Hei
Ajatuksia siitä miten voitaisiin kehittää täydellinen lämpövoimakone: polttomoottori tms. Nykyaikasessa bensiinimoottorissa 25 % energiasta menee liikkeeksi, dieselmoottorissa 33 %. Miten hyötysuhdetta voitaisiin parantaa? Suurin osa energiasta kuluu jäähdykseen ja kitkahäviöihin.
Täydellinen lämpövoimakone
32
904
Vastaukset
Kyllä modernin ahdetun bensiinimoottorinkin hyötysuhde on nykypäivänä jo lähemmäs 40 %.
Paras keino on kasvattaa puristussuhdetta. Tässä tulee kuitenkin raja vastaan, koska ilma-bensiiniseos syttyy itsestään riittävän korkeassa paineessa. Diesel ei niin helposti, joten dieselmoottorissa voidaan käyttää korkeampaa puristussuhdetta ja juuri tästä syystä dieselit ovat taloudellisempia. Toinen tapa hyötysuhteen parantamiseen on hyödyntää pakokaasujen liike-energiaa turboahtimella. Eli kyllä kaikki mahdolliset keinot alkavat olla jo käytössä.- Että_näin
Wärtsilän dieselvoimalassa pakokaasujen lämmön talteenotolla on jo vuosia sitten päästy hyötysuhteessa 55 prosenttiin.
Materiaalin vähäinen lämmönkestävyys estää hyötysuhteen helpon noston tuosta eteenpäin, koska juuri moottorissa vallitseva lämpötilaero on ratkaiseva. Keraamisesta moottorista puhuttiin paljon vuosia sitten, mutta sekin idea taisi pysähtyä materiaaliongelmiin.
Mäntämoottorista lämpökoneena Carnot ideaa hyödynnettäessä ei paljoa ole tehtävissä muuten kuin hukkalämmön talteenotolla.
Puristussuhde vaikuttaa teoreettiseen termodynaamiseen hyötysuhteeseen edellyttäen yhtä suurta puristus- ja paisuntatilavuutta ilman muuta lämmön siirtymistä, mutta lisää myös puristuslämpötilaa, joka on osa hukkalämpöä, ja juuri tämä lämpötila ja polttoaineen itsesyttymislämpötila on ratkaiseva käytetylle puristussuhteelle, joka on asettunut dieseleissä n.17 tienoille entisten yli 22 asemasta.
Dieselin parempi hyötysuhde ei riipu puristussuhteesta vaan siitä että se käy erittäin laihalla seoksella ja polttoaineen tiheyskin on suurempi.
Bensiinimoottorilla pääsisi kevyesti samoihin lukemiin g/kWh kuin dieselillä, ellei katalysaattoripakko käytännöllisesti tappoi laihaseosmoottoreiden kehityksen.
Turboahtimenkin hyöty on siinä että moottorista saadaan enemmän tehoa /tilavuus, joka yleensä hieman parantaa hyötysuhdetta joillain alueilla, itse turbo ei hyödytä juurikaan hukkaenergiaa, sen virtausta vastustava haitta on samaa tasoa kuin nimellinen hyöty, lisäksi turbon hyötysuhde on aika onneton.
No turbo hyödyntää kyllä jäännöslämpöäkin, joskin myös tuottaa sitä itse, ja hyötysuhde-ero ahtamattomiin dieseleihin (jos niitä enää on ? ) on marginaalinen.
Polttomoottoria on kehitetty intensiivisesti yli sata vuotta, dieselillä on päästy yli 50% hyötysuhteeseen, yhdistelmillä yli 70% mutta isojen nopeakäyntisten hyötysuhde on suunnilleen samaa tasoa kuin 50 v sitten, vain päästöjä on rajoitettu ja sangen todennäköistä että suurta harppausta tekniikkaan ei taida olla näköpiirissä, lämpövoimakoneella kun on aina rasitteena tietty hukka sekä prosessissa että toteutuksessa.- martta00
juurikin näin eli turboahdin ei sinänsä paranna hyötysuhdetta, vaan mahdollistaa suuremman tehon pienemmästä moottorista
- kaasua_putkeen
martta00 kirjoitti:
juurikin näin eli turboahdin ei sinänsä paranna hyötysuhdetta, vaan mahdollistaa suuremman tehon pienemmästä moottorista
Tämä on kyllä väärä tulkinta edellisestä viestistä. Sekä otto- että dieselmoottorissa painesuhde vaikuttaa kyllä erittäin paljon hyötysuhteeseen. Painesuhteen hyötysuhdetta parantava vaikutus jää sitten vain mäntämoottoreissa sen jalkoihin, että puristussuhdetta ei käytännössä voi kasvattaa, vaan etenkin dieseleissä se jopa laskee.
- kerro_tarkemmin
kaasua_putkeen kirjoitti:
Tämä on kyllä väärä tulkinta edellisestä viestistä. Sekä otto- että dieselmoottorissa painesuhde vaikuttaa kyllä erittäin paljon hyötysuhteeseen. Painesuhteen hyötysuhdetta parantava vaikutus jää sitten vain mäntämoottoreissa sen jalkoihin, että puristussuhdetta ei käytännössä voi kasvattaa, vaan etenkin dieseleissä se jopa laskee.
Mitä tarkoitat mäntämoottorin painesuhteella ?
Jos kyseessä on puristustahdin alkupaineen suhde ympäristön paineeseen, se ei vaikuta termodynaamiseen hyötysuhteeseen jos alkupaine tuotetaan loppupaineen energiasta ja suurilla alkupaineilla lämmöt nousee heikentäen hyötysuhdetta enemmän kuin lisätehon suhteellinen kitkahäviöiden tuoma etu.
Yleensä dieselin paras hyötysuhde, siis näillä pienillä nopeakäyntisillä saavutetaan maltillisella ahtopaineella ja teholla, ahtopaineen kasvattaminen tietyn rajan yli heikentää hyötysuhdetta dieseleissä ja bensiinimoottoreissa ahtaminen yleensäkin ellei täytökseen liity takaisin kiertoa.
Asia on helposti todettavissa eri simpukkadiagrammeja vertailemalla. - kaasua_putkeen
Painesuhde on ulostulevan ja sisään menevän paineen suhde. Dieselmoottorissa siis palotapahtuman aikaisen paineen suhde puristustahdin alkupaineeseen (turbodieselissä siis yli 1 bar). Tämä EI ole sama asia kuin puristussuhde, joskin perinteisissä mäntämoottoreissa nämä kaksi ovat sidottuja toisiinsa. Piippuvuussuhde on myös puristettavan kaasun koostumuksen, kaasun lämpötilan ja paineen funktio eli turbomoottoreissa riippuvuussuhde ja siten hyötysuhde muuttuvat ahtopaineen funktiona.
- Mietihän_uudelleen
kaasua_putkeen kirjoitti:
Painesuhde on ulostulevan ja sisään menevän paineen suhde. Dieselmoottorissa siis palotapahtuman aikaisen paineen suhde puristustahdin alkupaineeseen (turbodieselissä siis yli 1 bar). Tämä EI ole sama asia kuin puristussuhde, joskin perinteisissä mäntämoottoreissa nämä kaksi ovat sidottuja toisiinsa. Piippuvuussuhde on myös puristettavan kaasun koostumuksen, kaasun lämpötilan ja paineen funktio eli turbomoottoreissa riippuvuussuhde ja siten hyötysuhde muuttuvat ahtopaineen funktiona.
Oletettavasti tarkoitit pakokanavasta ulos tulevaa painetta, se on eri asia kuin palotapahtuman aikainen paine.
Kuvaamasi suhde on ilman polttoaineen vaikutusta 1 ahtopaineesta, lämpötilasta, puristussuhteesta tai muista kuvailemistasi seikoista riippumatta ja alle 1 jos huomioidaan lämpöhäviöt.
Pakopuolen suurempi paine johtuu polttoaineen palamislämmön hukasta, eli tämä on juuri se haitta eli mitä enemmän otetaan tehoa, sitä suurempi on kyseinen suhde (jonka kuulee jo äänestäkin) ja kääntöpuolena luonnollisesti huonompi hyötysuhde kun paineita karkaa enemmän taivaan tuuliin. - kaasua_putkeen
Vielä täydennyksenä:
Myös koko energiatuotantojärjestelmän hyötysuhdetta voidaan tarkastella painesuhteen avulla. Yleisimmin tarkastellaan silloin järjestelmän hyötysuhdetta sähkön tuotannossa. Tämä painesuhde tarkoittaa dieselmoottorissa palotapahtuman painetta suhteessa sisään imettävän ilman paineeseen (eli noin 1 bar). Tämän painesuhteen ja koko järjestelmän hyötysuhteen välinen yhteys on turbomoottoreissa monimutkainen ja siihen vaikuttaa moni tekijä. Empiirinen havainto on kuitenkin se, että mitä suurempi painesuhde, sen parempi hyötysuhde. kaasua_putkeen kirjoitti:
Vielä täydennyksenä:
Myös koko energiatuotantojärjestelmän hyötysuhdetta voidaan tarkastella painesuhteen avulla. Yleisimmin tarkastellaan silloin järjestelmän hyötysuhdetta sähkön tuotannossa. Tämä painesuhde tarkoittaa dieselmoottorissa palotapahtuman painetta suhteessa sisään imettävän ilman paineeseen (eli noin 1 bar). Tämän painesuhteen ja koko järjestelmän hyötysuhteen välinen yhteys on turbomoottoreissa monimutkainen ja siihen vaikuttaa moni tekijä. Empiirinen havainto on kuitenkin se, että mitä suurempi painesuhde, sen parempi hyötysuhde."Tämä painesuhde tarkoittaa dieselmoottorissa palotapahtuman painetta suhteessa sisään imettävän ilman paineeseen"
Tarkoitatko paineella puristuspainetta vai palamisen jälkeistä painetta ?
Puristuksen alku - ja loppupaineen suhde riippuu puristussuhteesta ja kaasun ominaisuudesta ( Cp/Cv).
Maksimipaine ruiskutuksen jälkeen on palamislämmön aiheuttaman lämpötilan muutosta vastaavan verran suurempi.
Jälkimmäisestä voidaan indikoida tehoa mutta kummankaan paineen suhteesta ei voi johtaa mitään, edes ohutta yhteyttä sen enempää työkierron kuin koko moottorin hyötysuhteeseen.- kaasua_putkeen
e.d.k kirjoitti:
"Tämä painesuhde tarkoittaa dieselmoottorissa palotapahtuman painetta suhteessa sisään imettävän ilman paineeseen"
Tarkoitatko paineella puristuspainetta vai palamisen jälkeistä painetta ?
Puristuksen alku - ja loppupaineen suhde riippuu puristussuhteesta ja kaasun ominaisuudesta ( Cp/Cv).
Maksimipaine ruiskutuksen jälkeen on palamislämmön aiheuttaman lämpötilan muutosta vastaavan verran suurempi.
Jälkimmäisestä voidaan indikoida tehoa mutta kummankaan paineen suhteesta ei voi johtaa mitään, edes ohutta yhteyttä sen enempää työkierron kuin koko moottorin hyötysuhteeseen.Nyt sinulla kyllä menivät otto- ja dieselprosessit sekaisin. Idealisoidussa dieselmoottorissa palamistapahtuman aikana paine on vakio. Ottomoottorissa taas tilavuus.
- kaasua_putkeen
e.d.k kirjoitti:
"Tämä painesuhde tarkoittaa dieselmoottorissa palotapahtuman painetta suhteessa sisään imettävän ilman paineeseen"
Tarkoitatko paineella puristuspainetta vai palamisen jälkeistä painetta ?
Puristuksen alku - ja loppupaineen suhde riippuu puristussuhteesta ja kaasun ominaisuudesta ( Cp/Cv).
Maksimipaine ruiskutuksen jälkeen on palamislämmön aiheuttaman lämpötilan muutosta vastaavan verran suurempi.
Jälkimmäisestä voidaan indikoida tehoa mutta kummankaan paineen suhteesta ei voi johtaa mitään, edes ohutta yhteyttä sen enempää työkierron kuin koko moottorin hyötysuhteeseen.Termodynamiikan perusoppikirjoissahan tosiaan on tapana esittää moottoreiden hyötysuhdekaavat joko lämpötilan tai puristussuhteen funktioina, koska ne ovat moottoreiden periaatteellisen toiminnan ymmärtämisen kannalta helpompia.
Jos oletetaan Cp/Cv vakioksi, näistä voidaan melko helposti johtaa hyötysuhdekaava alku- ja loppupaineen (ennen sytytystä ottomoottirssa) funtiona. Valitettavasti Cp/Cv ei ole vakio.
Käytännössä energiantuotantojärjestelmiä mitattaessa hyötysuhteet esitetään yleensä paineen funktiona. Tähän lienee syynä se, että paine on helppo mitata. kaasua_putkeen kirjoitti:
Nyt sinulla kyllä menivät otto- ja dieselprosessit sekaisin. Idealisoidussa dieselmoottorissa palamistapahtuman aikana paine on vakio. Ottomoottorissa taas tilavuus.
Vaikuttaa että keskustelu muuttuu opetustuokioksi, sen verran käsityksesi harhailee todellisuudesta erossa.
Vanha käsitys ns. tasapainemoottoreista dieselprosessin yhteydessä on perua ruiskutuksen ajallisesta ja täytöstä lisäävästä vaikutuksesta ja vain teoreettisen käsittelyn perusteena.
Tekniikan kehittyessä painemittaus on mahdollistunut ja nykyisten nopeakäyntisten dieseleiden painejakauma on lähes bensiinimoottoreiden kaltainen.
Oheisissa kuvissa on esitetty vanha P-V kaavio teoreettista laskentamallia varten ja toisessa mitattuja arvoja oikeasta moottorista.
Toivottavasti näistä olisi edes jotain apua.
http://2.bp.blogspot.com/-ifRh6uC3pt0/UFlU_yWlE7I/AAAAAAAAABc/uxTSVQ8HeuA/s1600/420px-DieselCycle_PV.svg.png
http://www.peachparts.com/shopforum/attachments/diesel-performance-tuning/54459d1208813563-fuel-talk-diesel_cylinder_pressure_graph2.gif
Ps.
Voinet nyös kertoa syyn, mikä muuttaa puristuksen aikana kaasun Cp/Cv - suhdetta ? ?- kaasua_putkeen
Niin, turbon lisääminen järjestelmään tosiaan muuttaa dieselmoottorin painekäyttäytymistä. Tämä on yksi syy, miksi paine ja painesuhteiden mittaaminen on empiirisessä moottoreiden kehittämisessä tärkeämpää kuin lämpötilat tai tilavuudet, joihin perusprosessien vanhat termodynaamiset tarkastelut perustuvat.
Ja kannattaa muistaa, että nimenomaan paine synnyttää mekaanisen energian (työ=voima*vaikutusmatka ja voima=paine*pinta-ala).
Cp/Cv -suhteeseen reaalikaasuilla vaikuttavat:
1. Kaasun lämpötila
2. Kaasun tiheys
3. Kaasun molekyylien rakenne (ennen kaikkea koko)
Karkeasti mitä korkeampi lämpötila, pienempi tiheys ja pienemmät molekyylit, sitä lähempänä ollaan ideaalikaasua. - Älä_viitsi_enää
kaasua_putkeen kirjoitti:
Niin, turbon lisääminen järjestelmään tosiaan muuttaa dieselmoottorin painekäyttäytymistä. Tämä on yksi syy, miksi paine ja painesuhteiden mittaaminen on empiirisessä moottoreiden kehittämisessä tärkeämpää kuin lämpötilat tai tilavuudet, joihin perusprosessien vanhat termodynaamiset tarkastelut perustuvat.
Ja kannattaa muistaa, että nimenomaan paine synnyttää mekaanisen energian (työ=voima*vaikutusmatka ja voima=paine*pinta-ala).
Cp/Cv -suhteeseen reaalikaasuilla vaikuttavat:
1. Kaasun lämpötila
2. Kaasun tiheys
3. Kaasun molekyylien rakenne (ennen kaikkea koko)
Karkeasti mitä korkeampi lämpötila, pienempi tiheys ja pienemmät molekyylit, sitä lähempänä ollaan ideaalikaasua.Turboahtimella ei ole muuta vaikutusta sylinterin painekuvioon kuin että paineet on korkeampia, oikeassa elämässä tasapainemoottoria ei ole koskaan ollutkaan ja tuosta Cp/Cv suhteesta lainaus :
> >Sekä teoreettisesti että kokeellisesti on voitu osoittaa, että näiden ominaislämpökapasiteettien suhde riippuu atomien lukumäärästä kaasun molekyylissä. Yksiatomisilla kaasuilla (esimerkiksi jalokaasuilla) suhde on noin 5/3, kaksiatomisilla (esimerkiksi vedyllä, typellä ja hapella) noin 7/5, kolmiatomisilla (esimerkiksi hiilidioksidilla) noin 3/2, useampiatomisilla (esimerkiksi metaanilla) vielä pienempi.... <<
Jospa antaisit jo olla, palautteesi taso on jo riittävästi selvinnyt. - HALLOOO
kaasua_putkeen kirjoitti:
Niin, turbon lisääminen järjestelmään tosiaan muuttaa dieselmoottorin painekäyttäytymistä. Tämä on yksi syy, miksi paine ja painesuhteiden mittaaminen on empiirisessä moottoreiden kehittämisessä tärkeämpää kuin lämpötilat tai tilavuudet, joihin perusprosessien vanhat termodynaamiset tarkastelut perustuvat.
Ja kannattaa muistaa, että nimenomaan paine synnyttää mekaanisen energian (työ=voima*vaikutusmatka ja voima=paine*pinta-ala).
Cp/Cv -suhteeseen reaalikaasuilla vaikuttavat:
1. Kaasun lämpötila
2. Kaasun tiheys
3. Kaasun molekyylien rakenne (ennen kaikkea koko)
Karkeasti mitä korkeampi lämpötila, pienempi tiheys ja pienemmät molekyylit, sitä lähempänä ollaan ideaalikaasua.Tio linkissä oleva painekuvio on muuten ahtamattoman dieselin kuvio, joten ei ole turbon lisääminen muuttanut mitään.
- ejertj
Mikähän on lentokoneen suihkumoottorin hyötysuhde.
- 7plus20
Hyötysuhde on dieselissä toisinaan jo liiankin hyvä, koska talvipakkasilla joudutaan turvautumaan lisälämmittimiin. Mutta parempi tietysti noin, vaikka yksi vikaantumisaltis tekninen lisälaite autoon tarvitaankin.
Polttomoottorin yksi ongelma on huono hyötysuhde osakuormalla. Saabin SVC-protomoottorissa puristussuhdetta saatiin muutettua kallistamalla sylinterinkantta. Idea ei vaan näköjään tullut koskaan sarjatuotantoon.
http://www.fs.isy.liu.se/Lab/EngineLab/SVC/- Pakko_kommentoida
Muuttuvan puristussuhteen innovaatio liittyi ahdetun bensiinimoottorin onnettoman hyötysuhteen korjaamiseen alueella jolla turbo ei vielä toimi.
Ohjatusti säätyvä venttiiliajoitus liitettynä takaisin kierrätykseen hoitaa saman asian paljon tehokkaammin, ja luotettavammin.
Dieselin hyötysuhde ei sentään ole liian hyvä, normaali ajossa lämmöksi menee pari litraa tunnissa = 20 kW lämpötehoa, liian vähänkö ?
Dieselin, varsinkin pienten ahdettujen, ongelma on siinä että kuormasta riippumattoman runsaan ilmaylimäärän kierto siirtää suurimman osan hukkalämmöstä pakoputken kautta eikä jäähdytysnesteeseen.
Tuosta suihkumoottorin hyötysuhteesta pitäisi tietää mitä hyötysuhdetta tarkoitetaan ?
Suihkumoottorin puhaltaman ilman virtausenergian suhde tuotuun lämpöenergiaanko , joka noudattaa em.Carnot. n ajatuksia, on ainoastaan näitä "kiva tietää", pelkkä puhalluslampun hyötysuhde kun ei kerro juuri mitään.
Paljonko energiasta saadaan hyödynnettyä koneen liike-energiaksi on venyvä käsite, joka riippuu moottorin kehittämän suihkun ja koneen nopeuksien suhteesta ja esim kun kone on paikallaan hyötysuhde on 0 , ärjyipä moottorit miten tahansa.
Nyky kehitys on kulkenut halkaisijaltaan suurempiin voimalaitteisiin , joilla suihkun ja koneen nopeuseroa saadaan pienemmäksi ja polttoainetalous paranee, mutta hyötysuhdetta ei voi määrittää yksiselitteisesti kuten mäntämoottorille.
Jos virtaus muutetaan mekaaniseksi energiaksi vakioidulla tavalla vaikka turbiinilla, hyötysuhde on jo määriteltävissä ja esimerkiksi lentokoneiden potkuriturbiinien ominaiskulutus on jotain 350 g/kWh, kun saman kokoisilla dieseleillä 200 molemmin puolin.
- kaasua_putkeen
Tällä hetkellä suunta tuntuu olevan kohti painesuhteen kasvattamista ulkoisten kompressoreiden avulla. Tässä lähestymistavassa on toki useita haasteita, esimerkiksi:
* Koska mäntämoottoreissa puristussuhdetta ei voi juurikaan kasvattaa, energian ulosotto moottorista pitää tehdä jollakin muulla tavalla kuin männillä. Männistä luopuminen asettaa myös aivan uuden tason vaatimuksia moottorin ohjauselektroniikalle.
* Perinteisessä männättömässä ratkaisussa eli kaasuturbiinissa taas ongelmaksi muodostuu jatkuvan palotapahtuman lämpö. Moottorin hyötysuhde on sitä korkeampi, mitä korkeampi on palotapahtuman lämpö, mutta kaasuturbiinissa jatkuva palotapahtuma luo lämpökuorman jatkuvasti samaan paikkaan ja materiaalin lämpökesto muodostuu ongelmaksi. Syklisissä moottoreissa kuten mäntämoottoreissa materiaaliin kohdistuva keskimääräinen lämpökuorma on huomattavasti alhaisempi kuin palotapahtuman lämpötila
* Kompressoreiden hyötysuhde. Mäntämoottereissa turbot hyödyntävät pääosin hukkaenergiaa, mutta männättömissä moottoreissa energia otetaan ulos samasta vuosta, jota kompressorit käyttävät.
Toinen trendi varsinkin kaasuturbiinipuolella ja kombivoimaloissa näyttää olevan lämpöpumpputeknologioiden hyödyntäminen. - Insengör
Itse ajattelin, että sylinterin hyötysuhdetta saataisiin kasvatettua, jos sylinteriin saataisiin täysin adiabaattinen tilanmuutos aikaan. Nythän energiaa johtuu hukkaan sylinterin seinämistä ja -kannesta jäähdytysnesteeseen ja öljyyn ja suurin osa energiasta ns. harakoille pakokaasun viemänä.
Pakokaasun lämpötilakin on varmaan noin 600 astetta, joten aivan hirveästi energiaa siitä ei normaaliprosessissa vielä oteta. Turbo tosiaan parantaa hyötysuhdetta, koska tätä hukkaenergiaa käytetään vielä lisäenergian saamiseen, mutta siltikin pakokaasussa on vielä melko paljon hyödyksi käytettävää energiaa.
Kaikkein parastahan olisi, jos jäähtytystä ei tarvisisi käyttää, vaan sylinterin laella oleva 1200-asteinen ilma-polttoaine-seoksen energia saataisiin kokonaan käytettyä hyödyksi.Täysin adiabaattisen mäntämoottorin hyötysuhde on suurin kun puristus - ja paisuntatilavuuksien suhde on sellainen että työkierron jäännöspaine on sama kuin puristuksen alkupaine.
Vaikuttavina suureina on tuotu lämpömäärä ja puristussuhde, joten moottori pitäisi suunnitella vakioteholle, joka olisi lisäksi aika vaatimaton.
Esimerkkinä e=10 ja dT 1000 C hyötysuhde olisi 75 %
Jos tällaiseen moottoriin laitettaisi pakokaasuahdin, se ei toimisi, koska pakokaasujen painetta ei olisi ja pelkkää lämpöä turbo ei pysty hyödyntämään.
Jos halutaan saada ahtopainetta olisi työkiertoa huononnettava niin että pakokaasuissa olisi myös riittävä paineylimäärää, ja kun turbo sitten ahtaa se lisää myös pakopuolen painetta joka lisää ahtopainetta jne..., eli turbon itseään ruokkima kierto on kokonaisuudessaan peräisin polttoaineen energiasta ja kierto on vielä runsaasti tehoa hukkaavaa.
Tämä selityksenä sille väärälle käsitykselle että turbo parantaisi hyötysuhdetta, asian laita on se että mäntämoottori on suunniteltava tietoisesti epätaloudelliseksi jotta siitä saataisi edes järjellisesti tehoa ja turbo on keino lisätä tehoa huonontamatta hyötysuhdetta yhtä paljon kuin vapaasti hengittävillä ja erityisesti dieseleissä joissa ilmaylimäärä voidaan kierrättää kuormituksesta riippumatta.
Anekdoottina mainittu Wärtsilän diesel, jonka hyötysuhde on yli 50% , sen litrateho on 2-tahti toiminnasta huolimatta 4 hv/L, eli vastaisi 2-litraisen automoottorin huimaa alle 10 hv tehoa !- 1357
Mikä on tyypillisen pikkuautodieselin hyötysuhde, jos sitä kuormitetaan optimissa ? Jostain on jäänyt haravaan, että 40 % pintaan.
- Insengör
e.d.k kirjoitti:
Täysin adiabaattisen mäntämoottorin hyötysuhde on suurin kun puristus - ja paisuntatilavuuksien suhde on sellainen että työkierron jäännöspaine on sama kuin puristuksen alkupaine.
Vaikuttavina suureina on tuotu lämpömäärä ja puristussuhde, joten moottori pitäisi suunnitella vakioteholle, joka olisi lisäksi aika vaatimaton.
Esimerkkinä e=10 ja dT 1000 C hyötysuhde olisi 75 %
Jos tällaiseen moottoriin laitettaisi pakokaasuahdin, se ei toimisi, koska pakokaasujen painetta ei olisi ja pelkkää lämpöä turbo ei pysty hyödyntämään.
Jos halutaan saada ahtopainetta olisi työkiertoa huononnettava niin että pakokaasuissa olisi myös riittävä paineylimäärää, ja kun turbo sitten ahtaa se lisää myös pakopuolen painetta joka lisää ahtopainetta jne..., eli turbon itseään ruokkima kierto on kokonaisuudessaan peräisin polttoaineen energiasta ja kierto on vielä runsaasti tehoa hukkaavaa.
Tämä selityksenä sille väärälle käsitykselle että turbo parantaisi hyötysuhdetta, asian laita on se että mäntämoottori on suunniteltava tietoisesti epätaloudelliseksi jotta siitä saataisi edes järjellisesti tehoa ja turbo on keino lisätä tehoa huonontamatta hyötysuhdetta yhtä paljon kuin vapaasti hengittävillä ja erityisesti dieseleissä joissa ilmaylimäärä voidaan kierrättää kuormituksesta riippumatta.
Anekdoottina mainittu Wärtsilän diesel, jonka hyötysuhde on yli 50% , sen litrateho on 2-tahti toiminnasta huolimatta 4 hv/L, eli vastaisi 2-litraisen automoottorin huimaa alle 10 hv tehoa !Millähän kierroksilla tuo 4 hv/l saavutetaan? 5 r/min? Tehohan on kuitenkin sama kuin tuotettu lämpömäärä suhteessa aikayksikköön Q/t. Jos kierroksia siis lisätään, lisääntyy teho. Toyota Priuksen 1,6 litran moottorista irtoaa tehoa 43 kW/4000 r/min, jolloin yhden sylinterin tehoksi tulee reilut 10 kW ja litratehoksi 26,87 kW.
Jos ajatellaan, että tuossa 1,6 litran sarjakammiossa poltetaan bensiiniä ja ilmaa 1/17 suhteella, niin bensiiniä tuohon moottoriin mahtuu sen kierron aikana 0,094 litraa ja sen vapauttama lämpömäärä on 3031,5 J. Jos tiedettäisiin vielä paloaika, niin saataisiin helposti laskettua bruttoteho. Se on joka tapauksessa enemmän kuin tuo 4 hv/l. 1357 kirjoitti:
Mikä on tyypillisen pikkuautodieselin hyötysuhde, jos sitä kuormitetaan optimissa ? Jostain on jäänyt haravaan, että 40 % pintaan.
Tossa kuplan 1.9 moottori, jonka teho on rajattu n. 100 hv ja 12 bar teholliselle keskipaineelle, joka vastaa noin 0.4 bar ahtopainetta.
Kulutus 196 g/kWh , mikä 42.7 MJ/kg polttoaineen lämpöarvolla antaa hyötysuhteeksi 43 %.
Samalta valmistajalta löytyy hieman ylemmäksikin viritettyjä versioita samalla minimikulutuksella, joskin suurempien moottoreiden polttoainetalous on yleensä parempi ja tämäkin on valmistajan esite ilman selvitystä mittaustavasta tai olosuhteista.
http://www.mazda-speed.com/albums/VentureShield-Clear-Bra/TDI_BSFC_02.png- khjlrt
Juu. Eikös hybridin idea perustu juuri siihen, että akkua ladataan moottorin toimiessa lähellä optimikuormaa ja kaupunkiliikenteen "nykyvä" ajo hoidetaan sähköllä, jossa hyötysuhde ei ole niin kranttu kuormitusolosuhteille.
- fyysikko-2014
Ei mitenkään. Se on fysiikan lakeja vastaan.
- rtuwrtu
Avaaja ajatteli varmaan ideaalista lämpövoimakonetta tavoitteena.
- Insengör
Niin ihanteellisintahan olisi, että tuon sylinterin sisältämä lämpöenergia voitaisiin käyttää kokonaan muuttaa kokonaan liike-energiaksi. Lämmön karkaamista voidaan rakenteellisin keinoin rajoittaa (tyhjiö, lämpösäteilyä takaisin heijastavat pinnat), prosessin pitäisi olla nopea -> bensiiniseoksen pitäisi räjähtää.
Ajattelin tuossa diesel-prosessin hyödyntämistä niin, että herkemmin syttyvän bensiinin itsesyttymistä rajoitettaisiin suihkutushetken oikealla ajoituksella ja syntynyt lämpö ohjattaisiin turbiiniin ja turbiinin kautta kytkinakselille..
Ei edes takaisin liikkuvia massoja vaan jo varmiiksi pyörivää. - kaasua_putkeen
Riippuu, mitä kokonaisjärjestelmää tarkastellaan. Jos rajoitutaan siihen, millä hyötysuhteella saadaan polttoaineen energia muutettua kampiakselin päästä otettavaksi liike-energiaksi, mäntämoottoreissa puhutaan enää prosenttien parannuspotentiaalista.
Jos sen sijaan katsotaan kokonaisjärjestelmää, jossa tuotetaan energiaa jonkin sovelluksen tarpeisiin, niin parannuspotentiaalia on vielä vaikka kuinka paljon. Jos sähköä tuotetaan nykyaikaisessa CHP-voimalassa (mitä suomalaisten kaupunkien keskitetyt kaukolämpövoimalat muistuttavat enintään etäisesti) tarkoituksena lämmittää taloja, niin jo nykyään päästään helposti 1,5 COP-hyötysuhteeseen lämpöpumpputekniikan ansiosta.
- fefffe
http://fi.wikipedia.org/wiki/Maxwellin_demoni
Tuon kun toteutat niin haaveesi ehkä toteutuu. Nanotekniikkaa ja tekoälyä siihen tarvittaisiin mutta silti varmaan olisi ehkä mahdotonta.
Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Mikä on kaivattusi etunimi?
Otsikossa siis on kysymys eriteltynä. Vain oikeat vastaukset hyväksytään.1242274En kestä katsoa
Sitä miten sinusta on muut kiinnostuneita. Olen kateellinen. Siksi pitäisi lähteä pois1031357Peräti 95 % persujen kannattajista rasisteja
Kertoo EVA:n teettämä kysely. Pakollista yhdenvertaisuuskoulutusta tarvitsee siis paljon laajempi joukko kuin pelkästää3141053Kun viimeksi kohtasitte/näitte
Mitä olitte tekemässä? Millainen ympäristö oli? Löydetään toisemme...1041037- 1091021
Olet kyllä vaarallisen himokas
Luova, kaunis, määrätietoinen, pervo, mielenkiintoinen, kovanaama, naisellinen ja erikoinen.86919On minulla suunitelma
Siitä ei vain tiedä kukaan muu kuin tällä hetkellä minä. Suunnitelma ja varasuunnitelma. Sinun takiasi nainen. Vain s44690Palstan ylivoimaisesti suosituin keskustelunaihe
Palstan suosituin keskustelunaihe näyttää olevan homoseksuaalisuus. Otsikoiden perusteella voisi kuvitella olevansa Seks252689Ei koskaan saatu tuntea
Mitä olisi ollut painautua toisiimme vasten. Hengittää syvään, hyväillä ja rakastella vailla kiirettä. Tai repiä vaattee33670- 50664