäis perehtyä, jos jaksais kiinnostaa.

[jipitkan]

Ajatus oli juuri siinä, että ahdetussa männänpäällä on korkeampi paine kuin vaparissa, kun mäntä lähtee tekemään imua. Ja siitä seurauksena suhteellinen paine-ero imukanavan ja sylinterin välillä säilyy samankaltaisena vapaastihengittävään nähden. Se paine on perua joko poistumattomasta pakokaasusta tai imusarjan paineesta, jos vaikka imuventtiili aukeaa ennen yläkuolokohtaa. Ja jos virtauspenkkivertaukseen vielä lisätään se, että moottorissa se ilmamassa pitää kiihdyttää paikaltaan liikkeeseen ja pysäyttää rajallisessa ajassa ja tilassa toisinkuin penkissä, jossa on kyse staattisesta tilanteesta, jossa sylinterin kokokin on rajaton eli vastuksia on hyvin vähän. Eli pelkästään aikaikkuna ja massan hitaus voi rajata virtausnopeutta rankasti.

Työntääkö ylipaine ilman sisään vai vetääkö alempi paine ilman sisään? Kumpi oli ensin muna vai kana? Männän nopeus määrää sen missä kohtaa virtausnopeus on suurimmallaan ja sen mukaan mitoitellaan muun muassa nokan asteita ja nostoa. Kai ahdetussakin jotain väliä imunokalla on vai onko täytös sama nokan arvoista välittämättä? Minä kannattaisin alemman paineen imua. Ja se alipainehan ei tarkoita vain tilannetta ilmakehän paineen alle vaan 2 bar abs. voi olla myös alipainetta, joka saa sen virtauksen aikaan.

Selailin tuossa kirjastoani läpi ja varsinaisia kommentteja imukanavan virtausnopeuksista en löytänyt. Ei suuntaan eikä toiseen. Gordon Blairin kirjassa oli imukanavan partikkelinopeuskäyriä erilaisista moottoreista, mutta ainut ahdettu laite oli dieseli. Siinä näytti nopeudet olevan samaa luokkaa bensavaparin kanssa samalla kierrosluvulla. Molemmat oli 2L 4 sylinterisiä ja dieselissä 1 bar ahtoa. En tosin tiedä voiko noita verrata toisiinsa. Melko turhaa tietoahan se virtausnopeus loppujen lopuksi on, ei kai siitä muille ole hyötyä kuin kannen porttaajille jos niillekkään.

Mitä moottorin käyttötarkoitukseen ja kannen mitoituksen yhteyteen tulee, niin ainut oikea tapa on mitoitus halutun käyttökierrosalueen mukaan. Käytännössä haluttu huipputehon kierrosluku määrää mitoituksen. Ehkä poislukien esim kuristetut moottorit, silloin kujeet voi olla hieman erilaiset.

[kenax]

Työntääkö ylipaine ilman sisään vai vetääkö alempi paine ilman sisään? Kumpi oli ensin muna vai kana?

Korkeapaineisemman kaasun potentiaalienergia pyrkii vapautumaan matalamman paineen tilaan, kunnes paine-ero tasaantuu tai jopa kääntyy, kaasun liike-energian viedessä ylimääräistä mukanaan.

:)

Vähän sama kuin että kylmyyttä ei ole olemassa, on vain lämpöä ja suurempaa lämpöä.