Turbon vaatima teho?

[mazza]

Eli, mielenkiinnosta hieman teoriaa. paljonko vaatii tehoa esim. HX40 3l koneeseen 1,0bar ahdoilla, 5000r/min? Osaako kukaan laskea, tai edes veikata suuntaa? Ja minkähän laiset kierrokset tähän paineeseen noilla kierroksilla vaadittais? Ilmaahan teoriassa ahtamattomana omien laskujeni mukaan tuo kone vaatis n. 125l/s? Eli viisipyttyisessä 25l/s. Eli 1bar paineilla 50l/s. Teoriassa. Kuulostaa aika kovalta, meniköhän pahasti pieleen ? omilla laskutaidoilla en tosta pidemmälle osaa laskea... Tajuaakohan kukaan mitä edes kysyn

Älkää kysykö miksi tämmöstä, hullu voi olla joskus suuruudenhullukin .

[Rässi66]

Yleensähän asiaa käsitellään niin, että turbon pyörittämiseen menevä energia otetaan vaparissa hukkaan menevästä pakokaasujen lämpö- ja liike-energiasta.
Näinollen, turbo parantaa hyötysuhdetta, eikä sen pyörittämiseen menevää tehoa huomioida (koska se on "ilmaista" tehoa).
Isojen poikien mekaanisesti ahdetuissa kiihdytyspeleissä voi ahtimen tehontarve
olla satoja hevosvoimia. Mutta se on eri juttu...

Ahtimien kompressorikartoista näkee tuoton suhteessa painesuhteeseen, niissäpä niitä kierroslukujakin on.

[mazza]

oletetaan että käytössä olis esim. 5kw tehoinen moottori, ja tämä teho saavutettais 50t r/min, mahtaisikohan tämä jaksaa pyörittää turboa 1:1,5 välityksellä niin hyvin, että jopa pientä ahtamista sais aikaan

ja mielenkiinnosta näitä kyselen, täällä kun on monen moista tietäjää ni tiä vaikka sais vastauksiaki

[veskola]

oletetaan että käytössä olis esim. 5kw tehoinen moottori, ja tämä teho saavutettais 50t r/min, mahtaisikohan tämä jaksaa pyörittää turboa 1:1,5 välityksellä niin hyvin, että jopa pientä ahtamista sais aikaan

ja mielenkiinnosta näitä kyselen, täällä kun on monen moista tietäjää ni tiä vaikka sais vastauksiaki

Unohda tuommoset ajatukset suosiolla, muuten, Haku-toiminnolla pitäisi löytyä. tai löytyy juttua sähköllä pyöritettävän ahtimen mahdottomuudesta käytännön elämässä.

[tovayryn]

minä kuulin tänään hienon termi ku ruuviahdin, joku kuru juttu jenkeistä saatavana. antaa kuulema täydet väännöt jo alhaalta asti.. 1700e hintaa, ja ei tarvitse välijäähdytintä koska jäähtyy aivan eritavalla kuin normaalit turbot...vähätietoisena nyt tämmöistä tähän, mutta kuulosti hienolta kun tyyppi selitti.. ja mielen kiintoiselta..

[mazza]

minä kuulin tänään hienon termi ku ruuviahdin, joku kuru juttu jenkeistä saatavana. antaa kuulema täydet väännöt jo alhaalta asti.. 1700e hintaa, ja ei tarvitse välijäähdytintä koska jäähtyy aivan eritavalla kuin normaalit turbot...vähätietoisena nyt tämmöistä tähän, mutta kuulosti hienolta kun tyyppi selitti.. ja mielen kiintoiselta..

joo, tässä vain tarkoituksena on selvitellä, että kuinka suuren tehon erillisellä voimanlähteellä pyörivän ahtimen voimanlähde vaatis . mutta ei siinä mitään, ruuviahdin ois kyllä hieno..! ja kallis myös

[veskola]

ja ei tarvitse välijäähdytintä koska jäähtyy aivan eritavalla kuin normaalit turbot...

Väärin, fysiikan lait sanovat, jotta ilma puristuessaan lämpenee kuten kaikki muukin meteriaali. Tämän voi todeta kun painaa sormea pöytää vasten riittävän kovasti, se alkaa lämpiämään...no voi sen uskoa ihan fysiikan kirjastakin. Turboahtimessa on lisäksi rasituksena pakopuolesta aiheutuva eräänlainen lämmön johtuminen kompressoripuolelle. Jenkit on hömppäkansaa, eihän ne ole edes käyneet kuussa

joo, tässä vain tarkoituksena on selvitellä, että kuinka suuren tehon erillisellä voimanlähteellä pyörivän ahtimen voimanlähde vaatis . mutta ei siinä mitään, ruuviahdin ois kyllä hieno..! ja kallis myös

No heitetäänkö hatusta, jotta turboahtin ottaa noin 5% moottorin tehosta mutta ahtopaineen ansiosta se antaa lisää tehoa, joten teho nousee.

Mikäli turboahdin muutetaan mekaaniseksi se vaatii aivan saman tehon mitä mekaaninen (ruuvi/roots yms) ahdin, ainoana erona on mekaanisten häviöiden erilaisuus, joka ei kuitenkaan ole merkittävä. Turboahtimen muuttaminen mekaaniseksi vaatii sinne lähes samat mekaniikan lisäykset, jotka siten kuluttavat tehoa. Vastaus on siis, mekaaninen ahdin voi kuluttaa jopa 10..20 % koneen tehosta.

250 HV = 184 000 W eli ahdin tarvitsee 18 400 W, saman verran tehoa kuin kolme saunan kiuasta, tai omakotitalon lämmittäminen. Tuohon tarvitaan siis kolmivaihevirtaa ja 25 A pääsulakkeet (3 kpl). Näin ollen auton akulla syötettäessä tarvitaan ~1500 A virtaa...eli 90 Ah akku tyhjenee totaalisesti 3,5 minuutissa...näin teoriassa.

[Rässi66]

Hhhmmjoo, tuo ruuviahdin on vanha ruåtsalainen patentti 20-luvulta(!!).
Sen etevyys perustuu siihen ettei se vaan kauho ilmaa eteenpäin, kuten joku roots-tyyppinne tekee.
Tossa ruuvikompurassa ilma puristuu kasaan jo kulkiessaan ahtimen läpi.

Tuossa joku kuva: Ruuvi

Nyt jos vertaatte tuohon Roots-tyyppiin: Räpylä

Alunperin Roots on tehty siirtämään ilmaa, Ruuviahdin (a.k.a. Lysholm) on suunniteltu puristamaan sitä.
Roots kehitettiin GMC:n varhaisten diiseleitten huuhtelupumpuksi.
Siitä tuo tyyppimerkinnätkin: 6-71 palvelee kuutta 71cid sylinteriä.

Termiset hyötysuhteet (eli kuinka hyvin syötetty teho muuttuu paineeksi)
-Roots 50%
-Lysholm 95%
-Turbo 93%

Ihan oikein, Mazza, Lysholm/Ruuvi ei kuumenna ilmaa niin paljon.
Roots on taas kuin 500W halogeeni lamppu, valaisee yhtä hyvin kuin lämmittää.

No miksei kaikissa ole sitten tuota ihmeellistä ruuvia turbon tilalla?
Mm. siksi, että turbo on ainut joka pyörii "ilmaiseksi" moottorin hukkaenergialla.
Lisäksi täytyy muistaa, että mekaaniset ahtimet seuraavat moottorin kierroslukua.
Eli jos haluat täydet 2bar ahtoja 3000rpm kohdalla, välitykset sen mukaan.
Paljonkos ahdot on sitten 6000rpm kohdalla? "Emmietiiä, kone posahti"
Turboukko vaan löysää ylimääräset katkut hukkaportista pois, eikä ahdot karkaa...
No tuossa on tästäkin kuva: Ahtopaine vs. moottorin kierrokset

No jopas kirjoitutti näin aamutuimaan.

[mazza]

Ihan oikein, Mazza, Lysholm/Ruuvi ei kuumenna ilmaa niin paljon.

Itseasiassa tuo olikin tiedossa . tovayryn sitä kertoi, ettei cuuleria tarvitse. tosihan se on ettei niin paljon tarvitse, mutta esim. elektronisien ahtimien kanssahan käytetään kuulereita.

vaikutti melko kovalta tuo teholukemas , koska n.5-7kw teho taitaa olla maksimi mitä tuolle sais helpolla tehtyä. ja tämähän ei ois koko ajan päällä, vaan turbon jälkeen ois "venttiili"/läppä, joka ahdin pois kytkettynä päästäis ilmaa koneelle. pumppuna taas ois ihan tavallinen tapitettu, morkoolilla varustettu pumppu. nappia kun tosikiihdytyksessä painais, alkas ahdin pyöriä ja tämä läppä putkessa menis ilmavirrasta/ylipaineesta kiinni. morkooli kun taas tunnistais ahtoja, alkais se lykätä soppaakin lisää . vaikkei tässä nyt mitään järkeä, kaikkea on halu miettiä ja jopa kokeilla

no, tuskin tässä kokeiluasteelle edes päästään

[Sivonen]

Perinteisen remmiahtimen (roots) ahtopaine pysyy aina vakiona. Jos ahdin antaa ilmaa vaikkapa 2 litraa per kierros ja koneeseen menisi vaparina yksi litra, niin ahtoja on kilo. Oli sitten kierrokset mitä tahansa, niin ahdin antaa moottorille tuplamäärän ilmaa aina. Tietysti nokka-akselit yms koneen hengitysasiat vaikuttaa ahtoihin, mutta ei nyt takerruta niihin koska se ei ole ahtimesta johtuvaa.

Eri asia on esim paxton (keskipakoisahdin), jonka toimintaperiaate on verrattavissa turboon. Sen hyötysuhde (=ilmamäärä=ahtopaine) kasvaa kun kierrokset kasvaa.

Ruuvi toiminee paineitten kannalta samalla lailla kun roots? En tiiä.



Pari esimerkkiä ahtimista:

Lähtökohtana kaikissa ahtamaton 215-heppainen 2.8l kutoskone.


Roots-ahdin (Eaton MP90)

Kierrokset / Ahtopaine PSI / teho hv / hukkateho hv
1000rpm / -1 / 5 / 2.5
2000rpm / 6 / 80 / 5
3000rpm / 11 / 150 / 10
4000rpm / 11 / 210 / 15
5000rpm / 11 / 280 / 20
6000rpm / 11 / 305 / 30
7000rpm / 11 / 320 / 40


Mekaaninen keskipakoisahdin (Paxton NOVI 2000)

Kierrokset / Ahtopaine PSI / teho hv / hukkateho hv
1000rpm / 0 / 12 / 0
2000rpm / 0,4 / 42 / 1
3000rpm / 1,1 / 82 / 2
4000rpm / 2,5 / 135 / 5
5000rpm / 4,4 / 217 / 8
6000rpm / 7,1 / 275 / 16
7000rpm / 10,5 / 334 / 28


Garrett T04

Kierrokset / Ahtopaine PSI / teho hv / hukkateho hv
1000rpm / 0 / 13
2000rpm / 0 / 42
3000rpm / 0,5 / 78
4000rpm / 1,1 / 127
5000rpm / 3,0 / 211
6000rpm / 6,6 / 280
7000rpm / 10,2 / 340

Turbosta on paha katsoa hukkatehoja, mutta jos kyseiseen 215hp koneeseen laittaa pienemmän pakoputken niin että pakopaineet nousee samoihin kun turbokoneessa, niin tehoa häipyy 10hp / 7000rpm.

No kyllä noista luvuista kuitenkin näkee että turbolla on paras hyötysuhde, kun taas rootsi on mukavin kun antaa koko ajan painetta.

[veskola]

Sivonen korjasikin tuon virheen, eli ahtopaine ei lähde ryntäämään kierrosten noustessa. Pikemminkin turbiiniahtimessa lähtee eri suureet ryntäämään, esimerkiksi pakopaine.

Mikä sitten on hankalaa mekaanisessa ahtimessa ? No kun mitoitat ahtimen siten, että sen ilman tuotto aiheutaa 2 barin ahdon esimerkiksi 5000 rpm kohdalla. Ahtopaineen mitoitus tehdään välityksellä, ja rpm:n noustessa 6000 rpm kohdalle mekaaninen ahdin menee ylikierroksille ja hajoaa. Turboahdin on siten mukavampi virityskäytössä kun sitä ei välttämättä tarvitse heti vaihtaa kun muuttelee ahtoja.

Vaikka 5kW olisi saatavilla vielä on edessä ongelma miten se 5 kW saadaan siirettyä siihen ehtimen akseliin, siten että se akseli pyörii 50 000 rpm....ääh paskaako tätä vääntää rautalangasta, kun tämä on jo kirjoitettu monessa lähteessä.

[Sivonen]

Voihan sen remmiahtimenkin ostaa tarpeeksi ison - siten että pelivaraa jää. Kyllä turpokin pitää vaihtaa isompaan jos se on liian pieni.

[Rässi66]

Minä nyt olen edelleen hieman eri mieltä nuista rootsin ahtopaineista, mutta olkoon.
Onhan siinä paljon muutakin vikaa; lämmöntuotto ja tuottamansa turbulenssi.

Se ihmeahdinameriikasta taitaa olla tuo tupla-ruuvi Whipple, siinä on by-pass venttiili säätämässä hommaa.
Lisäksi kytkin poistaa ahtimen rivistä, kun sitä ei kaivata.

Se oli muuten Ukko Daimler joka ekana ruuvas ahtimen autoon jo vuonna 1900!
Tämä tästä, laittakaa turbo vaan.

[veskola]

Tämä tästä, laittakaa turbo vaan.

Joo, ei se passaa turbopalstalla puhua muista kuin turboahtimista Mekaaniset on rahamiesten ahtimia...

[AK47]

Eli, mielenkiinnosta hieman teoriaa. paljonko vaatii tehoa esim. HX40 3l koneeseen 1,0bar ahdoilla, 5000r/min? Osaako kukaan laskea, tai edes veikata suuntaa? Ja minkähän laiset kierrokset tähän paineeseen noilla kierroksilla vaadittais? Ilmaahan teoriassa ahtamattomana omien laskujeni mukaan tuo kone vaatis n. 125l/s? Eli viisipyttyisessä 25l/s. Eli 1bar paineilla 50l/s. Teoriassa. Kuulostaa aika kovalta, meniköhän pahasti pieleen ? omilla laskutaidoilla en tosta pidemmälle osaa laskea... Tajuaakohan kukaan mitä edes kysyn

Älkää kysykö miksi tämmöstä, hullu voi olla joskus suuruudenhullukin .

Veikkaisin että tehoa pitää olla 5 heppaa. Tuossa linkissä oleva kaasuturbiini on ahtimen osalta suunnilleen saman tehoinen kuin HX40. Toisaalta turbiinipuoli lienee paljonkin tehokkaampi kun se on aksiaalinen ja siinä on siiville tuleva virtaus esiohjattu NGV:llä.

http://www.wren-turbines.com/turboprop.htm

Itsellä ois sveitsiläisiä planeettavaihteita ja iso Holsetin 3LD tjsp imupuoli (hyrrä yli 80mm).... nurkissa Siitä vaan starttimoottorilla (erillisellä, jostain henkilöaitoa isommasta otetusta) pyörittämään happea moottorille Saattaa vaan 100A akku kyykätä tuommoisessa puuhassa ja swissmade planeetan rattaat sinkoilla..... Mutta tuo olisi kyllä näppärä ja helppo. Kickdownin kytkimeltä ohjauspulssi ja sähkömoottori pukkais ilmaa ja samalta kickdownilta lisärikastusta kylmäkäynnistys-suuttimelle...

[Sivonen]

Unohtu eilen vastata siihen mitä kysyttiin

Noin 10-14 heppaa jos kompuran hyötysuhde on 100%.
Ilmaa menee noin 7000 litraa minuutissa.

[antonmies]

Ilmaahan teoriassa ahtamattomana omien laskujeni mukaan tuo kone vaatis n. 125l/s? Eli viisipyttyisessä 25l/s. Eli 1bar paineilla 50l/s.

Itseasiassa paineen kaksinkertaistuessa (1bar ylipaine=2bar absoluuttista) virtausmäärä ei tuplaannu, vaan se menee näin (ainakin Bernoullin mukaan):

25l/s x neliöjuuri 2 = n.35l/s Vastaavasti 2bar ylipaineella virtausmäärä on 25l/s x neliöjuuri 3 = n.43l/s

Näin siis mikäli massavirta pakotetaan jollakin ylipaineella samankokoisen/muotoisen kanavan läpi (vrt.imujärjestelmä).

Jännä homma myös tuo Rässin kertoma turbon ns."terminen hyötysuhde"(=kuinka hyvin lämpö muutetaan liike-energiaksi, vrt. moottori). Ihmettelen kuinka se voi olla 93%, jos kompressorin hyörysuhde parhaimmillaan on n. 75-80% luokkaa ja turbiinin hyötysuhde 60-70%. En ymmärrä, miten siitä tulee 93%?

Terminen hyötysuhde on siis ilmeisen väärä termi puhuttaessa ahtimista/pumpuista. Voitaneen siis käyttää esim. kompressorin hyötysuhdetta? Kompressorin hyötysuhdeluku kuvannee ilman tiheyden(/lämpötilan) muutosta "siirron" yhteydessä. Eli mitä parempi hyötysuhde, sitä tiheämpää ja viileämpää ilma on. Tarkoitan, että kuinka paljon ahdin lämmittää ilmaa vielä paineennousun aiheuttaman lämpenemisen lisäksi.

Kompressorikartta kertoo kuinka suuren ilmamäärän kompressori pystyy tuottamaan milläkin paineella, akselin kierrosalueella ja hyötysuhteella. Ilmamaarä ei siis ole yhtäkuin paine, koska samalla paineella voi olla monta eri ilmamäärää.

Esimerkiksi ahtopaineen nostaminen saattaa menettää merkityksensä, koska kompressorin hyötysuhde huononee niin paljon, että nousseen lämpötilan aiheuttama ilman tiheyden laskeminen ei mahdollista enempää tehoa, vaikka ahtopaine kasvaisikin. Lääkkeenä siis kompurakartaltaan sopivampi ahdin tilalle, mikä tarjoilee tavoitepaineella esim. 50C viileämpää ilmaa. Eli isompaa töttöröä peliin, pääsee pienemmillä paineilla.

Ja onhan se kamalaa, jos ahtimen joutuu valitsemaan ilman kompurakarttaa summamutikassa. Meni vähän offtopicciin, mutta minkäs teet, kun Karjala(=oli halvinta) virtaa suonissa?