Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 19 januari 1946 - Alkohol-vattentillsats som antiknackningsmedel, av Gn — T L
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 januari 1946
j 73
Alkohol-vattentillsats
som antiknackningsmedel
Att inspruta vatten som inre kylmedel i
förbränningsmotorer är en gammal metod. Metoden har fått förnyat
intresse genom att den med framgång nyligen har använts
på flygmotorer. Anmärkningsvärda effekttillskott ha
vunnits för start och under flygning, vilket visat värdet av ett
insprutat kylmedel, speciellt för kompressorförsedda
motorer.
Nyligen gjorda försök ha visat, att alkohol- och
alkohol-vatteninsprutningar äro överlägsna enbart
vatteninsprut-ning. 100 % alkohol är effektivare än en blandning av
alkohol och vatten men det senare är billigare och fullt
tillfredsställande. Användandet av alkohol-vatten är icke
avsett att vara ersättning för de egenskaper hos bränslet
som motverka tändningsknackningar men skall fullständiga
dessa och möjliggöra maximaleffekt.
Alkohol-vattenin-sprutningens verkningar, vilka icke äro helt klarlagda,
äro troligen beroende på en kombination av det höga
latenta förångningsvärmet och någon funktion av specifika
värmet. Bränsle-luftblandningar med bränsleöverskott ha
i vissa fall tidigare använts på grund av dessas kylande
egenskaper men äro oekonomiska.
Så vitt känt är kunna alla slags alkohol användas.
Omfattande prov ha gjorts med etylalkohol C2H5OH och några
med metylalkohol CHsOH och isopropylalkohol C3H-OH. I
motsats mot enbart vatten medför användningen av
alkoholtillsats en ökning av bränsle-luftblandningens
värmevärde och syreinnehåll. Alkohol är dessutom blandbart
med vatten i alla proportioner och sänker fryspunkten
avsevärt (en lösning av 50 % etylalkohol och 50 % vatten
bildar kristaller vid ca —35°C).
Beläggningar på kolvar etc. ha visat sig vara mjuka och
mycket lätta att ta bort när alkohol insprutas vid variabel
belastning. Efter långa körningar med öppet spjäll äro
vissa undersökta motorer anmärkningsvärt rena.
Teori
Den som studerar de inre förloppen i en
förbränningsmotor är medveten om vikten av förbränningskontroll för
att ernå god effekt och tillfredsställande livslängd. Nyligen
gjorda rön visa, att mycket kan fulländas i kontrollen av
dessa variabler genom att tillsätta vissa inre kylmedel till
bränsle-luftblandningen vid rätt tidpunkt och i rätt
kvantitet. Alex Taub, som studerat dessa förlopp, skriver härom
följande:
"Inre kylning sänker sluttemperaturen och eliminerar
knackningar. Många, som ha företagit experiment med och
som ha fotograferat rörelsen hos flamfronten, ha skrivit
om dennas känslighet för varierande
temperaturförhållanden i förbränningsrummet. Sålunda ha vi sett att
flam-frontens hastighet kraftigt ökas när den passerar
avloppsventilen och minskar när den passerar över
inloppsventilen. Den ökar likaså kraftigt när den passerar kolvens
heta centrum. Sidväggarna i förbränningsrummet synas
faktiskt dra tillbaka flampunkten enär de absorbera värme.
Av denna anledning får flamfronten formen av den
spetsiga änden på ett ägg i stället för sfärisk form.
Kylmediets verkan framgår om man tänker sig
förbränningsprocessen uppdelad i olika skeden. Om man till exempel
tar en motor till en vanlig personbil är det första skedet
antändningen: gastrycket i detta skede är kompressions-
Referat av uppsats av Colwell, Cummings och Anderson i
Automob. Eng. juni 1945.
trycket eller omkring 10,5 kp/cm2. Det andra skedet ät
när flamfronten har förflyttat sig omkring en tredjedel
av vägen: gastrycket i den icke förbrända delen är
omkring 16 kp/cm2. Det tredje skedet inträder, när
flamfronten har flyttat sig två tredjedelar av vägen över
förbränningsrummet: gastrycket i den icke förbrända
tredjedelen är då ca 24 kp/cm2. Från och med denna punkt
beror vad som händer på temperaturen hos den sista
gasmängden som skall förbrännas. Denna gas skulle, om
den befinner sig i den heta zonen, vara färdig att detonera
med mycket liten flamfrontsrörelse. Om’denna gas
befinner sig i en kall zon eller har blivit tillsatt med ett
kylmedel eller dess temperatur hålles nere genom det
arbete, som utförts eller utföres när ett kylmedel
förångas, fullföljer tydligen flamfronten färden utan att
självantändning äger rum i denna sista gasmängd och sålunda
uppstår ingen detonation."
När man skall bestämma det bästa tillsatsmedlet, med
hänsyn tagen endast till kylningen, är det naturligt att dra
den slutsatsen, att det för detta ändamål bästa kylmediet
är det, som har det högsta förångningsvärmet och som
kan ingå i en brännbar bränsle-luftblandning. Värdena på
förångningsvärmet hos de olika vätskor, vilka i detta
samband äro aktuella, utgöra för
kcal/kg
vatten ......................................... 540
metylalkohol .................................. 265
etylalkohol .................................... 225
blandning av 50 % vatten och 50 % etylalkohol 375
bensin ........................................ 75—85
Man får dock icke dra den slutsatsen att
förångnings-värme är den enda avgörande faktorn.
Alkohol har, när den användes ensam som motorbränsle,
ett oktanvärde av 90 till 100 men tenderar att få ett högre
värde när den användes som tillsatsmedel. Största delen
av vårt arbete har skett med specialblandningar av olika
alkoholtyper, tillsatta till bränsle-luftblandningen och
använda endast när motorn var i behov därav. Besultaten
visa, att bränsle-luftblandningens förbränningskaraktär
förändras, tryckstegringen reduceras, spetsvärdena bli lägre
och indikatordiagrammen fylligare.
Vid högre hastigheter avtar volymetriska verkningsgraden
och ökar virvelbildningen, vilket sänker motorns behov
av bränsle med högt oktantal. Emellertid uppträder,
maxi-miknackning vid maximalt vridningsmoment. Inom detta
område erfordras därför maximitillförsel av inre kylmedel.
Utom detta område kan tillsatskvantiteten reduceras eller
eventuellt helt uteslutas.
I fråga om lastvagnar vars motorer köras med en hög
belastning vid relativt hög hastighet kan det, t.o.m. fastän
inga knackningar höras, vara önskvärt att fortsätta med
en tillsats av alkohol-vattenkylmedel utöver maximala
de-tonationsområdet för att förebygga självantändning.
När en motor drives med bensin, som har det rätta
oktantalet, torde det vara föga att vinna med att tillsätta ett
inre kylmedel. Bästa resultaten vid användande av inre
kylmedel erhållas när bränslets oktantal är 10—15 enheter
lägre än vad motorn normalt fordrar. Användning av ett
inre kylmedel tillåter alltså begagnandet av bränsle med
lägre oktanvärde än vad motorn normalt behöver eller
medger en höjning av motorns kompressionsförhållande
med därav följande bättre verkningsgrad.
Provningsresultat
En serie prov utfördes med en sexcylindrig
personbilsmotor med 3,6 1 cylindervolym och
kompressionsförhållande 6,5 för att bestämma den relativa effekten vid olika
mängder av både alkohol och vatten från 0 till 100 %
för det inre tillsatskylmedel, som gav högsta effekt och
bästa ekonomi. Bränslets oktanvärde var 64. Kurvorna i
fig. 1 visa, att när hänsyn tagits till samtliga faktorer är
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
