Paineilman jäähdytin

[Tuukka]

Klippi Neo-buggyn sivulta:

At the end of July we posted about a new product by Novarossi; the Exhaust Gas Cooler. The other day we received an email from a Danish reader, having been inspired by the EGC, he made a few of his own to try out. He reports that his EGC lowered engine temp by 10°C and improved the runtime on is truggy significantly. So much so that the current truggy class champion Jan D Hansen has been testing it with similar results.

Olen hieman skeptinen tämän värkin toimivuudesta. Eikös sinne tankkiin työnnetä vain tankillinen (sitä kuumaa) ilmaa per tankki. Nyt tämä paineilmajäähdytin jäähdyttää tätä ilmaa niin paljon, että se alentaa koneen lämpötilaa kymmenellä asteella?!

Voisiko joku kertoa mihin tämä ihan aikuisten oikeasti perustuu? Paljonko on mukamas paineilman lämpötila, kun se putken päästä tulee esim vapaasti ja paljonko kun on tankin vastapaine mukana? Kuinka alas lämpötila pitäisi saada? Eikö tuo pakari lämmitä tankkia tehokkaammin kuin tämä paineilma? Miksi jäähdytetään paineilmaa miksei polttoainetta? Jne...

[Gatling]

Itse en ole mikään mekaanikko enkä asian tuntija,  mutta voisin kuvitella jotenkin näin:

Moottoriin kun mahtuu kylmää ilmaa enemmän kuin lämmintä joten palotilassa on enemmän happea niin hyötysuhde paranee. Muut varmasti jatkavat mistä mihin minun ymmärrys loppuu.  :lol:

[JariV]

Fysikaalisesti asia menee näin:

- mitä kylmempi imuilman lämpötila sitä enemmän happea. Voidaan säätää lisää polttoainetta ja saadaan enemmän tehoa

- mitä kylmempi polttoaine sitä paremmin se jäähdyttää ja lämpölaajenemisesta johtuen sama määrä fuilia kylmempänä mahtuu pienempään tilaan. Voidaan siis säätää lisää polttoainetta ja saadaan taas lisää tehoa.
EDIT: Tästä johtuen voidaan kasvattaa imuilman määrää esim suuremmalla kurkulla tai kaasuttimella

- pienempi palamislämpötila mahdollistaa aikaisemman sytytysennakon ja korkeamman puristussuhteen. Taas saadaan lisää tehoa ja myös vääntöä. Pienemmällä palamislämmöllä ehkäisttän myös detonaatiota.

EGT on bensakoneissa 2T-moottorin paras säätöparametri, toimii erittäin hyvin myös 4T-koneissa. Nitro-2T eroaa bensakoneesta vaan optimaalisen pakolämpönsä osalta joka on paljon alhaisempi kuin bensakoneen.

Kuten täällä melkoisen monet tietää niin optimilämmöt ovat moottorin toiminnan kannalta perusedellytys, mutta oikein viritettynä samainen moottori samassa lämpötilassa saadaan tuottamaan enemmän tehoa kun sisäänmenevät aineet on mahd. viileitä. Pakoputki on myös 2T-moottorissa erittäin tärkeä vastapaineensa takia, joten ensiarvoisen tärkeetä on että tiivisteet ei vuoda ja että putki on mitoitettu oikein. Myös pakoputkiston lämpöeristyksiä on käytetty monissa sovelluksissa.

Nää on vaan mun käsityksiä asiasta. Voin olla myös väärässäkin. Tosin 1:1 koossa useissa eri autojen ja prätkien kilpaluokissa ja katuautoissa on tehty mittaviakin systeemeitä jotta palotapahtumaan menevien ainesosien lämpömäärä olisi minimoitu.

[Penguin]

Ahdettujen koneiden kanssa on varsin normaalia käyttää myös ahtoilman jäähdytystä, vesiruiskutusta tai jopa molempia yhdessä. Kaikissa näissä on tarkoituksena moottoriin ahdettavan ilman jäähdyttäminen, jolloin samaan tilavuuteen mahtuu enemmän ilmaa. Tämä mahdollistaa suuremman polttoainemäärän ruiskuttamisen koneeseen ja siten suuremman tehon ottamisen samasta koneesta. Kyllä kai sama ratkaisu teoriassa toimisi myös vapaastihengittävässä koneessa, joskin saatava hyöty jää oleellisesti pienemmäksi.

Tuon lainatun tekstin perusteella ymmärsin tässä olevan kuitenkin kyse pakokaasujen jäähdyttämisestä. En tunne tätä polttisten tekniikkaa riittävän hyvin, mutta tavoite siis näyttää olevan polttoaineen jäähdyttäminen. Polttoaineen lämpötila vaikuttaa tietyn polttoainetilavuuden sisältämään energiamäärään, mutta toisaalta viileämpi polttoaine myös sitoo enemmän energiaa palotilassa ja siten jäähdyttää moottoria.

Ehkä minun pitäisi lukea jotain polttisten perusteista, että ymmärtäisin miksi kuumaa pakokaasua kierrätetään polttoainesäiliöön, kun hyötysuhdetta silmällä pitäen se tuntuu hölmöläisten hommalta. Ainakin nelitahtibensakoneissa ihanteellista olisi että ahto-/imuilma on mahdollisimman kylmää samoin kuin polttoaine.


Ei tuo nyt mielestäni kuitenkaan ole mikään paineilmajäähdytin, vaan ihan yksinkertainen lämmönvaihdin, jossa putken sisällä kulkevasta kaasusta tai nesteestä siirtyy lämpöä tämän lämmönvaihtimen alumiinirimoihin ja ilma(virta) jäähdyttää näitä rimoja lämmön siirtyessä ympäröivään ilmaan. Tulee mieleen, että voisiko tuota käyttää myös polttoaineletkussa jäähdyttämään suoraan sitä polttoainetta.

[Tuukka]

Siis tuo rimpula, mikä on Penguinin liittämässä kuvassa on nimenomaan polttoainetankin ja pakoputken väliin laitettava juttu. Siellä on siis ylipaineista ilmaa matkalla tankkiin korvaamaan tankista kaasuttimelle menevää polttoainetta. Pitäen myös tankin paineen vakiona mahdollisimman hyvin. Siis ei moottorille mene tätä ilmaa kuin vasta tankin loputtua. Silloin ajo loppuu polttoaineen loppumiseen.

Mikäs nyt on jäähdyttimen ja lämmönvaihtimen ero tässä tapauksessa? Molemmissa siirretään lämpöä ulospäin.

Voiko tankkiin tuleva paine olla niin pieni, että kun KUUMA paineilma tulee tankkiin, niin jäähtyessään se supistuu poistaen ylipaineen tankista? Tuo ilmamäärä täytyy testata vaikka irroittamalla tankin päästä paineletku ja pää vaikka juomalasiin, notta tuleeko kuplia vai ei. Lisäksi voi kokeilla onko se lämmintä vai ei? Kuinka lämmintä tuon ilman pitää olla, jotta se oikeasti lämmittää fuilia?

[JariV]

Sanotaan silleen kuten remppa sanoi; tää on marginaalitapauksia että onko siitä oikeesti hyötyä. Uskoisin että järkevin realistinen hyöty saadaan sillä että polttoainelinjat pidetään mahdollisimman kaukana lämpölähteistä.

Suurempana hyötynä näkisin polttoainetankin ja pillin väliin laiteettavan lämpöeristeen koska hyvin usein kasikrosseissa tankki ja pilli on vierekkäin. Sen tietää kaikki jotka on sammuttaneet pillin päästä kuuman koneen sormella että mitä siinä käy, eli polttomerkintä sormen päässä. Patskari kun on iso lämmönlähde ja monesti vielä melkein ellei ihan tankinreunassa kiinni niin niiden väliin kun laittaisi eristeen niin uskoisin siitä olevan selkeätä hyötyä.

EDIT: Toinen vaihtoehto lämpöeristää koko pilli alkukäyrästä saakka, tällä saisi myös sylinteriin parempaa täytöstä. Tosin marginaalisesti tämäkin.

[Tuukka]

Tässä yksi selitys novarossin sivuilta:

During the EC-A 2008 which was held in a very hot Valencia many drivers had problems to make the five minutes on 1 fuel tank.
After our team manager handed out some prototype parts of our new 'Exhaust Gas Cooler' to our team drivers (Vuga, Collari, Balestri, Pietsch, Pirani, Lackner to name a few) they where able to use the full potential of their 359 Race . 21 engines again because they did not have to worry about five minutes anymore.

The Exhaust Gas Cooler is mounted between the tuned pipe and the fuel tank and so it will take away some heat from the exhaust gas that goes into the fueltank, lowering the temprature of the fuel and increasing the runtime.

Nuo taitaa olla asfalttimänijöitä, joten lämpötilat autossa voi olla helposti +50 astetta. Katsoimpas sitten noita kiehumislämpötiloja. Metanoli noin 65 astetta, nitrolla vähän sekava (joidenkin lähteiden mukaan alkaa höyrystymään 50 asteessa). Joten kun mennään noihin lämpötiloihin niin alkaa tankissa tosiaan tapahtumaan jotain aineiden eriytymista. Siksi kuuleri on ennen tankkia eikä sen jälkeen, jonne sen kaupunkilaisjärjellä laittaisi.

Ei voi kuin kaiholla ajatella toisten säämurheita! Ja pistää muistilistaan, että osta cas cooleri, kun sääennusteet lupaa Lavankoon +40 astetta!

[Penguin]

Asia selkeni ainakin itselleni huomattavasti. Epäilen tuon rimpulan suurta vaikutusta, koska toimiakseen kunnolla pitäisi se asentaa paikkaan, jossa on hyvä ilmavirta jäähdyttämässä tuota rimoitusta. Jäähdytinkenno esim. 1:1 autossa on käytännössä lämmönvaihdin eli sikäli niillä ei ole mitään eroa. Jäähdytin terminä voi tarkoittaa kuitenkin montaa asiaa ja periaatteessa mikä tahansa kapistus, jonka tehtävä on jäähdyttää tavalla tai toisella, voi olla nimeltään jäähdytin.

Edelleen kuitenkin olen sitä mieltä että kaikki tavat jäähdyttää polttoainetta ovat toimiessaan moottoria jäähdyttäviä tai vaihtoehtoisesti antavat mahdollisuuden suurempaan polttoainemäärään sylinterissä ja sitä kautta suurempiin tehoihin ilman että moottori lämpenee enemmän. Tämä tietty vain kun polttoaineen määrää lisätään sopivassa suhteessa polttoaineen lämpötilan alenemiseen verrattuna.

[Penguin]

Lisätään nyt vielä se että 1:1 autojen ja miksei erilaisten muiden ihmisen ajamien ajoneuvojen kilpailukäytössä on kauan pyritty ahto-/imuilman mahdollisimman suureen jäähdyttämiseen sekä mahdollisimman kylmään polttoaineeseen. Koska tämä on loputonta ja kallista kilpavarustelua, on useimmissa kilpailusarjoissa rajoitettu tätä toimintaa mm. määrittelemällä polttoaineen lämpötilalle raja-arvot, joita ei saa alittaa. Sitä en osaa sanoa miten ilman lämpötilan osalta on jäähdytystä rajoitettu, mutta siinä yleensä tulee vastaan lisääntyvä paino, joka hyvin äkkiä kumoaa saadun hyödyn. Käytännössä siis jäähdytyskennoihin perustuvat lämmönvaihtimet ja vesiruiskutus ovat ehkä ne toimivimmat. Toki voisi käyttää vaikka nestemäisiä kaasuja jäähdytyksessä, mutta ne tuppaavat lämpenemään liikaa pullossaan, jolloin paine nousee ja vaikutus pienenee. Lisäksi niitä on monessa tapauksessa vaikeaa kuljettaa mukana riittävää määrää, tosin sama kai se on vedenkin kanssa. Poikkeus ovat sitten sellaiset lajit, joissa yksittäinen suoritus kestää vain sekunteja tai muutaman minuutin ja suoritusten välissä on mahdollista tehdä huoltotoimenpiteitä.

[Harw]

Mites tässä toimisi tietokone puolelta tuttu peltier-elementti? Taidetaan niitä käyttää sähkö puolellakin mottien jäähdyttämiseen ennen lähtöä. Tuollaisen elementin kun liimaisi tankin kylkeen niin luulis polttoaineen pysyvän viileänä. Tietenkinhän nämä tarvii aika lailla virtasta joten pikkulipo ainakin painoon tulisi lisää.

[Penguin]

Muovisen tankin jäähdyttäminen peltierillä on ihan yhtä tyhjän kanssa. Joku alumiinitankki voisi toimia, mutta kun peltier kuitenkin toimii sillä periaatteella että toinen puoli jäähtyy ja toinen kuumenee, niin sen kuumenevan puolen tuottama lämpö pitäisi saada johdettua autosta ulos. Tuo mainittu sähkönkulutus on myös oikeasti ongelma eli epäilen tuon toimivuutta käytännössä.

[MrOllinmaki]

Miksi jäähdytetään paineilmaa miksei polttoainetta? Jne...

Rata-autoissa jäähdytetään polttoainetta, siis pullo on jääkaapissa hiitin alkuun asti. (maailman kisoissa) Tämäntakia säännöissäkin on määritelty missä lämpötilassa esim nitropitoisuus polttoaineesta mitataan, koska lämpötila vääristää tulosta.

Nuo taitaa olla asfalttimänijöitä, joten lämpötilat autossa voi olla helposti +50 astetta.

Itse asiassa juuri toisinpäin. Rata-autot ovat alta täysin avoimia ja tuulettavaa ilmavirtaa on nopeudenkin takia paremmin tarjolla. Krossarit ovat umpinaisia ja sen takia ilma ei pääse vaihtumaan. Mittasin Lavangon kisoissa nostovuoron jälkeen vastaanottimen lämpötilan (auto oli varjossa) ja tulos yllätti.. Vastari 49C ja vastarin akku 52C. Kuuma siellä umpinaisessa kotelossa on.

-A-

[Tuukka]

Olen antanut itselleni ymmärtää, että asfaltin pinta on kovalla auringon paisteella kovin kuuma paikka, siksi epäilin korkeampia lämpötiloja kuin krossarien kohtaama. Tuulettava ilmavirta voi olla hyvinkin kuumaa. Krossarien ja rata-autojen tuuletuksen erosta en tiedä tuon taivaallista. Vastari ja akku tosiaan voivat olla kuumia sekä sisäisen, että koneen aiheuttaman lämmityksen takia.

Asiasta vähän toiseen. Muistan yhdessä kisassa oli aamulla tosi kylmää, mutta päivän mittaan aurinko lämmitti ilmaa ihan kivasti, niin jokaisen heatin jälkeen oli autosta vain tankki ulkoapäin tiiviissä pölyssä. Fuili oli sen verran kylmää, että kosteus kerääntyi tankin pintaa ja piti pölyt kiinni. Taisin ottaa siitä kuvankin.

[cba]

Ehkä minun pitäisi lukea jotain polttisten perusteista, että ymmärtäisin miksi kuumaa pakokaasua kierrätetään polttoainesäiliöön, kun hyötysuhdetta silmällä pitäen se tuntuu hölmöläisten hommalta. Ainakin nelitahtibensakoneissa ihanteellista olisi että ahto-/imuilma on mahdollisimman kylmää samoin kuin polttoaine.

Eihän sitä sillätavalla kierrätetä tankissa/tankin läpi, vaan sillä "työnnetään" polttoaineen pintaa alaspäin. Eli ilma/pakokaasuhan ei "vaihdu" vaan käynnistyksestä tankkiin tullut kaasuhan olla möllöttää paineisena siellä. Ilma/pakokaasu johtaa huonosti lämpöä, eli tuskin hirmuisesti lämmittää itse polttoainetta. Näin minä asian oon kuutioinut :)

[Catiska]

No tuo on ainakin helppo mitata, jos kytkimen toiminnan selvittäminen ei. Mitatkaa ensi kerralla polttoaineen lämpötila tankkauksen jälkeen, ja sitten ajon jälkeen tankin pohjalla olevan polttoaineen lämpötila. Yleensä lämpömittari on radalla kuitenkin mukana eikä väärä heijastuskerroin haittaa kun meitä kiinnostaa vain muutos.