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Wassereinspritzung fuer Turbomotoren

Themenstarteram 8. Juli 2005 um 17:46

Hey Experten,

was haltet ihr davon? Nepp oder sinnvoll?

http://www.turbotuning.net/Funktionsweise.html

Mal grob gerechnet:

Ein 2L-Turbomotor schiebt bei Vollgas min.

6 Kubikmeter Frischluft in die Zylinder.

(6.000 U/min * 0.5 * 2L = 6.000L = 6 m3)

Koennen bei der Menge Luft 170ml Fluessigkeit

tatsaechlich eine messbare Leistungssteigerung

bringen?

Die angegebenen 40% Leistungssteigerung

halte ich fuer voellig utopisch.

Mal ne bekloppte Idee:

Der eine oder andere hier weiss doch sicherlich

was eine "Blubber" ist. *gg*

Luft wird per Unterdruck durch Wasser gesaugt

und dadurch abgekuehlt. Koennte man so was

Aehnliches auch fuer Automotoren bauen?

Bringt zwar keine Leistung, aber in Kombination

mit einer Nebelmaschine waere das der

Hingucker fuer Autotreffen!

MfG

Jools

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16 Antworten

Fährst du nen Zweitakter? :)

Sind 6000L weil er ja nur bei jeder zweiten Umdrehung ansaugt. Das Volumen is aber mehr oder weniger egal. Was dich interessiert, ist die LuftMASSE, und wenn man sich die anschaut, stellt man fest, dass 6000L Luft gar nicht mal so viel wiegen. ;)

Pro 100PS kann man _ganz_ grob überschlagen 5Kg pro Minute an Luft und 0,5Kg Sprit rechnen. Dazu kommen dann noch mal 0,17Kg Wasser.

Relevant ist bei der Rechnung, wieviel Wärmeenergie man braucht, um das Wasser zu verdampfen, und da das bei Wasser ziemlich viel ist, fallen 170ml/min schon ziemlich ins Gewicht.

 

Wieviel es im Endeffekt bringt, hängt vom jeweiligen Motor und dessen Abstimmung ab. 40% ist aber eher nicht zu erreichen, wenn die Abstimmung vorher nicht totaler Schrott war.

Um von der WE zu profitieren, muss die Abstimmung des Motors auch dementsprechend geändert werden, sprich du fährst mehr Vorzündung oder einen höheren Ladedruck. Einfach so Wasser einspritzen bringt praktisch nix.

Dementsprechend muss auch die eingespritzte Wassermenge präzise kontrolliert werden und was noch wichtiger ist, die WAES überwacht werden.

Wenn du nämlich mehr Ladedruck oder mehr Zündung fährst, und in dem Moment der Wassertank leer ist oder die WAES versagt, gibt's Motorsalat.

Achso, und das mit der Motorblubber vergisst du mal ganz schnell wieder. Der Kühleffekt wäre nicht der Rede wert, und wenn du dir mal ausmalst, welche Luftmengen dadurch müssten und was passiert wenn der Motor versucht, angesaugtes Wasser zu verdichten, sollte es relativ klar werden, wieso. :)

das wasser wird nicht der ansaugluft beigemischt, sondern wird auf den ladeluftkühler gespritzt.

durch das im fahrtwind kondensierende wasser wird der ladeluftkühler und die sich darin befindliche luft besser gekühlt. die luft verringert dadurch ihr volumen, so dass mehr luft verbrannt werden kann. bei alkohol ist der kühleffekt stärker, weil dieses noch schneller kondensiert.

das system gibts serienmäsig in jedem normalen subaru impreza wrx.

Themenstarteram 8. Juli 2005 um 22:20

Zitat:

Original geschrieben von baloo

Achso, und das mit der Motorblubber vergisst du

mal ganz schnell wieder.

Es geht weniger um den Kuehl- als mehr um

den Showeffekt.

Man koennte das Teil per Schlauch seitlich am

Ansaugrohr des Luftfilterkasten anschliessen,

damit man Unterdruck bekommt.

Dann die "Blubber" mit blauem Wischwasser

und Eiswuerfeln fuellen. Sieht bestimmt klasse aus.

Bei hoher Drehzahl saugt der Motor das Wasser

an und schon haben wir den WAES-Effekt. *g*

Die "Motorblubber" kann man dann bei eBay

anbieten. Da findet man bestimmt jemanden,

ders kauft *lach*

@baloo

Sag mal, was machst du eigentlich beruflich?

Wer Autos nur als Hobby ansieht, hat sicherlich

nicht so ein fundiertes Wissen wie du.

Themenstarteram 8. Juli 2005 um 22:22

Zitat:

Original geschrieben von 4wd-racer

das wasser wird nicht der ansaugluft beigemischt...

Doch, es wird . . .

Einfach mal den Link oben anklicken und im unteren Drittel lesen.

hast recht, aber wenn es so wenig leistung bringt, würde ich zuvor erstmal von aussen "vorkühlen". (+5-10%)

hallo,

@ Jools

bei nem 2l motor wären das bei 6000 u/min nicht 12000 liter sondern nur 6000 liter. man sollte doch mal das 4takt-Prinzip berücksichtigen !!!

1. Ansaug-Takt

2.Verdichtungs-Takt

3.Verbrennungs-Takt

4.Auslass-Takt

es wird also nur bei jeder 2.Umdrehung angesaugt. ( wie schon mal erwähnt )

Das eingespritzte Wasser/Wassernebel hat bei Verbrennungsablauf mehrer Aufgaben.

zum einen die Verbrennungstemperatur stabilisieren /von Spitzenwerten abbringen

Dann führt es zu einen homogeneren Verbrennung ( vom Zeitablauf des Verbrennunstakther wird eine stetige Verbrennung erziehlt )

Außerdem fügt der entstehende Wasserdampf Sauerstoff und Wasserstoff bei. Es wird aber nur ein Teil des Wasserdampfes dabei in Thermokinetische Energie umgewandelt.

Der größte anteil wird nur zur kühlung des Verbrennungstaktes genommen.

Die kleine menge deshalb weil das wasser ja nicht erst wirkt wenn das Zündgemisch per funken verbrennt, sondern es wirkt schon bevor es zum zünden kommt. Die Flammgeschwindigkeit des Zündgemisches wird dabei reduziert. Wenn man sich zb eindiagramm mit Achsen Zeit und Achse Verbrennungstakt ansieht wäre ohne Wasser es ein spitzes Dreieck was nach oben zeigt, mit Wasser wird es ehr eine flaches oval welches keine Spitzenwerte mehr hat.

Hoffe das ich es einigermasen verständlich erklärt habe. Mein Studi liegt schon "einige Tage" zurück.

Jedenfalls ist Wasser einspritzung nicht das non plus ultra, aber es fügt sich wie ein Pussel-Teil zum Ganzen hinzu und macht es somit "vollständiger".

Außerdem ist die Wassereinspritzung nicht direkt für alle otto/Dieselmotoren gleichgut nutzbar.

Gruß krissi

Themenstarteram 8. Juli 2005 um 22:55

Geht dabei nicht um die Leistungssteigerungen, sondern.....

baloo schrieb am 18.01.05 22:08:

-------------------------------------------------------

Der Zweck einer WAES ist die Unterdrückung von Klopfen, nicht die Leistungssteigerung. Man KANN eine Leistungssteigerung erzielen, da man durch die verminderte Klopfneigung jetzt in der Lage ist, das Gemisch abzumagern oder den Ladedruck zu erhöhen ohne dass man Probleme mit Klopfen bekommt.

Dass ohne weiteres keine Mehrleistung rauskommt, liegt daran, dass zwar die Ladeluft gekühlt wird, aber gleichzeitig der Wasserdampf teilweise den Sauerstoff verdrängt und sich die Effekte so gegenseitig praktisch aufheben.

Wenn mehr Leistung rauskommen soll, muss man also gleichzeitig den Ladedruck erhöhen, das Gemisch abmagern oder mehr Frühzündung fahren. Daraus entsteht dann auch das erste Problem: Weil Gemisch, Ladedruck und ZZP vom Steuergerät geregelt werden, müsste man das irgendwie dazu bewegen, diese Parameter zu ändern, während Wasser eingespritzt wird, und nur dann.

Daraus ergibt sich Problem zwei. Was passiert wenn der Wassertank leer ist? Da der Verbrauch recht hoch und der Tank recht klein ist, kann das schon mal vorkommen. Wenn dann trotzdem noch mit erhöhtem Ladedruck etc. gefahren wird, bekommt das dem Motor nicht (Stichwort Klopfen). Daher muss auch überwacht werden, ob eventuell die Pumpe aussetzt oder der Filter verstopft ist.

Was noch Schwierigkeiten machen könnte, ist die praktische Umsetzung der Einspritzung. Die muss erstens so ausgelegt sein, dass im Ansaugtrakt keine "Pfützen" entstehen können, die dann auf einen Schlag angesaugt werden. 50ml pro Zylinder können tötlich sein, weil es nicht komprimierbar ist. Das gilt auch für Nachtropfen bei abgestelltem Motor.

Und zweitens muss man je nach Positionierung der Düse bestimmte Anpassungen machen. Grundsätzlich muss sie hinter den LMM weil die Messung sonst verfälscht würde. Spritzt man vor dem Turbo ein, muss man eine Düse verwenden, die das Wasser atomisiert, da grössere Tropfen die Kanten der Verdichterflügel rund schleifen würden. Spritzt man hinter dem Turbo ein, kann man den Ladedruck nicht zum Pumpen benutzen, sondern muss eine gesonderte elektrische Pumpe verwenden. Die sollte aber last- bzw. mindestens ladedruckabhängig geregelt sein, um das Wasser auch dosieren zu können. Wenn hinter der Drosselklappe eingespritzt wird, muss sichergestellt sein, dass das System bei Unterdruck nicht leckt.

Ausserdem muss man beachten, dass das Wasser/Alkohol-Gemisch brennbar ist und der Tank und die Leitungen dementsprechend ausgelegt sein müssen. Auch muss dafür gesorgt sein, dass das Wasser gleichmässig auf alle Zylinder verteilt wird, um Klopfen von einzelnen Zylindern zu verhindern, wenn der Ladedruck angehoben, die Zündung verstellt wird.

Das ist so das, was mir im Moment dazu einfällt.

-------------------------------------------------

Zitat:

Original geschrieben von krissi22

hallo,

...

1. Ansaug-Takt

2.Verdichtungs-Takt

3.Verbrennungs-Takt

4.Auslass-Takt

es wird also nur bei jeder 4.Umdrehung angesaugt.

...

Gruß krissi

Bist du dir da auch ganz sicher?

;)

sorry habe eben beim nachlesen gemerkt , das es ja 2 KW umdrehungen sind aber 4 Takte.

===> hab´s eben korrigiert

Themenstarteram 8. Juli 2005 um 23:13

Zitat:

Original geschrieben von krissi22

sorry habe eben beim nachlesen gemerkt , das es ja 2 KW umdrehungen sind aber 4 Takte.

Jetzt weisst du auch, weshalb bei mir 12000L Luft angesaugt wurden. Errare humanum est, wie die alten Schweden zu sagen pflegten ;-)

 

Zwei Fragen sind da allerdings noch offen.......

Zitat:

Original geschrieben von krissi22

Außerdem fügt der entstehende Wasserdampf Sauerstoff und Wasserstoff bei.

Ja, H2O, quasi Wasser.

Oder meinst H2 und O werden getrennt hinzugefuegt?

Erinnert ein wenig an Raketentriebwerke....

Zitat:

Original geschrieben von krissi22

Es wird aber nur ein Teil des Wasserdampfes dabei in Thermokinetische Energie umgewandelt.

Das verstehe ich garnicht. Wie wird Dampf in

Energie umgewandelt?

Hallo,

zum einen sind es doch nur 6000 l und keine 12000l weil nur jede 2.Umdrehung etwas ansaugt,die andere pustet dir ja deine "verbrauchte luft" wieder raus !!

1. umdrehung ansaugen => 1.hälfte Zyl runter

komprimieren =>2.hälfte Zyl rauf

2.umdrehung Verbrennen =>1.hälfte Zyl runter

ausblasen =>2.hälfte Zyl rauf

bei einer umdrehung saugen zb beim 8 Zylindermotor ja nicht alle 8 gleichzeitig an sondern nur 4 , die anderen 4 pusten ja wieder alles raus. Das heißt ein 2L motor saugt bei einer umdrehung 1 liter luft an und drückt ein liter Abluft wieder raus

alle klarheiten beseitigt !!??!!

 

also Wasser wird bei der verbrennung thermisch in einem kleinen anteil zu 2H2 und O2 chemisch getrennt und fließt direkt in die verbrennung mit ein.( aus 2 x H2O => 2xH und H2 ===> ist die genaue chemische Massenbetrachtungsweise)

Diese "Trennung" benötigt eine große menge energie die aus der verbrennung bzw aus der kompression genommen wird.

Mit thermodynamisch war es etwas unglücklich formuliert !! sorry

die beiden komponenten 2H2 und O2 werden im Verbrennungsprozess oxidiert und gehen im vergleich zur normalen Luft schneller eine Verbindung ein. Das hat etwas mit den Orbitalen der Chemischen verbindung zu tun die den energetischen zustand einer Verbindung/Elementes erklären

( kann man mit etagen in einem Hochhaus etwa vergleichen => unten niedrigstes niveau mit schnellem verbindungseigenschaften ; ganz oben höchstes niveau mit sehr träge wirkenden verbindungseigenschaften. Es müßten soweit ich das in erinnerung habe 7 Orbitale sein .)

ich hoffe das es nun etwas verständlicher ist.

Krissi

Die Luftmenge ist doch egal ;)

Also erstmal gibts mehrere Arten der Anwendung für Wasser-Alkoholgemische.

Entweder Aufspritzung auf den LLK, hatten die Lancia Delta's teilweise so. Der Mitsu Evo solls wohl auch haben.

Dann die Einspritzung, gibt es 3 Möglichkeiten.

1. vor dem Lader

2. vor dem LLK

3. vor der Drosselklappe

1. ist Scheiße, siehe Wasserturbinen, da reißt es Stücken aus den Schaufeln. Hab den Fachbegriff vergessen... Avigation oder sowas?! Auch egal.

2. ist auch Scheiße, kann Kondenzwasser entstehen, Wasserschlag kann die Folge sein aber soviel Wasser wird sich da nie sammeln aber der LLK wird sich zusetzen da Alu ja oxidiert.

3. ist die optimalere Lösung.

Dabei muss man aber schauen was man erreichen will.

Ansaugluftsenken oder eher mehr die Brennraumtemperatur.

Klar beides hängt zusammen wenn ich die Lufttemperatur senke dann sinkt auch die Verbrennungstemperatur aber das kann man durch den Abstand zur Drosselklappe "einstellen".

Das Wasser wird ja mit einer Molekularzerstäuberdüse eingespritzt. Also als Wassernebel. Wenn ich nun Näher zur Drosselklappe hin die Düse einbaue senke ich eher die Brennraumtemperatur weniger die Ansauglufttemperatur.

Ansauglufttemperatur ist deswegen interessant weil die Faustformel sagt pro 10° gibts 3% mehr Leistung.

Weitere Vorteile sind zwar eher Nebeneffekte aber sollte bei einer Chipabstimmung bedacht werden. Z.b. sind die Brennräume/Ventile immer Sauber, das heißt keine Ablagerungen die die Verdichtung negativ erhöhen, ungünstige Quetschkanten könnten sich bilden oder Strömungsungünstige Russschichten an den Ventilen. Aber durch das Wasser in der Luft steigt auch wieder die Verdichtung, da diese Erhöhung der Verdichtung nicht mit den sonst typischen thermischen Mehrbelastung auftritt erreicht man eine Art "Boost" wenn die WAES einsetzt. Dies tritt aber nur auf wenn man Verdichtung über 8:1 fährt. Es bringt diesen Effekt nicht wenn man seinen Motor bei 7:1 (hab ich schon gesehen, damit der Motor Ladedrücke von weit über 2 Bar aushält...) verdichtet.

Also fassen wir mal zusammen, ich merk schon ich sabbel wieder viel :D...

Vorteile wäre also Abgastemperatur sinkt da Ansauglufttemperatur sinkt (ist ja nen Kreisprozess jeder sollte das Diagramm im Physikunterricht man gesehen haben).

Weiterhin senkt sich die Brennraumtemperatur, in wie fern diese sich aber auf eine Mehrleistung auswirkt hängt davon ab wie weit die Ansauglufttemperatur gesenkt wird. Im dümmsten Fall sinkt halt nur die Abgastemperatur und man kann mehr Ladedruck fahren aber ein direkten Anstieg der Leistung hat man nicht damit einfach so erreicht (weil die Luft sich nicht abkühlt sondern das Wasser sich erst im Zylinder verteilt).

So dann kommt die leichte Erhöhung der Verdichtung je nach Wassermenge dazu.

Ach ja, für die Spektiker, die Luft kühlt ab da beim Wasser Verdunstungskälte entsteht. Jeder kennt das, nach'm Baden in die Sonne legen... oder was weiß ich.

Wichtig an der WAES Geschichte ist jedenfalls das die Förderpumpe hochwertig ist, sonst bringts nichts da der Druck abbaut und das Wasser nicht mehr so zerstäubt wird.

Nachteile sind halt das es wahrscheinlich nicht TÜVbar ist.

Verhältnis von Wasser zu Methanol sollte 70:30 bis 60:40 sein.

Kavitation

mfg

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