Nythän on niin että kun ruutataan (ruiskutetaan) polttoainetta moottoriin eli sylinteriin niin saadaan aikaan mm. tehokkampi annostelu ja yleensä pienempi kulutuskin, muutamia mainitakseni. Miksei siis ilmaakin ruiskutettaisi suoraan moottoriin (sylinteriin) annostelemalla ilma tarkaan suhteutettuna polttoaineeseen, voitaisiin ruiskuttaa erikseen tai yhdessä. Ilma voisi olla jäähdytettyä ja happirikasta (erillinen hapetin?) ja imunokka-akselikonstruktio venttiileineen yms jäisi tykkänään pois. Vaatisi varmaankin erillisen ilmakompressorin tai vastaavan. Liikutellanhan venttileitäkin paineilmalla! Mitä mieltä arvoisat moottoritekniikan erikoisasiantuntijat olette tästä?
Ruutataan ilmaakin!
Blower-Bentley
121174
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 12
Vanhimmat
Johan niin tehdäänkin kompressori- ja turboahdetuissa moottoreissa. Niissä on mm. välijäähdyttimet ilman jäähdytykseen. Kun ilma horaistaan koneeseen männän ollessa alakuolokohdassa tai jopa vähän ennen sitä ja sen aikana, saadaan täytösaste paremmaksi kun ehdottamallasi tavalla. Toiseksi ilman ja bensiinin suhde on helpompi järjestää mitattavaksi pakokaasuista, kun valmiista seoksesta. Vaikeaksi menee tuo "suihkutus" suoraan sylinteriin. Ja mikähän olisi se "hapetin" typpioksiduuli vai? Kalliiksi tulee ajaminen jos ko. ainetta pitäisi olla pänikkä ajossa mukana.
Käsittelin aihetta lähinnä ahtamattoman moottorin näkökulmasta, jolloin turbokin olisi tarpeeton. Kuten suuri osa uusista ajatuksista (tämä ei liene sellainen) käytäntöön soveltaminen on epäilemättä kallista. Mutta toimisiko se jos ilma hoidettaisiin paineella moottoriin ilman turboa? Joko polttoaineen kanssa tai ilman. "Pänikkäajatukseni", kuten sen tulkitsit oli vain sellainen teoreettinen aspekti asiaan. Saattaa tämä koko ajatuskin olla moottoritekniikan tuntijoille lähinnä huvittava, mutta ihan mielenkiinnon vuoksi sen esitin ja kuullakseni kommenttejanne! Odotan lisää!
Jos ilmaa puristetaan johonkin, olkoon se vaikka sylinteri, sen sinne saamiseksi on käytettävä joko kompressoria, ahdinta, tms. laitetta. Ei se sinne pyhällä hengellä mene. Eli, ahdin hoitaa jo nyt tuon puristamisen, miksi se pitäisi sinne ahtaa jotenkin vaikeammin?
Kokeilemalla asiat selviävät eivätkä kieltämällä ajatukset etukäteen. Pyhää henkeä en muistaakseni avuksi ahtamiseen ole kutsunut. En väittänytkään että uuden järjestelmän kehittäminen olisi helppoa. Onko positiivisia kommentteja vai päätetäänkö keskustelu tähän?
B-B
Ensimmäisenä tulee mieleen, että tarpeeksi nopeaa suutinta ei voi rakentaa ihan halvalla. Ja koska ilma on kaasuna, se vaatisi todella erikoisen suuttimen, joka siis avautuisi ja myös sulkeutuisi tarpeeksi nopeasti. Systeemi voisi olla siten jopa raskaampi kuin nykyiset venttilliratkaisut.
Toiseksi kun sanot, että nykyään suihkutetaan polttoaine sylinteriin, niin tällä hetkellä useimmissa moottoreissa käytetään vielä epäsuoraa suihkutusta. Eli venttiilikoneistoa tarvitaan vielä, mutta suorasuihkutus on sitten eri juttu. Mutta suorasuihkutuskin pitäisi jättää väliin ja siirtyä suoraan kaasuturbiineihin. Silloin kehittämällesi systeemille voisi olla mahdollisuuksia.:)
Seuraava ajatus voisi sitten olla, että myös pakoventtiilit korvataan jollain "pakokaasuimurisysteemillä".
No niin, otahan Bentley yhteyttä moottorin valmistajiin. Jospa sieltä sulle uusi ura urkenisi. :)
Miksei siis ilmaakin ruiskutettaisi suoraan moottoriin (sylinteriin) annostelemalla ilma tarkaan suhteutettuna polttoaineeseen, voitaisiin ruiskuttaa erikseen tai yhdessä.
eli eikö näin tapahdu ahdetussa moottorissa.. ilma ja bensiini ahdetaan sylinteriin.. taas jos ruiskutetaan suoraan palotilaan, tarvitaan venttiili ruiskusuuttimeen, ilman ruiskuttamisessa ongelmana lienee se että se pyrkii olemaan kaasua jonka tilavuus on siksi suuri. eli venttiilin, josta ruiskutetaan pitää olla iso, jota tavallinen imuventtiili on.. no.. tietty happea voitaisiin ruutata nestemmäisenä palotilaan.. en tiedä.. kallista luultavimmin ja vaarallista.. koska vuotojen sattuessa lähes mikä tahansa pyrkii palamaan puhtaan hapen kanssa..
Mitä mieltä arvoisat moottoritekniikan erikoisasiantuntijat olette tästä :) :).. luulen ettei täällä oo yhtään erikoisasiantuntijaa.. ne on jo töissä eivätkä kerkiä kommentoimaan..
Muistuttaa kovasti ikiliikkujan keksimistä!
Mistäköhän se paineilma otetaan? Jos se otetaan esim. muualla täytettävästä paineastiasta - esim. hitsauskaasupulloja vastaavasta - niin pitkälleköhän yhdellä pullolla potkittaisiin? Paljonko kaasupullosta/-pulloista tulisi lisäpainoa ja paljonko se/ne veisivät tilaa?
Jos paineilma taas kehitetään itsessään autossa, niin milläköhän energialla kompressori pyörii? Otettiinpa kompressorin vaatima energia sitten suoraan moottorista, vaihteistosta tai akun pyörittämästä sähkömoottorista, niin auton varsinaisella moottorilla se energia on alun perin kehitettävä eikä hyötysuhde voi millään nousta korkeallekaan.
Yleinenhän se on tosin sellainenkin harhaluulo, että latausgeneraattorista eli "laturista" saatu, akkuun säilötty sähkö olisi "ilmaista" eli saatu aivan kuin ohimennen, laturin pyöriessä jouten päiten moottorin mukana. Miten muka valojen käyttö voisi lisätä bensan kulutusta, höh? Eihän tuon sähkön kehittämiseen kulu tippaakaan bensaa, ei veikkoset!
Palamiseen tarvittava happipitoinen ilma saadaan moottoriin verrattomasti helpoimmin ja taloudellisimmin mäntien imutahdin aikana kehittämän itseimevyyden avulla (imevä mäntä tosin jarruttaa eli ei ilma tässäkään tapauksessa itsestään moottoriin mene). Turbot ja mekaaniset ahtimet vaativat toimiakseen energiaa nekin - pakokaasujen liike-energiankin hyväksikäyttö turbossa jarruttaa systeemiä eikä sieltäkään saada siis "ilmaista" energiaa. Ahtimien tärkein etu on se, että sama teho voidaan ottaa pienemmästä iskutilavuudesta kuin vapaastihengittävissä moottoreissa. Pienemmän moottorin lämpöhäviöt ovat vähäisemmät ja hyötysuhde voidaan saada tätä kautta hieman korkeammaksi. Lisäksi ahdetun moottorin vääntömomentti käyntinopeuden funktiona saadaan tasaisemmaksi eli "laakeammaksi".
Itse asiassa turbot ja mekaaniset ahtimet tekevät juuri sen mitä Blower-Bentley haaveileekin eli ne "ruuttaavat" paineilmaa moottoriin; ahtopaine on vain kohtalaisen vaatimaton. Mutta mitä korkeammaksi se nostettaisiin, sitä suuremmat olisivat häviöt eli sitä huonompi olisi hyötysuhde eli sitä enemmän palaisi bensaa...
Sinänsä mielenkiintoinen ajatus ja tosiaan tuolla toteutuksella päästäisiin eroon nokka-akselista ja venttiileistä (paitsi mites pakopuoli? pakosuuttimet? no joo) MUTTA:
Normaali ottomoottori imaisee lävitseen aivan hervottomia määriä ilmaa jo tyhjäkäynnilläkin, kierroksista puhumattakaan. Eli tarvittaisiin aivan jumalattoman kokoisia suuttimia ja reipasta painetta jos tuo homma meinattaisiin saada toimimaan.
Käytännössä siis ei liene toteuttamiskelpoinen idea ainakaan nykymoottoreihin soveltaen, toisaalta eihän turbodieseliäkään ollut alun perin kuin laivojen moottoreissa kunnes saatiin kehitettyä tarpeeksi nopeakäyntisiä turbodieseleitä autokäyttöön.
No, hauska ajatus yhtä kaikki ja mistä sitä tietää mitä tulevaisuus tuo tullessaan.
Henkka
Eli mikäli paineilmaa pitäisi saada tosta vain, ilman ahdinta niin mitenkähän se onnistuu. Muutama luonnontieteellinen perustotuus:
- ilmaa tarvitaan noin 15 kg:a yhtä kg bensiiniä varten. Kutsutaan Lambda-arvoksi 1,0. Ohjearvo on > 1,0 polttoaineesyöttöä ohjatessa Lambdasondilla, katalysaattoria pakokaasupuhdistukseen käytettäessä. Siis mitä enemmän halutaan polttoainetta polttaa työtahdin aikana määrätyssä sylinterissä, sen enemmän ilmaa sinne täytyy saada. Tietenkin voidaan teorstisoida ja sanoa että käytettään puhdasta happea. Sekin käy teoriassa kaasupullolla.
- Ottomoottorin hyötysuhde kasvaa puristussuhdetta kasvatettaessa tiettyyn pisteeseen asti. Raja tulee vastaan polttoaineen itsesytyksen muodossa (nakutus), eli bensakone alkaa käydä dieselin tavoin ilman sytytyskipinää.
Nämä "raamit" asettavat rajat Ottomoottorin edelleenkehittämiselle ja virittämiselle.
Paineilmaa ilman ahdinta, turboa tai muuta ilmapumppua ei tunneta. Ottomoottori on imumoottori jossa aina on korkeintaan ympärillä olevan ilman paine. Eli ilmamäärän kasvattaminen ilman jonkinlaista ilmapumppua tai paineilmavarastoa ei ole järjellisesti mahdollista. Kemiallisia hapenmäärän lisäyksiä on olemassa; nitromeanoli, ilokaasu, puhdas happi jne. Ovat hankalia, kalliita ja vaarallisiakin tapoja kohottaa tehoa ja niitä käytetään yleensä vain ihan muutaman hetken kestäviin tehonlisäyksiin. Terminen kuormitus moottorissa aiheuttaa ongelmia pitemmässä käytössä. Myöskin turbon ahtopaineen tai kompressorin ahtopaineen yletön lisääminen johtaa lämpövaurioihin pitempään käytettäessä jo ennekuin nakutus pilaa koneen. Dragstereissa yleensä 1 stripin jälkeen on yksi tai useampi mäntä palanut puhki, ja strippi kestää about 4 - 5 sek kireimmillään. Moottorin kestoikä on top-fuil luokissa sekunteja! Joka stripin jälkeen vaihdetaan kamaa sisälle. Vitsit on vähissä luulen, ja olisihan koneet jo toisenlaisia mikäli se vain olisi käytännössä mahdollista.
Kiitos vastauksestasi!
Kirjoitit:
"- Ottomoottorin hyötysuhde kasvaa puristussuhdetta kasvatettaessa tiettyyn pisteeseen asti. Raja tulee vastaan polttoaineen itsesytyksen muodossa (nakutus), eli bensakone alkaa käydä dieselin tavoin ilman sytytyskipinää. "
Voisiko mahdollisesti ajatella kehitettävän hallitusti itsesytytteisen bensakoneen? Puristussuhde olisi alempi varmaankin kuin dieselissä, mutta voisiko se hallitulla tavalla toimia?
"Myöskin turbon ahtopaineen tai kompressorin ahtopaineen yletön lisääminen johtaa lämpövaurioihin pitempään käytettäessä jo ennekuin nakutus pilaa koneen"
Varmaankin moottoreissa käytettäviä materiaaleja on testattu ja kehitetty ja kenties on mahdollista löytää/kehittää uudenlaisia (keraamisia esim..?) materiaaleja jotka kestävät korkeita lämpötiloja paremmin. Jos polttotapahtumaan suoraan kosketuksissa olevat pinnat saadaan kestämään esim. pari-kolme kertaa enemmän lämpöä kuin nykymateriaalit, eikö silloin avaudu aivan uusia kehitysmahdollisuuksia?
Jos tulevaisuudessa suprajohtavuus saadaan käyttöön/hallintaan eikö sitä voi soveltaa esim. laakereihin jolloin ne mm. pienentänevät kitkaa?
Varmaankin saanen vastauksia/kommentteja myös tähän. Kiitokset asiallisista vastauksista jo etukäteen!
Kyllähän noita keraameja jatkuvasti kehitellään. Päällystetään esim. sylinteri titaani tai alumiinioksidilla. Seurauksena lämpöhäviöt vähenevät ja siten hyötysuhde paranee. En ole kyllä viimeisiä tutkimuksia seurannut. Itse olen töissä firmassa joka tekee teknisiä keraameja mm. alumiinioksideja. Ollaan tehty mm. keraamisia liukulaakereita.