Olisiko mahdollista?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Nestemäisiä polttoaineita käyttävien polttomoottoreiden toiminnassa käytetään kaasuseoksia.
Voisiko olla mahdollista kehittää kaasuunnuttamisprosessia entisestään niin, että varsinaisen polttoaineen tarve pienenisi? Dieseleissä esimerkiksi polttoaineen ja ilman esilämmityksen ja kaasuseoksen jalostamisen kautta.
Hiukkaspäätöt voisivat nekin vähentyä, jos palotapahtuma olisi tarpeeksi tehokas, vai mitä?

Sivut

Kommentit (46)

Vierailija

Moottorin lämpötilan ja keskipaineen nostolla voi parantaa hyötysuhdetta siihen teoreettisen maksimin lähelle tai lähemmäksi, mutta siihen se jää.

Ainoa väline millä tämä onnistuu on keraaminen ulkopuolisella poltolla toimivalla Stirling- moottorilla, mutta se on jo muutenkin vaativa rakenettava ja toimii parhaiten hybridinä, jolloin sen vaste kuormitusvaihteluihin paranee.

Tuon tietävät kaikki moottori-insinöörit, mutta käytännön toteutusta ei näy.

Vierailija

Lämpötilan nosto paljon nykyistä korkeammaksi mahdollistaa typen yhtymisen happeen, jolloin syntyy paljon myrkyllisempiä aineita kuin hiilimonoksidi tai palamattomat hiilivedyt. Typpioksidit ovat muistaakseni yhtenä komponenttina myös savusumun syntymisessä, koska ne reagoivat jotenkin jännästi auringonvalon kanssa.

Hyötysuhde sinänsä riippuu tästä käymisen lämpötilaerosta, sillä paine on suoraan verrannollinen lämpötilaan, tai kaasun sisältämään lämpöenergiaan.

ICE polttomoottori pääsee lähemmäs teoreettista maksimihyötysuhdettaan kun sen kokoa kasvatetaan niin että moottorista tulee pitkäiskuinen ja lämpöhäviöt sylinterin seinämien kautta minimoidaan. Koon kasvattaminen auttaa tässäkin suhteessa, koska sylinterin tilavuus kasvaa nopeammin kuin sen seinämien pinta-ala, jolloin suhteellinen häviö pienenee. Pitkäiskuisuus puolestaan mahdollistaa sen että kaasulla on aikaa paisua riittävästi, sillä paineaalto etenee kaasussa vain äänen nopeudella, joka luonnollisesti riippuu lämpötilasta ja näin vaihtelee paisumisen eri vaiheissa. Pienessä moottorissa joudutaan tekemään kompromissi, koska tehoa saadakseen täytyy iskeä tiheämmin.

Tämän takia normaalia auton moottoria on hyvin hyvin vaikea optimoida lähellekkään teoreettista maksimihyötysuhdetta. Se on yksinkertaisesti liian pieni siihen, ja mitä pienemmän* moottorin rakennat, sen vaikeampi on pitää sen hyötysuhde korkeana.

Parhaimmat polttomoottorit tänä päivänä kykenevät yli 50% käytännön hyötysuhteeseen, mutta niiden kierrosluku kampiakselilta mitattuna on noin 100 kierrosta minuutissa ja kokoa löytyy kolmikerroksisen kivitalon verran. Voimansiirron hyötysuhdetta ei todennäköisesti ole laskettu mukaan.

(* Huom: pienten hybridiautojen polttoainetalous perustuu pienen koon lisäksi siihen, ettei käytettävissä ole sitä tehoa jolla bensiiniä kuluttaa - ei siihen että niiden moottorit olisivat parempia. Siis sama juttu kuin ennen vanhaan pienissä fiiateissa sun muissa, mutta nykyisin sähkömoottorin ansiosta hybridi ei hyydy ylämäkeen. Tai ei ainakaan siihen ensimmäiseen.)

Vierailija
Pentti Naumanen
Nestemäisiä polttoaineita käyttävien polttomoottoreiden toiminnassa käytetään kaasuseoksia.
Voisiko olla mahdollista kehittää kaasuunnuttamisprosessia entisestään niin, että varsinaisen polttoaineen tarve pienenisi? Dieseleissä esimerkiksi polttoaineen ja ilman esilämmityksen ja kaasuseoksen jalostamisen kautta.
Hiukkaspäätöt voisivat nekin vähentyä, jos palotapahtuma olisi tarpeeksi tehokas, vai mitä?

Polttoaineen tai ilman esilämmitys huonontaa hyötysuhdetta. Jäähdytys sitä vastoin parantaa sitä. Oletko kuullut "intercooler" tekniikasta?

Se mikä voisi nostaa hyötysuhdetta olisi että moottoria käytettäisiin aina optimiseoksilla ja kierrosluvuilla. Tehonsäätö olisi ON/OFF tyyppistä. (PWM). Eli puoli sekuntia kaasu pohjassa, viisi tyhjäkäyntiä tms.

Vierailija

Norpan mainitsema intercooler taitaa tarkoittaa muuta kuin polttoaineen jäähdyttämistä. Mielestäni välijäähdytyksellä jäähdytetään voiteluöljyä sen ominaisuuksien säilyttämiseksi moottorin lämmetessä.
Olen samaa mieltä siinä, että polttoaineiden käsittelylle ennen palamistapahtumaa sylinterissä olisi tehtävissä jonkin verran.
Sekin on totta, että optimia ei voida ylittää myönteisyyden lisäämiseksi.
Jollakin tasolla olen taipuvainen uskomaan, että polttomoottoreiden taloudellisuutta voitaisiin vielä aika paljon parantaa.
Toivoisin lisää kannanottoja ja varsinkin sellaisia neuvoja, joiden avulla olemassaolevaa moottoria voitaisiin käyttää tehokkaammin/taloudellisemmin sen lämpöhyötyjä hyväksi käyttäen.

vorrester
Seuraa 
Viestejä615
Liittynyt22.7.2005
Pentti Naumanen
Norpan mainitsema intercooler taitaa tarkoittaa muuta kuin polttoaineen jäähdyttämistä. Mielestäni välijäähdytyksellä jäähdytetään voiteluöljyä sen ominaisuuksien säilyttämiseksi moottorin lämmetessä.

Öljynlauhduttimet erikseen.
Välijäähdytin on taas käytössä enemmän turbotekniikassa miksei perinteisessäkin. Imuilma lämpenee turbon pakokaasu lämmön vaikutuksesta että siinä tapahtuvasta paineen noususta. Tarkoitus on jäähdyttää moottoriin menevä paloilma ahtimen jälkeen kylmemmäksi jolloin ilman tilavuus määrään nähden saadaan parempi täytös sylinteriin. Ja happea riittää suuremman polttoainemäärän polttamiselle sylinterin iskua kohden.

Aivopierun tunnistaa rivin alun merkistä *

Vierailija
vorrester
Pentti Naumanen
Norpan mainitsema intercooler taitaa tarkoittaa muuta kuin polttoaineen jäähdyttämistä. Mielestäni välijäähdytyksellä jäähdytetään voiteluöljyä sen ominaisuuksien säilyttämiseksi moottorin lämmetessä.



Öljynlauhduttimet erikseen.
Välijäähdytin on taas käytössä enemmän turbotekniikassa miksei perinteisessäkin. Imuilma lämpenee turbon pakokaasu lämmön vaikutuksesta että siinä tapahtuvasta paineen noususta. Tarkoitus on jäähdyttää moottoriin menevä paloilma ahtimen jälkeen kylmemmäksi jolloin ilman tilavuus määrään nähden saadaan parempi täytös sylinteriin. Ja happea riittää suuremman polttoainemäärän polttamiselle sylinterin iskua kohden.

Nimenomaan.

Lämpökoneessa hyötysuhde paranee kun lämpötilaerot kasvavat. Mitä kylmempää ilmapolttoaineseos on ennen syttymistä sitä parempi hyötysuhde (oletuksena on että maksimilämpötilaa ei voida nostaa).

Pentti. Tsekkaa netistä. Sieltä löytyy paljon aiheesta.

Vierailija

Olen varsin maallikko moottoriasioissa, vaikka päivittäin autolla liikunkin.

Polttoaineiden hintojen jatkuva ja jyrkkä kohoaminen pistää minut ajattelemaan keinoja, millä vähentää auton vaatimaa polttoainemäärää per kilometri, tai jos joku haluaa niin sanoa per 100 km.
Autossani ei ole turboa, joten tuo tekniikka on minulle oudompaa. Sitä paitsi ajan dieselhenkilöautolla.

Vierailija
Pentti Naumanen
Olen varsin maallikko moottoriasioissa, vaikka päivittäin autolla liikunkin.

Polttoaineiden hintojen jatkuva ja jyrkkä kohoaminen pistää minut ajattelemaan keinoja, millä vähentää auton vaatimaa polttoainemäärää per kilometri, tai jos joku haluaa niin sanoa per 100 km.
Autossani ei ole turboa, joten tuo tekniikka on minulle oudompaa. Sitä paitsi ajan dieselhenkilöautolla.

Tipalla pisimmälle kilpailuissa ajetaan kaasu pohjassa ja sitten rullataan.

Sitä voi kokeilla.

Yleissääntönä voi pitää ajamista mahdollisimman suurella vaihteella ja tasaisella nopeudella. Korkeintaan 85 km/h.

Turhat rohut pois autosta. Pissapoika ja tankki mahdollisimman tyhjinä. (tuo helposti 60 kg lisää).

Vierailija

Norppa neuvoo: "ajetaan kaasu pohjassa ja sitten rullataan"

Kiltti poliisisetä ei taida uskoa selitystäni, jos noudatan neuvoa ja sanon, että säästelen tässä polttoainekulujani.

Vierailija
Pentti Naumanen
Norppa neuvoo: "ajetaan kaasu pohjassa ja sitten rullataan"

Kiltti poliisisetä ei taida uskoa selitystäni, jos noudatan neuvoa ja sanon, että säästelen tässä polttoainekulujani.

Kiihdytä nopeusrajoitukseen ja rullaa puoleen siitä.

Vierailija

Mitä mahtaa muu liikenne tuumia siitä, kun rullainen kahdeksankympin alueella lopulta neljääkymppiä eikä takana tuleva jono pääse ohitse?
Eikö tieliikennelaissa ole sellainenkin pykälä, joka kieltää muun liikenteen häiritsemisen?

Vierailija

Eikö kuitenkin jatkuva kiihdyttely kuluta enemmän sitä energiaa, kuin tasaisen, joskin hieman hitaamman vauhdin ylläpitäminen?

Kiihdyttäessähän moottori joutuu veivaamaan kierroksia alhaalta ylös ja tuottamaan tehoa epäoptimaalisesti, toisin kuin jos ajettaisiin tasaista vauhtia sillä vaihteella joka pitää kierrosluvut optimissa.

Tuo rullaustekniikka toimii kaupungissa korttelin välillä hyvin. Siinä hyrskäytetään kohtuullisen rivakasti liikkeelle ja sitten moottorijarrutetaan mahdollisimman pitkään. Valitettavasti muu liikenne ei aina ole yhtä joustavaa.

Vierailija
Pentti Naumanen
Mitä mahtaa muu liikenne tuumia siitä, kun rullainen kahdeksankympin alueella lopulta neljääkymppiä eikä takana tuleva jono pääse ohitse?
Eikö tieliikennelaissa ole sellainenkin pykälä, joka kieltää muun liikenteen häiritsemisen?

Jos käy hyvä tsägä niin joku rekka antaa sinulle ilmaista kyytiä työntämällä.

Vierailija
Veikko
Eikö kuitenkin jatkuva kiihdyttely kuluta enemmän sitä energiaa, kuin tasaisen, joskin hieman hitaamman vauhdin ylläpitäminen?

Kiihdyttäessähän moottori joutuu veivaamaan kierroksia alhaalta ylös ja tuottamaan tehoa epäoptimaalisesti, toisin kuin jos ajettaisiin tasaista vauhtia sillä vaihteella joka pitää kierrosluvut optimissa.

Tuo rullaustekniikka toimii kaupungissa korttelin välillä hyvin. Siinä hyrskäytetään kohtuullisen rivakasti liikkeelle ja sitten moottorijarrutetaan mahdollisimman pitkään. Valitettavasti muu liikenne ei aina ole yhtä joustavaa.

Ei ilmeisesti.

Kiihdytyshän ei sinäänsä kuluta energiaa. Energiaa kuluu yhtä paljon saavutetaanpa se nopeus hitaasti tai nopeasti.

Vierailija

Norppa tuntuu olevan niin vakuuttunut filosofiansa oikeellisuudesta, että ehkä pitäisi tehdä lakialoite eduskunnalle sen asian ajamiseksi, että liikenne Suomen teillä pantaisiin lain voimalla keinumaan kiihdyttelyn ja rullaamisen tahdissa. Autoissa mahdollisesti esiintyvät erot tasattaisiin niin ikään lain, eikä tekniikan keinoin.
Mielestäni teekkarit pistettäisiin kaiken kukkuraksi kehittämään nopeakulkuisia polkuautoja, joiden alamäessä syntyvä liike-energia otettaisiin talteen myöhempää käyttöä varten. Mikäli talteenotettavasta liike-energiasta syntyisi ylijäämää, voitaisiin sitä varten perustaa energiapankkeja, joista voisi kohtuullista korkoa vastaan lainata energiaa.
Sijoituspankkiirit valjastettaisiin kasvattamaan energiaamme ulkomaisilla pääomamarkkinoilla ja saaduilla korkotuloilla maksettaisiin Suomen valtionvelka pois ja lopuilla rahoilla ostettaisiin Norjan öljykentät meille.
Tämän enempää en minä suostu hyviä ideoita yhdessä keskustelussa antamaan. Sopiiko näin?!

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat