Diesel vs bensin, effektivitet

2017-10-29, 03:14 #13

Moderator

Reg: Dec 2009

Inlägg: 39 895

Citat:

Ursprungligen postat av Oscar111

Är det inte så att värmemaskinen dieselmotor får högre teoretisk verkningsgrad än bensinmotorn - varmare i cylindern. Skulle man använda diesel för att värma vatten till en ångmaskin skulle verkningsgraden bli usel.

Diesel kan användas för uppvärmning men det ställer andra krav än ex bensin och propan för att vara effektiv, vill du läsa mer om detta kan du bland titta på oljebrännare till fastighetsförmedling.

Citat:

Ursprungligen postat av iconicatab

Nej, det som förbränns med ottomotorns primiära uppgift att skapa ett vridmoment på vevaxkeln, har alltid samma blandningsförhållande.

Sedan kan man ibland lyckas kompensera för spolförluster, kondensation, "dålig förgasning", avgasrester osv genom att mata insuget med lite "fel" blandning. Men det syftar just till att det ska vara rätt blandning vid flamfronten även under tryckökningen och expansionen.

Resultatet blir då även oförbrända kolväten eller outnyttjad spolluft, vilka båda sänker motorns bästa verkningsgrad.

Du påstår i praktiken att en motor inte kan fungera med bränsleöverskott eller underskott och det är fel vidare har du även fel om blandningsförhållandet, det är olika värden man vill ha för maxeffekt vs bränslebesparing men upp till bevis och visa källa på att du har rätt!

PS, lambda 1 = 14.7:1

Citera

2017-10-29, 03:41 #14

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

Citat:

Ursprungligen postat av Oscar111

Är det inte så att värmemaskinen dieselmotor får högre teoretisk verkningsgrad än bensinmotorn - varmare i cylindern.

Riktigt men inte så tydligt uttryckt. Värmen i sig är ingen fördel, det är UPPVÄRMNINGEN vid förbränning man är ute efter. Toppvärdet (maxtempen) är en konstruktionsbegränsning (oftast).
Verkningsgraden beror mest på kompressionen (lästips: Carnotprocessen), men vid kompression föjer också en temperaturhöjning kopplad till tryckökningen. Så "svårigheten" är att kunna värma ännu mer även efter kompressionen (med förbränningen). Intercooler är ju ett designtrick att förbättra detta läge eftersom alla kompressorer också medför en uppvärmning av insugsluften före cylinderkompressionen,

Dieselbränslet "tål" dessa höga temperarurer bättre än den flyktigare bensinen. Och ottoprocessen får problem med att få bränsleblandningen att invänta tändgnistan vid för höga temperaturer.

Citat:

Ursprungligen postat av Oscar111

Skulle man använda diesel för att värma vatten till en ångmaskin skulle verkningsgraden bli usel.

Nej uttrycker du det så blir det fel. Eftersom värme är "den lägsta formen av energi" så har all uppvärmning 100% verkningsgrad (fast du kanske inte alltid lyckas värma just det du vill utan "eldar för kråkorna"). Så vad du eldar ångpannan med för bränsle spelar ingen roll för ångmaskinens verkningsgrad, så länge du kan tillföra samma mängd mätt i värmevärdet per tidsenhet.

__________________
Senast redigerad av iconicatab 2017-10-29 kl. 03:55. Anledning: stavfel pga sommartidsomställning

Citera

2017-10-29, 03:47 #15

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

Citat:

Ursprungligen postat av Arne.Anka

Du påstår i praktiken att en motor inte kan fungera med bränsleöverskott eller underskott och det är fel vidare har du även fel om blandningsförhållandet, det är olika värden man vill ha för maxeffekt vs bränslebesparing men upp till bevis och visa källa på att du har rätt!

Nej du glömde läsa vad jag skrev/påstod:

Citat:

Sedan kan man ibland lyckas kompensera för spolförluster, kondensation, "dålig förgasning", avgasrester osv genom att mata insuget med lite "fel" blandning. Men det syftar just till att det ska vara rätt blandning vid flamfronten även under tryckökningen och expansionen.

Resultatet blir då även oförbrända kolväten eller outnyttjad spolluft, vilka båda sänker motorns bästa verkningsgrad.

Vilket jag är säker på.

EDIT: Du kanske blandar ihop ottoprocessen med hänsynen till andra "fenomen" som t.ex "rena" avgaser där man gärna tillåter sig att ha "oförbränd luft" i cylinderutblåset (trots förlust-mödan att först ha komprimerat den).
Eller vid användning av katalysator och/eller avgasturbo, då man t.o.m kan dra nytta av att det fortfarande sker en förbränning EFTER AVGASVENTILEN.

__________________
Senast redigerad av iconicatab 2017-10-29 kl. 04:10.

Citera

2017-10-29, 07:29 #16

Moderator

Reg: Dec 2009

Inlägg: 39 895

Citat:

Ursprungligen postat av iconicatab

Nej du glömde läsa vad jag skrev/påstod: Vilket jag är säker på.

EDIT: Du kanske blandar ihop ottoprocessen med hänsynen till andra "fenomen" som t.ex "rena" avgaser där man gärna tillåter sig att ha "oförbränd luft" i cylinderutblåset (trots förlust-mödan att först ha komprimerat den).
Eller vid användning av katalysator och/eller avgasturbo, då man t.o.m kan dra nytta av att det fortfarande sker en förbränning EFTER AVGASVENTILEN.

Det börjar på sida 13, på sida 15 finns ett diagram som anger 1:16 som bäst bränsleekonomi medans bäst effekt ligger runt 1:12.5 och max vridmoment runt 1:11.8 till 1:13.2, under diagrammet kan du även läsa att lambda kan variera beroende på gaspådrag.

Att effekten är lite högre med en rikare blandning är att värmeutvecklingen och förbränningshastigheten ökar.
https://saabklubben.se/wp-content/uploads/2009/06/motorforbranningsteknik.pdf

Citera

2017-10-29, 11:00 #17

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

Citat:

Ursprungligen postat av Arne.Anka

Det börjar på sida 13, på sida 15 finns ett diagram som anger 1:16 som bäst bränsleekonomi medans bäst effekt ligger runt 1:12.5 och max vridmoment runt 1:11.8 till 1:13.2, under diagrammet kan du även läsa att lambda kan variera beroende på gaspådrag.

Bra, då har du övertygat mig om att vi är överens! Fast vi använder lite olika språkbruk och facktermer för att beskriva helhet och detaljer.

Och att jag hela tiden pratat om pkt 6.1 i "ditt" dokument, medan du ser till helheten ur ett användarpespektiv.
Jag har aldrig uttryckt något tvivel på nyttan med ställbara munstycken, eller dynamisk motorstyrning.

F.ö bör du göra din bränsleblandning något MINDRE rik för att uppnå högsta möjliga motoreffekt och avgastemperatur (som också gynnar ett ev avgasturbo). Bara du inte passerar gränsen för hur hög temperatur förbränningsrummet klarar vid aktuellt varvtal.

Från det trevligt layoutade dokumentet:

Förord
Det här kompendiet är en sammanställning av anteckningar från olika erfarenheter, föreläsningar, kurser och böcker jag fått, gått och läst. Det är några av alla de bakomliggande frågeställningar som jag har sökt svar på inför mina egna projekt som jag skrivit ned. Ofta så finns dessa kunskaper begravda i högar av teori, men ibland räcker det med att man får sammanhanget förklarat
...
Jag gör inget anspråk på att detta är den hela exakta sanningen för alla sammanhang, ej heller att det är tillräckligt djup i alla resonemang för att ge Dig en högskoleexamen, men man måste lägga ribban någonstans. Detta är bara en förenklad introduktion i ämnet och det tas medvetet genvägar och förenklingar i vissa resonemang. Det här är snarare en språngbräda för att Du ska kunna läsa annan motorlitteratur med nya ögon.
...
Jag vill belysa det faktum att jag endast är intresserad amatör, men ändå aningen påläst amatör inom området.
...
Ni som läser böcker ifrån referenslistan kommer att känna igen några av skisserna, eftersom jag har använt dem för att förtydliga mitt resonemang.
Tack alla som har bidragit till detta arbete!

/Dick Ström
Kort om Rost o Rök
Rost o Rök är arbetsnamnet och signaturen på mina aktiviteter inom bl a motorsport och motortrimning. Jag erbjuder i mån av tid mina tjänster i form av arbete och kunskapsutbyte till dem som behöver hjälp med att ta sig vidare med eller utveckla sin motors egenskaper.
Allt sker än så länge i hobbylampans sken mellan arbete och familj
...
Referenslista
Material, exempel och bilder som refererats till i detta dokument har hämtats ur bl a dessa
källor.

Tryckt litteratur
[Ref. I]. "Two Stroke Tuners Handbook", Gordon Jennings 1973
[Ref. II]. "Two Stroke Performance Tuning, Second Edition", Graham Bell 1999
[Ref. III]. Div. Bosch Servicemanualer och faktablad
[Ref. IV]. "Felsökning med oscilloskop", Bosch Serviceskola
[Ref. V]. "Engine Management", Dave Walker 2005
[Ref. VI]. "Förbränningsmotorer", Be*gt Joha*sson LTH
[Ref. VII]. "GIK Turboteknik", Katalog och faktasidor
[Ref. VIII]. "Förbränningsmotorns gasväxling och uppladdning", Lennart Zander 2006
[Ref. IX]. "Carl Barks, På fyra hjul i Ankeborg", Walt Disney Hall of Fame 2004
[Ref. X]. "XP-manualen", Niklas Enander version 2007
[Ref. XI]. Div. artiklar ur tidningen Ny Teknik
[Ref. XII]. "Burton Power Catalogue"
[Ref. XIII]. "Practical Performance Car Magazine" (PPC-Magazine)
[Ref. XIV]. "How to build & power tune distributor type ignition systems",
Des Hammill 2005
[Ref. XV]. "Modification of Two-Stroke Engine Intake System for Improvement of Fuel
Consumption and Performance through the Yamaha Energy Induction System (YEIS)",
Noriyuki Hata, Takeo Fujita and Noritaka Matsuo Yamaha Motor Co, 1981
[Ref. XVI]. "Gröna Bilen", Kursmateriel
[Ref. XVII]. "Design and Simulation of Two-stroke Engines", Gordon P. Blair 1996

Webmaterial
[Ref. I]. TSR http://www.tsrsoftware.com/
[Ref. II]. Macdizzy http://www.macdizzy.com/
[Ref. III]. Topplocksverkstan http://www.topplocksverkstan.se/
[Ref. IV]. Team Sörman Racing http://www.sorman-racing.com/vedboden.html
[Ref. V]. Wikipedia http://wikipedia.org/
[Ref. VI]. Toyota http://www.toyota.com/
[Ref. VII]. EPI Inc http://www.epi-eng.com/
[Ref. VIII]. Engineeringtoolbox.com http://www.engineeringtoolbox.com/
[Ref. IX]. "Den lille ligisten" http://www.bilsport.se/retrocars/ligist.xls
[Ref. X]. Megasquirt http://www.msefi.com/
[Ref. XI]. Matlab Simulation Software http://www.matlab.com
[Ref. XII]. "Pipes" http://www.phys.unsw.edu.au/jw/pipes.html
[Ref. XIII]. "Flutes vs. Clarinets" http://www.phys.unsw.edu.au/jw/flutes.v.clarinets.html
[Ref. XIV]. "Helmholtz resonator" http://www.phys.unsw.edu.au/jw/Helmholtz.html

Föreläsningar och kurser
"Kurs i förbränningslära", Be*gt Joha*sson LTH, 2006
"Naturgasmotorer", seminarium med Lenn*rt Har*ldsson, Wärtsilä, 2006
"Förbränningsteknik", B*ngt Norb*rg BNR Research, 2006

Övrigt
Diskussioner och samtal med yrkesprofessionella trimmare och portare.
Granskning och korrekturläsning
Fakta och relevans (inom olika delområden):
Be*gt *orberg, A*dreas H1llby, Bjar*e Nygre* samt La*s-Åke Ande*sson.

Citera

2017-10-29, 12:14 #18

Medlem

Reg: Jul 2011

Inlägg: 29 980

Citat:

Ursprungligen postat av Oscar111

Är det inte så att värmemaskinen dieselmotor får högre teoretisk verkningsgrad än bensinmotorn - varmare i cylindern. Skulle man använda diesel för att värma vatten till en ångmaskin skulle verkningsgraden bli usel.

Ångmaskiner behöver inte vara så usla. Gamla tiders ånglok låg runt 8 % verkningsgrad vilket ju är katastrofalt jämfört med en dieselmotor men det är för att de jobbade med så lågt tryck och inte kondenserade ångan. En modern ångturbin (egentligen är inte den stora grejen om det är en kolvångmaskin eller en turbin utan tryck och temperatur är mest avgörande) brukar ha runt 40 % verkningsgrad med rekordsiffror nära 50 % vid 250 bar ångtryck. Temperaturen i kondensorn spelar också stor roll där denna ska vara så låg som möjligt.

Kärnkraftverk brukar inte ha mycket mer än 30 % elverkningsgrad och det beror på att man av diverse säkerhetsskäl inte vill köra med lika högt tryck som i kol- eller oljeeldade ångpannor. Kärnkraftverk har ju så billigt bränsle (per kWh levererad el) att det inte är så kritiskt med verkningsgraden.

Man kan ju använda spillvärmen från diesel- eller ottomotorer (eller gasturbiner etc.) för att driva en ångprocess och krama ur ytterligare några procentenheters verkningsgrad om det nu kan bära investeringen. Kombikraftverk med gasturbin där dennas avgaser värmer en ångpanna med ångturbin lär komma upp i c:a 60 % elverkningsgrad.

Citera

2017-10-29, 13:59 #19

Medlem

Reg: Jun 2005

Inlägg: 3 053

Citat:

Ursprungligen postat av iconicatab

Nej uttrycker du det så blir det fel. Eftersom värme är "den lägsta formen av energi" så har all uppvärmning 100% verkningsgrad (fast du kanske inte alltid lyckas värma just det du vill utan "eldar för kråkorna"). Så vad du eldar ångpannan med för bränsle spelar ingen roll för ångmaskinens verkningsgrad, så länge du kan tillföra samma mängd mätt i värmevärdet per tidsenhet.

Nu är det väl uppenbart att jag menar hela processen. Poängen var såklart att det inte är energiinnehållet i dieseloljan i sig som har största betydelsen utan på vilket sätt den används.

Citera

2017-10-29, 15:33 #20

Medlem

Reg: Jun 2014

Inlägg: 8 594

Citat:

Ursprungligen postat av iconicatab

Det kan ju se ut så om man jämför "broschyruppgifter"/tekniska data, men är verkligen ingen 'egenskap' för diesel-/ottoprocessen.
Det är bara en utslag av att konstruktörerna har löst hållfasthetsdimensioneringen för högre kompression med mer material...

Vill påminna om att Bayrische Motorenen Werke tillverkade dieselmotorer för flygplan före andra världskriget.

Det är helt riktigt att kompression är en tung faktor vid verkningsgrad, så vad gäller TS följdfråga om verkningsgrad vid dellast så blir diesel än mer överlägsen:

En diesel kan köra max kompression (+ ev överladdning) men ändå bränna den mängd olja/energi per tidsenhet som behövs för det önskade mekaniska effektuttaget. Lite ren "oförbänd luft" i avgaserna är det inte heller någon som klagar på. (Men kompressionsarbete "i onödan" drar ju ned den mekaniska verkningsgraden, så en optimering mot de förbränningskemiska vinsterna är på sin plats.)

Vid Ottomotorns förbränning av bensin så krävs ALLTID ett blandningsförhållande på 1:14 (viktandel) bränsle/luft. Annars går det inte att sätta eld på blandningen.
Så vid dellast måste man alltså ta till "konststycket" att SÄNKA LYFTTRYCKET före den givna mekaniska kompressionen, för att kunna förbränna lagom lite bensin-energi!
På anglosaxiska kallas det följdriktigt "to throttle", medan vårt germanska arv "gasspjäll" inte riktigt framhåller det kontraproduktiva förfarandet så uppenbart.

Så ni som köper bensin till bilar med Ottomotorer (speciellt med turboöverladdare) bör alltså i alla hastigheter välja en så HÖG VÄXEL SOM MÖJLIGT (håll varvtalet över tomgång iaf). Så att ni kan hålla pelle i botten så ofta och länge som möjligt, utan att överskrida lämplig hastighet.
(Och låt inte lura er ifall ni har en "econometer" i instrumentpanelen - Den mäter tryckfallet och visar grönare ju mer ni stryper tilluften...)

Vet du något om hur lång förbränningstiden är i en modern diesel? Jag förmodar att man inte sprutar in allt bränsle på en gång i övre dödläget utan att kolven hinner röra sig under tiden. Men är tiden försumbar eller hinner kompressionen minska något innan allt bränsle brunnit upp?

Citera

2017-10-29, 15:38 #21

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

Citat:

Ursprungligen postat av Oscar111

Nu är det väl uppenbart att jag menar hela processen. Poängen var såklart att det inte är energiinnehållet i dieseloljan i sig som har största betydelsen utan på vilket sätt den används.

Okej - Sorry då läste jag din fråga på fel sätt. (Hänvisar till svaret du fick av skunkjob istället.)

__________________
Senast redigerad av iconicatab 2017-10-29 kl. 16:04.

Citera

2017-10-29, 15:42 #22

Moderator

Reg: Dec 2009

Inlägg: 39 895

Citat:

Ursprungligen postat av WbZV

Jag förmodar att man inte sprutar in allt bränsle på en gång i övre dödläget utan att kolven hinner röra sig under tiden. Men är tiden försumbar eller hinner kompressionen minska något innan allt bränsle brunnit upp?

Dieslar som "dunkar"(bla traktorer och lastbilsmotorer) sprutar i högre grad in allt bränsle på en gång medans dieslar som bla sitter i modernare bilar sprutar in bränslet flera gånger för det minskar "dunket" och får motorn att låta mer "normalt"

Citera

2017-10-29, 16:01 #23

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

Citat:

Ursprungligen postat av WbZV

Vet du något om hur lång förbränningstiden är i en modern diesel? Jag förmodar att man inte sprutar in allt bränsle på en gång i övre dödläget utan att kolven hinner röra sig under tiden. Men är tiden försumbar eller hinner kompressionen minska något innan allt bränsle brunnit upp?

(Med "modern diesel" tolkar jag att du menar bilmotor som är relativt högvarvig för att vara en diesel för att kunna ha rimligt stora cylindervolymer.)

Är den så 'modern' att den har datoriserad motorstyrning så blir svaret JA, de använder variabel insprutningstid så kolven hinner röra sig en bit. Men tryckökningen av förbränningen är så mycket större än vad volymökningen i cylindern skulle kunna motverka.

Och rent mekaniskt/fysikaliskt så skulle man helst vilja ha det högsta absoluta trycket då kolven är runt halvvägs ner! Pga att då är hävstångsverkan av vevslängen i sitt bästa läge (ökar vridmomentet) OCH kolvhastigheten som högst (ökar effekten).

Men samtidigt så vill man helst inte ha mycket högre absoluttryck än det som råder i avgasgrenröret när kolven nått sitt bottenläge, så man får inte elda för länge.
Så känner du varvtalet och vevstaksgeometrin så är det en baggis att räkna ut tiderna du har att leka med.

Citera

2017-10-29, 16:02 #24

Medlem

Reg: Jul 2012

Inlägg: 6 417

@Ankan:
Jag försökte hitta den Toyota-referens som Dick skrivit sin något luddiga/märkliga bildtext till - tyvärr utan att finna den.
Men i en relaterad Wiki-artikel så fann jag de formuleringar som motsvarar vår diskussion:

https://en.wikipedia.org/wiki/Air%E2%80%93fuel_ratio_meter#Benefits_of_air.E2.80 .93fuel_ratio_metering

Citera

Diesel vs bensin, effektivitet

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Skapa ett konto

Logga in