Fuktig insugsluft - hur påverkar det motorns prestation

Lillsven

Sporthojsnörd
Gick med
6 Aug 2009
Ort
Lidköping
Hej.

Har haft en trevlig diskussion med några studiekamrater. Visserligen gällde diskussionen flygplan men en kolvmotor är en kolvmotor.

Det vi diskuterat är alltså hur graden av fuktighet i insugsluften påverkar motorn.

Det vi tror vi är överens om är att förutsatt att temperaturen är konstant så har fuktig luft en lägre koncentration av syre än mindre fuktig luft, stämmer det?

Med bara det som utgångspunkt bör alltså en motor prestera sämre i fuktig luft.

Sen finns det en teori om att en liten del vatten i bränsleblandningen som går in i cylindern kommer öka prestationen genom att vatten som övergår i gasform expanderar till en mycket större volym än bränsle varför man får ett större tryck som pressar ner kolven. Motorn skulle då alltså prestera bättre.

Teorin som motverkar det här refererar till energiprincipen och att vatten som övergår i gasform inte avger någon energi utan absorberar energi. Det extra vattnet har alltså inte det lagrade energiinnehåll som bränsle har och tillför därför ingen extra energi till bränsleblandningen. Därför kommer en del av den energi som utan vatten gått till att pressa kolven neråt, gå till att förånga vattnet. Bränslets explosion kommer alltså generera en mindre kraft på kolven än utan vatten, vattenångans expansion skulle addera en kraft och den totala kraften som trycker kolven neråt borde bli densamma som om bara bensin antänts eftersom ingen extra energi adderats.

Så vad säger expertisen, hur påverkar fuktig luft en motor?
Har vi någon vänlig ingenjör på forumet som har lust att bena lite i detta och förklara hur det hänger ihop så vore vi grymt tacksamma.

Skall tillägga att vi varken skall bli fysiker eller ingenjörer utan flygledare.

Mvh
 
Körde man inte med vatten insprutning under andra världskriget i flygplan för att kunna flyga på högre höjder. Rätta mig om jag har fel
 
Vatteninsprutning förekom även på Pratt&Whitneys JT9 motorer(satt bl.a. på Boeing 747) i slutet av 1970-talet. Jag jobbade på SAS jetmotorverkstad då och under den tiden avslutade man försöket med vatteninsprutning p.g.a korrosion på turbinbladen.
 
Min hoj går då bäst efter ett regn eller på hösten. Det beror antagligen mest på lufttryck och temp. Kanske ger lite luftfuktighet en "ångkick" det var väl det water injection gick ut på. Det gav lite mer effekt vid jämförande tester jag var med och gjorde i slutet av 70-talet.
 
Körde man inte med vatten insprutning under andra världskriget i flygplan för att kunna flyga på högre höjder. Rätta mig om jag har fel

Vet ej.
Men vatteninsprutning var förr ett ganska vanligt knep för att kyla insugsluft och förbränningsrum.
Ökar fyllnadsgraden och minskar spikningstendenserna.

teorier är för skolpojkar.
I praktiken går en motor bättre i fuktig luft.
Betänk även att en motor inte behöver luft för att förbränna bränslet.
Den behöver syre.
 
Kommer ihåg den trimmade Dappen slutet på 70 talet då man åkte hem sent på
kvällen eller tidigt på morgonen Jävlar vad den varvade moppen gick alltid bättre i fuktig
väderlek dock inte i ösregn..... :)
 
Alltså kan man ha i ½ dl vatten i tanken per liter och få liknande effekter?
 
Kommer ihåg den trimmade Dappen slutet på 70 talet då man åkte hem sent på
kvällen eller tidigt på morgonen Jävlar vad den varvade moppen gick alltid bättre i fuktig
väderlek dock inte i ösregn..... :)

Deja Vu!!! Kommer ihåg det som igår jag med. Visst fasen gick min Dappe bättre den med. Ställbart munstycke och 5½ hk kit, det var tider det.
Kall luft har högre densitet har jag för mig. Jetmotorer får i vart fall mer dragkraft vid lägre temperaturer. Å andra sidan håller kall luft mindre fukt än vad varm gör.
 
Kopierat från http://forum.lazzat.se/archive/index.php?t-11883.html

Användandet av s.k. "boostfluids" undersöktes främst av Sir Harry Ricardo under 30-talet vilket gjorde att det senare kom att användas i en hel del flygplan under andra världskriget för kortare ökningar av effekten som vid exempelvis start.

Mycket av detta som nämnts i tråden säger tyvärr emot de fakta som finns om vatteninsprutning och ibland också sunt förnuft.

Vad man använde under andra världskriget var främst en blandning av vatten och metanol där metanolen utgjorde frysskydd. Metanol i sig har sämre kylande effekt än vatten, vidare så har etanol ännu sämre kylande effekt än metanol.

Vatten ger inte som en intercooler en stor sänkning av insugstemperaturen, undantaget är då temperaturerna börjar dra iväg över "boost fluidens" kokpunkt, med vatten över 100 grader. Vatteninsprutning är mao inte lämpligt till att ersätta en laddluftkylare utan bör ses som ett komplement.

Vad vatteninsprutningen istället gör är att kyla bränsle/luft blandningen under kompression och förbränning och på så sätt minska risken för spikningar. Vatteninsprutning i sig minskar effekten något, ökar bränsleförbrukningen och ökar utsläpp av HC samt minskar utsläpp av NOx. Vad som möjligör upp till ca 40% effektökningar är att den ökande resistansen mot spikningar vilket innebär att vi kan öka laddtryck och förtändning.

Det finns dock problem och nackdelar med vatteninsprutning. För att fungera bra så ska vattenmängden kontrolleras noga och tillsättas ungefär som bränsle. Detta gör att spolvätskepumpar och liknande är förkastligt, det krävs ett styrsystem liknande det som används för bränsle.

Vid insprutning vid kompressorinloppet på en turbo så måste vätskan fördelas mycket fint, och även med små droppar så kommer kompressorns livslängd förkortas då dessa droppar kan vara lika skadliga som fint sand i luftströmmen. Detta löses förstås enkelt genom att placera insprutningen efter turbon. Exempelvis Prodrive har vatteninspruntingen monterad efter intercoolern vilket enligt dem ska ge bra fördelning. Att blanda ut bränslet med vatten är en annan metod att tillsätta en boost fluid, denna provades av exempelvis Ferrari i F1 i början av 80-talet.

Vätet (i bränslet) och syret (i luften) bildar normalt vatten vid förbränning, dock så ökar vatteninsprutningen vatteninnehållet samtidigt som det sänker temperaturen. Detta ökar utfällningen av vatten och således korrosionsproblemen. Vattendroppar i avgasströmmen kan ge samma problem som hos kompressorhjulet.

På gatan där det inte finns några begränsningar pga reglementen så är det vanligen smartare att använda något oktanhöjande istället för att hålla på med vatteninsprutning.

P.S. Kg, dvs kilogram är enheten för massa, laddtryck i "kilo" syftar vanligtvis på kp/cm^2, dvs kilopond (den kraft som utövas av massan 1 kg under 1 g) per kvadratcentimeter. Tyvärr misshandlas dessa stackars enheter av okunniga och skrivs felaktigt som kilogram. Tryck enligt SI är Pascal (N/m^2), dock ger detta höga siffror, ett sätt att förkorta detta är att använda bar istället, där en bar motsvarar 10000 Pa. Genom att jordaccelerationen är ca 9,81 så avviker enbart värden i kp/cm^2 bara något från motsvarande i bar. D.S.
 
Tack alla för era svar.
Om vi bortser från alla modifierade och trimmade prestandamotorer och istället tänker oss en vanlig standardmotor (ej överladdad), då kan vi alltså dra följande slutsatser av mer vatten i bränsleblandningen:
Insugstemperaturen sjunker något.
Temperaturen på bränsleblandningen under kompression sjunker varför risken för spikningar minskar.
Effekten sjunker något.

Det är alltså möjligt att höja effekten pga. mindre spikningar men på en oförändrad motor kommer effekten att sjunka något.

Jag undrar dock fortfarande mer konkret varför effekten sjunker och vad det är som händer, relativt tillsatts av vatten men framför allt vid en högre luftfuktighet.

Keep it coming, riktigt intressant det här!
 
Nu kan jag inte hålla mig :)
Vatten innehåller mer syre än luft! H2O, dvs två väteatomer och en syreatom. Medan luft innehåller en massa annat skit mestadels i form av kväve (ca 75 % eller mer om jag inte är ute och cyklar).
Problemet med vatten är att det inte brinner så bra i flytande form. Dessutom kan inte vatten komprimeras, så om du får in vatten i flytande form i cylindern så skjuter du motorn.

Men finfördelad vattenånga gör att motorn får mer syre, det kyler bra och ökar troligen (detta vet jag inte säkert) fyllandsgraden.

Således går en förbränningsmotor alltid bättre i lite fuktig luft, tex en sval sommarnatt!
 
Last edited:
Jag kanske ska förtydliga lite. Det är alltså inte vatten i sig som är bra för en normal motor, utan hög luftfuktighet, dvs vattenånga i luften. Hög luftfuktighet i kombination med kylig luft gör underverk för vilken motor som helst.
Dock så går sällan en motor speciellt bra när det är riktigt regnigt och blött ute. Orsaken till det är (enligt min egen fundering) att det är ganska mycket vatten just i flytande form i luften och på vägen. För mycket fukt kanske gör att luftfiltret blir ffuktigt med dåligt flöde som följd och kan kanske även påverka förbränningen negativt.

Men efter ett regn när det torkar upp så brukar hojen och bilen gå sjukt bra. Troligen för att det är just vattenånga som stiger från marken och inte vatten som regnar ner.
 
Jag är ingen kemist. Men jag vet att luftfuktigheten ÖKAR med temperaturen. Ju varmare det är desto högre ånghalt och ju kallare det är desto mindre ånghalt.

Under vintern så är luftfuktigheten vid -10ºC ca 2,5g/m³ och vid +10ºC ca 9,5g/m³. Detta är fakta och inget annat än så länge...

Att det är dagg ut betyder inte att luftfuktigheten är hög, det är bara ångan i luften som binder till material runtomkring så som det kan bli fuktig o immigt på ett fönster. Detta "fenomen" sker medans temperaturen håller på o skiftar.

Att många däremot påstar att hojarna går bättre på kvällen lr på morgonen beror antagligen på att lägre temperatur ger en högre luftdensitet... I o me att man får in mer luft i burken så blir det ett högre tryck och bättre laddning... De e lite som alla vindkraftsverk. Dom lönar sig nästan enbart på vintern för att luften är tillräckligt kall o därmed tillräckligt hög densitet på för att snurra dom. Under sommarn så kan de blåsa hur mkt som helst utan att dom jäkla fläktarna rör sig.

Sen e de bra o nämn att luften har ett maxvärde på ånga vid olika temperaturer. Tex 10ºC kan innehålla max 9,5g/m³ medans 30ºC kan innehålla max 30g/m³.


Ni har väl alla vart i nåt varmt land o kännt er svettiga typ hela tiden... De beror på fuktigheten ;)


Med andra ord kan vi konstatera att en motor går bättre på torr kall luft än varm fuktig luft...
 
Last edited:
Hmm, verkar alltså som att vi har olika bud här.

-->SteffoK
Dina teorier låter vettiga, dock frågar jag mig, vattenånga som sprutas in i motorn, kommer verkligen syreatomens bindning till väteatomerna att förstöras så att syret kan användas till förbränningen? Det som skulle bli restprodukten skulle då vara vätgas?

-->Oskrapt

Jag håller inte riktigt med dig angående dagg. Vad jag lärt mig så uppstår dagg när temperaturen faller till daggpunkten. Dvs. den temperatur då luften kylts så mycket att luften är totalt mättat och den relativa luftfuktigheten är 100% Kyls luften ytterligare då så kommer luften fälla ut vatten i form av dagg, (gäller också bildande av moln, dimma etc.)

Vi är alla med på att kallare luft har en högre densitet så vill du precisera vad i din teori som underbygger att torr luft skulle vara bättre, är inte riktigt med på det.
 
Last edited:
Jag är inte helt säker på huruvidas syret från vattnet frigörs i motorn, men det är väl inet helt otroligt.
Om man friterar något hemma och oljan börjar koka så är ju det sämsta man kan göra att hälla på vatten eftersom det tillför syre och elden slår upp som en annan pelare rätt upp i fläkten.

I det sammanhangen kan iallafall syre frigöras ur vattnet, men jag är ganska säker på att det förutsätter att vattnet först förångas när det når den kokande oljan. Men som jag har sagt hela tiden så måste vattnet som ska in i motorn vara i gasform för att det ska göra nytta.

Den maximala fukt som luft kan hålla ökar med ökar temperatur. Det är helt rätt. Men i Sverige så är det sällan maximal luftfuktighet i förhållande till temperaturen. Jag vet inte alls hur det ligger till, men detskulle inte förvåna mig om vi har samma luftfuktighet en sommardag i Juni-Juli som vi har på natten förutsatt att det inte blir svinkallt. Således borde man ha effekt både av den högre densiteten på lite kallare luft (kanske 15-18 grader en sommarnatt) och förhållandevis mycket fukt i luften.

Min bil går bäst straxt över nollan i temp (235hk, 2 liters sugmotor). Så jag är benägen att hålla med om att lufttemperaturen spelar mer roll än luftfuktigheten på effekt. Men vid samma temperatur så borde fuktigare luft vara att föredra. Jag upplever iallafall att mina motorer går klart märkbart bättre tex straxt efter ett regn när luften är mättad med dunstande vatten.
 
Om man friterar något hemma och oljan börjar koka så är ju det sämsta man kan göra att hälla på vatten eftersom det tillför syre och elden slår upp som en annan pelare rätt upp i fläkten.

I det sammanhangen kan iallafall syre frigöras ur vattnet

Nej. Vattnet förångas och sprider oljan som små droppar i samband med det. Små oljedroppar brinner bra, vätska i en fritös brinner dåligt - resultatet blir i stort sett en explosion av de spridda oljedropparna som kan brinna snabbt när de har kontakt med mycket luft (tack vare att ångan spridit ut oljan i luften) istället för en långsam brand. Vattnet brinner inte.

dock frågar jag mig, vattenånga som sprutas in i motorn, kommer verkligen syreatomens bindning till väteatomerna att förstöras så att syret kan användas till förbränningen? Det som skulle bli restprodukten skulle då vara vätgas?

OM vattnet spjälkas till väte och syre (ett stort om, vet inte om temperaturen är tillräcklig) så gör det ändå ingen nytta. Energin som krävs för att dela atomerna avges när de sedan slås samman igen (när vätet förbränns), resultatet blir plus minus noll.



Intressanta teorier, tyvärr utan verklighetsanslutning.
 
Nyheter
Bilprovningen: Brister hos var fjärde motorcykel

Foto: Bilprovningen Våre...

Europeisk kampanj för säkrare motorcykelkörning

Den europeiska branschorgan...

Bara två månader kvar till Gotland Ring Bike Week !!

En liten påminnelse om året...

2 månader kvar till Gotland Ring Bike Week !!

Nu är det bara två månader ...

Nya Indian Pursuit Elite

Screenshot Indian Motorc...

Icons of British Originality

Åtta team från åtta länder ...

BMW presenterar R 12 G/S

BMW Motorrad har presentera...

Europeisk kampanj för säkrare motorcykelkörning

Den europeiska branschorgan...

BMW R 12 G/S

BMW Motorrad har presentera...

Sveriges vägar i allt bättre skick

Foto: Liza Simonsson Utv...

Back
Top