Jag har en arbetskamrat som är beräknare och har kollat på kolvslag och transienta luftflöden i en insugspipa (runner). Han kommer fram till att högst tryck vid insugsventilen får man om man har riktigt korta runners. Den initiala tryckspiken klingar av snabbt och insugningstryckfallet dominerar istället. Kolla här: [url] http://www.vx220.org.uk/forums/index.php?s=17664ff87a5f1bb18a91241ec4e . . . . [/url]

Vad gör han för fel??

Man kan aldrig räkna med den första reflexvågen (Den går inte "fånga"), som är starkast, utan man få helt enkelt nöjja sig med den andra. Har han tänk/vet han om detta?

Kan egentligen inte detta så jag kanske inte skulle svara, men då du säger att ngt är fel skulle jag kunna tänka mig att det är detta.

Graferna där ser realistiska ut.

om man tittar på dom nu och jämför ventilöppningen i den övre grafen med den undre så ser man att
det blir en tryckökning i röret precis efter att ventilen stängt. Sedan studsar den tryckpulsen fram och tillbaka i röret och klingar av under tiden.

Trixet är att försöka tajma in så att en av tryckpulserna kommer till ventilen precis när den öppnar. Detta funkar givetvis bara vid vissa varvtal, men kan ge betydelsefull vinst där.

Med långa rör blir frekvensen på pulsen lägre och kan göra att du får en mindre avklingad puls. Men å andra sidan får man mer friktion i rören med långa rör, vilket kan försämra toppeffekten.

Vilka är grundtankarna bakom uträkningarna? Har han klurat ut allt själv eller finns det hänvisning till någon annan källa? Att korta rör skulle vara bättre låter lite referenslöst tycker jag. Det måste vara en anpassning till något. Eller menar han att korta rör är bra även vid låga varv?
I mina ögon behövs en förklaring av vilka faktorer som som tagits med i beräkningen.
Göran Malmberg

Med de rörlängder som man kör med i F1 så tar man första returpulsen. I de flesta fall så skulle detta ge på tok för långa rör varvid man använder andra, tredje pulsen och så vidare.
Vid riktigt låga varvtal brukar man köra helmholtz resonator istället (större dieslar).

Johan Edlund skrev:

Vid riktigt låga varvtal brukar man köra helmholtz resonator istället (större dieslar).

Vad är det för en manick? Vad gör den för nytta?

Tror jag läste att Porsche 997 har sådan (eller om det var någan annan Porsche av nyare modell).

Pär Hylander skrev:

Johan Edlund skrev: Vid riktigt låga varvtal brukar man köra helmholtz resonator istället (större dieslar). Vad är det för en manick? Vad gör den för nytta? Tror jag läste att Porsche 997 har sådan (eller om det var någan annan Porsche av nyare modell).

Det finns ett antal siter över ämnet helmholtz resonator p webben. Den består av lite rör o kammare på ett finurligt uträknat och sammansatt sätt. Men inte mycket för racemotorer av vår typ.
Göran Malmberg

Göran Malmberg skrev:

Vilka är grundtankarna bakom uträkningarna? Har han klurat ut allt själv eller finns det hänvisning till någon annan källa? Att korta rör skulle vara bättre låter lite referenslöst tycker jag. Det måste vara en anpassning till något. Eller menar han att korta rör är bra även vid låga varv? I mina ögon behövs en förklaring av vilka faktorer som som tagits med i beräkningen. Göran Malmberg

Han har klurat ut allt själv, från scratch, med hjälp av strömningsteori och boken Menchanics of Fluids, 6th ed. B.S Massey kapitel 13.3.4: "The method of charcteristics". Och yes, han menar att det är bra på ALLA varvtal.

Vad jag vet har han bara simulerat en plötslig ventilöppning och efterföljande kolvrörelse. På insuget har han bara räknat att han har ett rakt rör. Kolvrörelsen och insugen volym är ju realistiskt beräknad, lätt att räkna ut. Ventilöppningen momentan (utan kamutseendet). Insuget ett rakt rör från ventilen, utan geometri.

Motorn en 86 x94,6 Ecotec med 40 mm insugskanal.

Han menar att med en kort runner så kommer insugningstryckfallet bli så lågt att när kolven närmar sig sitt bottenläge, strömmar luften enkelt in och åstadkommer tryckåterhämtning, även om man inte träffar en reflexionsvåg. Den mindre massan gas i den korta pipan gör att gasmassan är lättare att accelerera, och därmed blir tryckvariationerna mindre under hela insugningsförloppet.

Finns det några andra referenser?

Illustration med korta och 3000 rpm




Långa med 6000 rpm

Försök ordna flöde och tryckgrafer på 6 dm runners vid flera olika varvtal. Tex 4000, 4500, 5000, 5500, 6000.

Alternativt konstant varvtal, men med olika runner-längd.

För i alternativet 6 dm @ 6000 rpm, så är tajmingen precis så dålig som den kan vara, dvs den negativa pulsen kommer till ventilen precis när ventilen är öppen.

apex skrev:

1 Vad jag vet har han bara simulerat en plötslig ventilöppning och efterföljande kolvrörelse. På insuget har han bara räknat att han har ett rakt rör. Kolvrörelsen och insugen volym är ju realistiskt beräknad, lätt att räkna ut. Ventilöppningen momentan (utan kamutseendet). Insuget ett rakt rör från ventilen, utan geometri. 2 Han menar att med en kort runner så kommer insugningstryckfallet bli så lågt att när kolven närmar sig sitt bottenläge, strömmar luften enkelt in och åstadkommer tryckåterhämtning, även om man inte träffar en reflexionsvåg. Den mindre massan gas i den korta pipan gör att gasmassan är lättare att accelerera, och därmed blir tryckvariationerna mindre under hela insugningsförloppet. Finns det några andra referenser?

1
Det är väl ok sätt att resonera förutsättning.
2
När kolven närmar sig bottenläget så minskar kolvhastigheten och dess sugförmåga per tidsenhet. Vilken kraft får luften att enkelt fortsätta att då strömma in? Även om massan är mindre så är den föremål för avtagande aceleration vad gäller kolvens påverkan.
Goran Malmberg

apex skrev:

Vad jag vet har han bara simulerat en plötslig ventilöppning och efterföljande kolvrörelse. På insuget har han bara räknat att han har ett rakt rör. Kolvrörelsen och insugen volym är ju realistiskt beräknad, lätt att räkna ut. Ventilöppningen momentan (utan kamutseendet). Insuget ett rakt rör från ventilen, utan geometri.

En grej jag kom att tänka på. Med långa rör så utnyttjar man luftens rörelsemoment för att fylla cylindern även efter att kolven har vänt i nedre dödläget.

William Ekström skrev:

En grej jag kom att tänka på. Med långa rör så utnyttjar man luftens rörelsemoment för att fylla cylindern även efter att kolven har vänt i nedre dödläget.

Jo. det är den effekten jag saknar i denna teorin. Tänkte bara försöka "locka fram" om den fanns med någonstans.
Göran Malmberg

Jodå, det är med i kalkylen. Programmet räknar med röret uppdelat i ett antal steg och data och tillstånd räknas i ett steg som sen skickas till nästa osv.

Så om han har riktigt långa rör typ 1 meter, då är förlusterna så stora att det lönar sig att ta till vara reklexionssvängningarna. Men om han räkna på korta runners blir förlusterna så minimalt låga att fyllnadsgraden blir hög ändå.

...vågar inte bygga ett insug efter hans resultat ännu, iaf

Det här var ju verkligen intressant. Om allt stämmer så slår det ju sönder en gammal sanning. Kan det vara så att han har räknat fel på förlusterna. Turbulenta flöden är omöjliga att simulera direkt, fast det finns en hel del flödesmodeller det kanke är här felet finns.

/ Pär

PaZ skrev:

Det här var ju verkligen intressant. Om allt stämmer så slår det ju sönder en gammal sanning. / Pär

Nja, nu ska vi inte förhasta oss. Det är ju så att vi har bromsat mest vridmoment med rör av en viss längd.
Det blir mindre på sidorna om. Även moderna TPI motorer drar nytta av långa kanaler men att detta självfallet sätter stopp för större mängder luft.

om kanallängden inte kan utnyttjas för att t,ex fylla cylindern till 140% så undrar jag vad som åstadkommer denna 40% "överladdning" i motorer där detta sker.

Gäller samma sak för avgassystem? Det blir bäst om mad tar bort grenrören och kör med enbart topplocköppningarna?

Jag säger varken bu eller bä i omdömme när någon kommer med nya teorier och uträkningar. Jag vill ha en tydlig redogörelse samt se samma resultat i verkligheten.

Göran Malmberg

Johan Edlund skrev:

Vid riktigt låga varvtal brukar man köra helmholtz resonator istället (större dieslar).

Helmholtz är ett bekant namn. En hel del högtalarteori bygger på Helmholtz beräkningar av resonans i hålrum.
John B Heywoods formel 7.23 (beräkning av insugsningsrörets längd) bygger på Helmholtz beräkningar av resonans i hålrum och gäller för enskilt inlopp. Vet inte hur den står sig i sammanhanget

rpm = 955/2*Vljud*[roten ur A/(L*Veff)]

rpm = motorvarv/min
955/2 = Konstant
Vljud = Ljudhastigheten i m/s
A = Inloppets area i cm2
L = inloppets längd i cm
Veff = Effektiva volymen i cylindern

Veff = (Vd*(rc+1))/(2*(rc-1))
Vd = slagvolymen i cm3
rc = kompressionsförhållandet

Kristian Larsson skrev:

Johan Edlund skrev: Vid riktigt låga varvtal brukar man köra helmholtz resonator istället (större dieslar). Helmholtz är ett bekant namn. En hel del högtalarteori bygger på Helmholtz beräkningar av resonans i hålrum. John B Heywoods formel 7.23 (beräkning av insugsningsrörets längd) bygger på Helmholtz beräkningar av resonans i hålrum och gäller för enskilt inlopp. Vet inte hur den står sig i sammanhanget rpm = 955/2*Vljud*[roten ur A/(L*Veff)] rpm = motorvarv/min 955/2 = Konstant Vljud = Ljudhastigheten i m/s A = Inloppets area i cm2 L = inloppets längd i cm Veff = Effektiva volymen i cylindern Veff = (Vd*(rc+1))/(2*(rc-1)) Vd = slagvolymen i cm3 rc = kompressionsförhållandet

Du tänker väl aldrig på de sk Voight hornen?
Göran Malmberg

Göran Malmberg skrev:

Du tänker väl aldrig på de sk Voight hornen? Göran Malmberg

Nu spårade vi ur lite...

Men hur står sig Heywoods formel? Någon med erfarenhet?
Jag har börjat kika lite på det här med "motorandning" och sprungit på hänvisningar till Heywoods böcker vid ett par tillfällen.

Göran Malmberg skrev:

PaZ skrev: Det här var ju verkligen intressant. Om allt stämmer så slår det ju sönder en gammal sanning. / Pär Nja, nu ska vi inte förhasta oss. Det är ju så att vi har bromsat mest vridmoment med rör av en viss längd. Det blir mindre på sidorna om. Även moderna TPI motorer drar nytta av långa kanaler men att detta självfallet sätter stopp för större mängder luft. om kanallängden inte kan utnyttjas för att t,ex fylla cylindern till 140% så undrar jag vad som åstadkommer denna 40% "överladdning" i motorer där detta sker. Gäller samma sak för avgassystem? Det blir bäst om mad tar bort grenrören och kör med enbart topplocköppningarna? Jag säger varken bu eller bä i omdömme när någon kommer med nya teorier och uträkningar. Jag vill ha en tydlig redogörelse samt se samma resultat i verkligheten. Göran Malmberg

Jo tyvärr är det väl så att man i alla tider har räknat rätt. Synd, långa runners tar stor plats. Intressant att nån sätter sig och simulerar iallafall, vore perfekt om någon kunde verifiera beräkningarna praktiskt. Tyvärr så finns det för många inparametrar(i verkligheten alltså) för att hemslöjdare som vi ska kunna få ett tillräckligt noggrannt resultat för att säga något om modellens noggrannhet.

/ Pär

Jag är mycket imponerad att nån orkat skriva ett 1D flödesprogam i MathCad!

Ett rakt rör är en god approximation av kanalen men jag tycker det verkar konstigt om ventilen öppnas "plötsligt". Man borde väl använda en ventillyftkurva och flödeskoefficienter för att få en realistisk simulering. Sedan tycker inte differentialekvationer om plötsliga förändringar så det kan också leda till matematiska problem. Bästa sättet att komma undan diskontinuiteter är väl att alltid hålla ventilen lite öppen men att sätta arean löjligt liten (1E-17) när ventilen ska vara stängd. På så sätt är det alltid ett flöde genom ventilen men när den ska vara stängd så är flödet så litet att det inte påverkar resultatet. Sedan är gränssnittet mot atmosfären vid den fria ändan av röret också problematisk.

Hur beräknas cylindertrycket när ventilen öppnas? Ger beräkningarna samma svar även om man gör hundratals itereringar? Hur beräknas friktionen i röret? Blir det samma resultat om man sätter friktionen till noll? Vore kul att veta vilken metod som används för att lösa diffekvationerna.

Flödeskoefficienter borde gå att ta från Heywood och mer info om beräkningarna finns i Winterbone/Pearson "Theory of intake manifold design, wave action methods for IC engines". Denna bok rekommenderas bara åt dem som gillar diffekvationer!

Det verkar finnas ett 1D motorsimuleringsprogram på nätet: http://horsepowerlab.com/
Jag har inte köpt det men det verkar intressant.