Polttomoottori höyrytahdilla

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Mietin tuossa ajatusta yhdistää 4-t moottoriin toiset 4-tahtia, jonka työtahti toteutettaisiin höyrytahtina. Eli 7-tahdissa sylinteriin sumutettaisiin suorasuihkutuksella pelkästään vettä (eikä vesi-polttoaine seosta) joka höyrystysi, näin polttomottorista saataisiin enemmän energiaa ulos, kun voitaisiin käyttää moottorin hukkalämpöä hyödyksi.

Oiskos tuossa mitään järkeä?

Kommentit (9)

Vierailija

Asiaa kaivelematta muistelen jotain vesisuihkutusmenetelmää käytetyn imusarjaan samasa syystä, ilman lisätätahteja, joihin teho hukkuisi.

Vierailija

Vesisuihkutus järjestelmiähän imutahtiin käytetään nakutuksen estämiseen kovemmissa turbo virityksissä, mutta ajattelin kokonaan höyrypaineella toimivaa työtahtia, joka mielestäni vaatisi vedensuoraruiskutuksen sylinteriin.

Vierailija

Entäs tämä:

Keksijä Timo Janhunen esittelee Teknillisen korkeakoulun vieressä ideaansa kaksitahtiprosessiin perustuvan dieselmoottorin prototyypistä. Hän lupaa sen antavan viidellä alueella 20 % enemmän kuin nykymoottorit.

Seutu on tuttu, sillä Janhunen toimi aiemmin Teknillisen korkeakoulun tutkimustehtävissä. Projektiin liittyy hänen panoksensa lisäksi mm. kaksi diplomityötä, joista Sami Hörkön tutkimus on vielä kesken. Sen sijaan Sami Nyyssönen etenee jo jatkotutkimusten parissa. Kumpikin kuuluu Z-moottoria kehittävään työryhmään.

”Shakissakin voi oudosti uhrata sotilaita alkuun, mutta peli pitää katsoa loppuun”, kuvailee TKK:n tutkimusassistenttina toiminut Janhunen suunnittelun kulkua.

Kun korkeapaineiseksi ahdettua ja välijäähdytettyä ilmaa joutuu johtamaan sylinteriin periaatteessa kesken puristusvaiheen, näyttää se alkuun kylmältä suihkulta koko prosessia ajatellen. ”Mutta homma toimi”.

Pitkä palamispaisunta on yksi Z-moottorin hämmästyttävän korkean, peräti 53 prosentin hyötysuhteen saloista. Paini laskelmien kanssa tuotti toisenkin tuloksen: syntyi Z-moottorin erikoinen kampikoneisto.

http://www.tuulilasi.fi/tekniikka/?subarea=moottori&news=100993

Vierailija

Miksei ottomoottorin kanssa sarjaan hörysylinteriä, joka saisi höyrynsä keittävästä moottorista. Voi olla ettei paikat kestä. Ottomoottorin työkiertoon tuskin saa ympättyä höyryä.

Vierailija
tietää
Miksei ottomoottorin kanssa sarjaan hörysylinteriä, joka saisi höyrynsä keittävästä moottorista. Voi olla ettei paikat kestä. Ottomoottorin työkiertoon tuskin saa ympättyä höyryä.

Periaattessa noinkin, mutta ajattelin tavalliseen mottoriin sen olevan helpommin toteutettavissa, mikäli ajatus edes toimii.

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Moottorin hyötysuhdetta ja tehoa voidaan kyllä parantaa ruiskuttamalla vettä suoraan sylinteriin, mutta homma ei perustu höyrykonemaiseen, pelkkää höyryn laajenemista hyödyntävään ylimääräiseen työtahtiin. Juttu menee näin:

author="<a href="http://koti.mbnet.fi/parkatti/vesiruiskutus.php">Perttu Parkatti</a>" kirjoitti:
Polttomoottoriin voidaan soveltaa veden ruiskuttamista seuraavasti: Syötetään imusarjaan vettä erillisen suuttimen kautta hienona sumuna, sopivassa suhteessa polttoaineen määrään (noin 10-20%) ja imetään se polttoaineseoksen mukana sylinteriin(huom. tällä tavalla syötettynä vesi ei haittaa polttoaineen syöttöä).

Kun vettä ruiskutetaan imutahdin aikana imusarjaan riittävän hienona sumuna, se muuttuu vesihöyryksi sitoen samalla lämpöä imuilmasta. Imuilman paikallinen jäähtyminen aiheuttaa paineen alentumisen sylinterissä, jolloin paine-ero ulkoilman ja sylinterin välillä kasvaa. Imuvirtaus on riippuvainen paine-erosta, joten myös imuilman virtaus kasvaa. Koska sylinteriin saadaan syötettyä enemmän ilmaa, voidaan syöttää samalla sylinteriin myös lisää bensiiniä, jolloin tehon kasvu mahdollistuu.

Imuilman jäähtymistä voidaan etenkin välijäähdytetyissä turbojärjestelmissä tehostaa ruiskuttamalla pelkän veden sijaan 50/50 vesi-alkoholi-seosta.




Lopussa mainittua tekniikkaa käytettiin hieman eri tavalla muun muassa toisen maailmansodan aikaisten saksalaisten hävittäjäkoneiden moottoreissa lisäämään tehoa väliaikaisesti. MW-50 -systeemi (50%-50% vesi-metanolisekoitus) toimi yksinkertaisesti siten, että ahtimeen ruiskutettiin mainittua seosta.

Juttu perustuu molemmissa tapauksissa siihen, että kun härveliin tuutataan vettä/vesi-alkoholiseosta, moottorin lämpötila laskee nesteen kiehuessa (kiehuminen sitoo energiaa). Tästä seuraa se, että palamistapahtumassa vapautuvan energian määrä kasvaa, kun reaktio alkaa pienemmässä lämpötilassa. Saattaa kuulostaa kummalta, mutta näin asia on - tällöin lämpötilan muutos on suurempi, ja reaktioaineiden entalpian muutos kasvaa -> vapautuu enemmän energiaa per palamisreaktio. Myöskin korkeampien puristussuhteiden käyttö on mahdollista - jos lohko ja sylinterikansi ja muut osat sen kestävät...

Sama ilmiö aiheuttaa sen, että kun ilman lämpötila laskee, suihkuturbiini/ohivirtausmoottorin hyötysuhde kasvaa.

author="<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/MW_50">Wikipedia</a>" kirjoitti:
MW 50 was a 50-50 mixture of methanol and water (thus the name) that was sprayed into the supercharger of German aircraft engines primarily for its anti-detonant effect, allowing the use of increased boost pressures. Secondary effects were cooling of the engine and charge cooling. Higher boost was only effective at altitudes below the full throttle height, where the supercharger could still provide additional boost pressure that was otherwise wasted, while the smaller secondary effects were useful even above that altitude.

MW 50 is something of a misnomer, as it is actually a mixture of three fluids; 50% methanol acting primarily to achieve optimum anti-detonant effect, secondarily as an anti-freeze, 49.5% water, and 0.5% Schutzöl 39, an oil-based anti-corrosion additive. The similar MW 30 increased the water to 69.5 and decreased methanol to 30%. This increased the cooling performance but made it easier to freeze, intended to be used for lower-altitude missions.

The effect of MW 50 injection could be dramatic. Simply turning on the system allowed the engine to pull in more air due to the charge cooling effect, boosting performance by about 100 hp on the BMW 801. However the MW 50 also allowed the supercharger to be run at much higher boost levels as well, for a combined increase of 500 hp. At sea level this allowed the 1,600 hp engine to run at over 2,000 hp. MW 50 was fully effective up to about 6,000 m, above which it added only about 4% extra power, due largely to charge cooling.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10619
Liittynyt16.3.2005

JooJoo. Hehheehhee.
Teho tietysti kasvaa, sitä ei kukaan epäile, kun kerran paine kasvaa lämpötilan pysyessä kohtuullisena, mutta moottorin käyttö höyrykoneena ei taatusti hyötysuhdetta kasvata. Vesi lämmitetään niin että se kiehuu ja sitten puhalletaan pihalle pakoputkesta höyrynä. Ei paljon järkeä.
Nokikarstan poistoon ja harrastelumielessä tuo vesiruiskutus on ihan mielenkiintoinen projekti.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija

Pikakarstanpoisto:

Mitataan puristukset
Ilmanputsarin kansi irti
Auto käytetään lämpimäksi
Moottoriin kierroksia noin 5000
Kaadetaan vettä kaasariin kunnes kierrokset romahtavat
Toistetaan muutama kerta kun moottori taas ottaa kierroksia
Mitataan puristukset
Karstat löytyvät autotallin lattialta

Kokeiltu parilla autolla. Ei vaurioita. Puristukset normalisoituivat En silti ota vastuuta.

Uusimmat

Suosituimmat