Sida 4 av 7

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 00:14:55
av blueint
Med 4 cylindrar kan man kanske koppla så att 2 st förkomprimerar till den sista osv..
Så för 8 cylindrar kan man ha 4-2-1 osv.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 08:36:13
av hcb
Nu var det närmare 20 år sedan jag läste om oscillerande förträngningspumpar[1], men jag har ett bestämt minne av att det "skadliga rummet", d.v.s. dödvolymen i cylindern gör rätt mycket för effektiviteten. Förslaget att skippa toppen och ersätta den med en platta med membranventiler låter som ett bra förslag, om än något omständligare än att sätta en backventil i tändstiftshålet.

[1] Det finns visst också en dikt som börjar
"Ack du oscillerande,
ack du förträngande [...]" :D

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 12:36:35
av säter
#Förslaget att skippa toppen och ersätta den med en platta med membranventiler låter som ett bra förslag, om än något omständligare än att sätta en backventil i tändstiftshålet.#
Ja, det kanske är lika bra att skippa idén att använda cylinderlocket från förbränningsmotorn.
Även med högkompressionskolvar får man nog problem att hålla det skadliga rummet tillräckligt litet.

Jag har demonterat en topp från en äldre AtlasCopco 2-ventilare.
Ventilerna är ganska stora, och sticker ut utanför cylinderloppet.
En variant hade varit att använda reedventiler från en tvåtaktsmotor för att få större area, men då åker man på problemet igen med det skadliga rummet.
En 4-ventils variant, med platta ventiler, kanske skulle utnyttja utrymmet bättre?

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 13:23:59
av xxargs
håller med hcb - tittade lite på detta igår och även om man har hjälp av den istropiska uppvärmningen och därmed större önskad volym vid uppvärmningen för gasen så får man nog ändå vara väldigt glad om man får ut mer än 30 - 40% av gasvolymen ur cylindern vid 10:1-kompression ala bilmotor och 8 bar mottryck i utloppsventilen - resten är kvar och fungerar som en gasfjädring vilket gör att insugsviljan i sugfasen är ganska dålig pga ganska liten undertryck vid insugsfasen.

med detta så tror jag inte att 10 mm hål blir något jätteproblem med tanke på att luften är komprimerad och att det är mycket mindre än hälften av massakapacitet som går ut genom ventilen i jämförelse med den svepta volymens massakapacitet.

Skall man göra flersteg med mellankylning så bör man titta på förhållandet mellan stegen ligger enligt kompression = (Put/Pin)^1/antal steg

dvs. för tvåsteg så gäller för 8 Bar (8/1)^1/2 = 8^0.5 = 2.82, dvs. det är 2.82 bar i röret mellan första och andra cylindern, och i praktiken ökar man på 5-15% till för att kompensera tryckfall i ventiler och kylare - och om man skall använda bilmotorblock som kompressor så är det ganska precist att använda 3 cylindrar som lågtryckcylindrar för att mata 1 högtryckscylinder - och i det fallet blir skadliga rummets inverkan i cylinderns mindre än om man tar hela steget från atmosfärstryck till 8 bar i en och samma cylinder och kapaciteten blir mycket högre med 2-steg än 1-steg med motor med omodiferad topp.

Att kyla gasen mellan första och andra steget är viktigt med 10 -15% besparing på ansluten motorkraft då det kan vara hela 30% skillnad i arbetskraft mellan isotropisk kompression och isokor kompression (isokor = kompression samtidigt som man kyler gasen så att temperaturen inte höjs under kompressionen) och med kompression i flera steg med mellankylning så ligger man någonstans mitt emellan isotropisk och isokor kompression.

att gamla kompressor tuffar på i sakta mak med stor utväxling mot motorn har ganska mycket att göra med att man vill kyla gasen så mycket som möjligt i cylindern samtidigt som den komprimeras just för att spara energi i kompressionsarbetet - därav dom stora flänsarna på kompressorn.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 13:40:24
av blueint
Byter man toplocket så ökar kostnaden såpass mycket att det närmar sig en vanlig köpes-kompressor.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 13:48:57
av säter
#Byter man toplocket så ökar kostnaden såpass mycket att det närmar sig en vanlig köpes-kompressor.#
Det var det här vi inte skulle diskutera. Kolla mitt första inlägg.

xxargs:
Intressant iakttagelse, att man kan hålla utloppsarean mycket mindre, tack vare att luften är komprimerad.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 14:44:59
av blueint
Således bör andra metoder än just utbyte av toplock användas ;)

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 15:43:08
av Nerre
Fräsa ner motorblocket? :)

Fylla upp topplockets utrymme med "kemisk metall" eller nåt liknande kanske funkar? Iofs är det väl risk att skiten lossnar...

Svarva nån insats som sitter där och tar upp volym? Den behöver ju lite sluta tätt mot nåt, bara ta bort dödvolymen.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 16:44:30
av xxargs
att låta gå i två steg dvs låta 3 cylindrar pumpa till en cylinder innan det går upp till 8 Bar med relativt sett 3 ggr tryckökning per steg så minskas verkan av skadliga rummet rejält mycket. - har för mig vi pratade om bilmotor som kompressor och då är dom i regel 4-cylindriga och lämpliga block att utgå ifrån med både kylning och smörjning - dock skall man nog inte köra med 3000 rpm om man inte kan göra utblåsen större än 10 mm i diameter...

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 16:55:13
av Walle
Kan någon förklara verkan av skadliga rummet för en vanlig dödlig? ;)

Att det inte går att seriekoppla fyra cylindrar är jag med på, cylindervolymen är ju densamma för alla fyra, så det skulle väl mest bli som att komprimera, dekomprimera, komprimera igen, o.s.v.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 17:15:30
av svanted
gOry skrev:Hur blir det med vattenkylningen om man kör "järnplatta" i stället för topp, går inte kylvattnet ut genom toppen på en b18/b20?
Kanske går att fixa igenom att leda ut de genom en frostplugg istället!?!?
jo, eller så borrar man ett/två hål till i plattan förutom de 18 andra...

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 17:33:19
av säter
Det gäller ju att "fösa" all komprimerad luft förbi utloppsventilen.
Den resterande volym som finns kvar, när kolven är toppläge, kan man man inte utnyttja.
Den fjädrar bara tillbaka när kolven går ner igen.

Nu kan man tycka att det inte spelar någon roll, man få ju tillbaka kompressionsarbetet på nedvägen.
Dock är värmeförlusterna betydande, och sänker kompressorns verkningsgrad.

Bortsett verkningsgraden, sänker det även kompressorns kapacitet.
Om man tänker sig ett väldigt stort skadligt rum, kompressionsförhållande 7:1, ja då skulle utloppsventilen inte öppna förens kolven närmar sig övre toppläget. Kapaciteten kanske landar på 10% av det teoretiska.

Ang. flerstegskomprimering, är det som xxargs skriver, man låter lågtryckssidan ha en cylindervolym som är ca. 3 gånger så stor som högtrycksdelen. På det viset erhåller man full fyllning av högtryckscylindern utan trycket sjunker under lågtrycksdelen sluttryck.

Förövrigt låter det rimligt att ju lägre tryckhöjning per steg, dess mindre "skadlig" verkan har ett lågt kompressionsförhållande.

Om man nu har 4 tillgängliga cylindrar, och kör 3+1, så skulle kapaciteten sjunka till 75%, jämfört med 1-stegskomprimering.
Jag tippar att den förlusten tar man igen genom 2-stegskomprimeringens fördelar.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 17:36:13
av Walle
Tack för den förklaringen säter, nu förstår jag bättre verkan av skadligt rum.

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 20:44:28
av hcb
Pucktvåa efter säter :)

Vad som inte är helt uppenbart (men som påpekats tidigare i tråden, jag kommer inte ihåg av vem) är att i princip _allt_ arbete som går in i kompressorn omvandlas till värme i den komprimerade luften. Luft vid 10 bar innehåller inte nämnvärt mer arbete än luft vid 1 bar. Det arbete som 10 bars luft uträttar vid expansion mot atmosfärstryck kommer från temperatursänkningen, inte från trycksänkningen som sådan.
Hade expansionen skett mot ett perfekt vakuum hade inget arbete uträttats. Sug (heh) på den, ni 8)

(Ovanstående gäller för ideala gaser och nej, det finns inga helt ideala gaser, men luft vid måttliga tryck är relativt ideal. Sådeså.)


Edit: tidealt->idealt
Edit 2: Nu blev det rätt: relativ tidealt -> relativt ideal

Re: Bilmotor som kompressor

Postat: 9 oktober 2010, 23:34:43
av blueint
Uppenbart att man ska välja diselmotor för att få mest tryck..

http://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_engine
"The air is then compressed with a compression ratio typically between 15:1 and 22:1 resulting in 40-bar (4.0 MPa; 580 psi) pressure compared to 8 to 14 bars (0.80 to 1.4 MPa) (about 200 psi) in the petrol engine. This high compression heats the air to 550 °C (1,022 °F)."

Eller?