Selitä ottomoottorin toiminta ja laske puristuspaine ja loppulämpötila puristussuhteen ollessa 10:1
Ottomoottorin toimintaperiaate
opettaja1
71514
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 7
Vanhimmat
Noilla tiedoilla ei kyllä voi mitään laskea. Vähän pohjatietoja, että voidaan laskea lämpötilat ja paine.
Oletetaan että sylinteriin tulevan ilman lämpötila on 22 celciusastetta ja valitseva paine normaali ilmanpaine 101,325 Kpa. Sylinterin halkaisija 85 mm ja iskunpituus 92 mm
Sylinterin mitoilla ei ole merkitystä, mitta täytössuhde on oletettava olevan 1 ja puristettava kaasu ideaalikaasua vastaava sekä puristuminen adiabaattista, jolloin puristuspaine on alkupaine *puristussuhde ^1.4. eli n. 2.5 MPa, lämpötila on alkulämpötila* puristussuhde^(1.4-1) (Kelviniä)
Käytännössä sylinterin täytös on normaalimoottoreilla parhaimmillaan 80... 90 % ja adiabaatin 1.4 arvo 1.35 vastaa aika hyvin normaalilämpöisen moottorin lämmön siirtymää sylinterin seinämiin ja kanteen.
Moottorin toiminta on normaali lämpövoimakoneen toiminta, termodynamiikka selittää periaatteen.
Ja vielä lisäksi, kun moottoreista mitataan puristuspaineita, mittalaite yleensä suurentaa puristustilaa ja paineet jää bens. luokkaa 1.8 MPa ja diesel (18:1) n. 3 MPa moottorin käydessä, startilla pyöritettäessä vielä matalammaksi ohivuodon takia.
Täytössuhteeseen vaikuttaa myös moottorin rakenne eli onko se vapaasti hengittävä vai ahdettu moottori.
Myös moottorin täytössuhteeseen vaikuttaa missä moottoria käytetään. Tämä on se luonnollisen ilmanpaineen vaikutus. Korkealla ilmassa ei saavuteta samaa täytössuhdetta vapaasti hengittävillä moottoreilla kuin merenpinnan tasolla.
Sylinterissä ei voida polttaa hyvällä hyötysuhteellä enempää polttoainetta kuin mitä ne palamisen olosuhteet ovat. (stökiömetria) Tässä on huomioitava polttoaineen/ilman suhde eli onko seos "rikasta vai laihaa". Tavallisesti pyritään optimaaliseen suhteeseen, mutta tästä on myös poikettava kuormituksen mukaan. (esim. kiihdytysvaihe jolloin seos on rikkaampaa)
Ahdettujen moottorien hyötysuhde samassa sylinteritilavuudessa on parempi kuin vapaasti hengittävillä moottoreilla.
" Ahdettujen moottorien hyötysuhde samassa sylinteritilavuudessa on parempi kuin vapaasti hengittävillä moottoreilla. "
Ahdetun dieselmoottorin hyötysuhde on parempi ilmaylimäärän ja ahtimen jatkuvan toiminnan vuoksi, mutta ottomoottorissa selvästi huonompi kuin vapaasti hengittävässä .
Väärinkäsitys syntyy siitä että autokäytössä voidaan käyttää tilavuudeltaan pienenpä moottoria ja ahdin tulee mukaan vasta kun tehoa tarvitaan enemmän, normaali henkilöauton tehontarve matkanopeudella on luokkaa 15 kW.
Ahtimia on erilaisia; turboahtimet saavat energiansa pakokaasuvirrasta ja sitten on niitä mekaanisia ahtimia.
Ahtopainetta voidaan säätää. Ahtimissa itsessään on omat häviötekijänsä, mainittakoon vaikka vain mekaanisten ahdinten kitkahäviöt.
On huomioitava myös polttoaineen "palonopeus" eli sylinterissä tapahtuva paineen nousu nopeus. (bensiinillä ja dieselpolttoaineella se on hieman erilainen)
Bensiinimoottoreissa liiallinenja äkillinen paineennousu aiheuttaa "nakutusta" joka pahimmillaan voi rikkoa moottoria.
Dieseleissä taas vaikuttaa moottorinrakenne eli onko se suoraruiskuttuinen vai onko se esikammiomoottori. Suurissa laivadieseleissä voidaan käyttää jopa vesiruiskutusta paine/lämpötila olosuhteiden hallinnassa.
Moottorien hyötysuhde laskelmat ovat verrattain monimutkaisia eikä suoria vertailuja voida tehdä erilaisten moottorien suhteen. Myös erilaisten moottorirakenteiden (2/4-tahtisuus, sylinteriluku) tuomat kitkahäviöt on otettava huomioon.
Käytännössä hyötytehoa on se jota saadaan kampiakselilta mitattuna ns. akselitehona.
Tuossa unohdetaan sylinterin pintojen vaikutus lämpötilaan.
Kylmä moottori vie osan lämmönnoususta ja kuuma moottori taas nostaa lämmön korkeammaksi. Pitäisi tietää myös paineennousuaika.
Hassua miten lähes kaikkiin noihin tehtäviin pitäisi vastata, ettei voi laskea kaikkia oletuksia ei ole ilmoitettu.