Sikkert gammelt nytt for tmbryhn men forhåpentligvis vis ikke for alle andre.
Ja, dette er gammelt og utdatert nytt... Dette tilhører lærebøkene fra 70-tallet, da de trodde de visste hva som foregikk på innsiden...
Dropp å trekke inn faktorer som virkningsgrad satt opp mot kammerdesign og fortenning.
Du har rett i den biten, men det er ikke direkte relatert opp mot hvorfor Singh øker bankemotstanden. Det er på dette tidspunktet kun villedning bort fra sakens kjerne.
Akkurat nå snakker vi om tenningsbank (nei, vi snakker heller ikke om selvantenning, hvor den lokale temperaturen er høyere enn den naturlige tenntemperaturen til mixturen - rundt 400c*).
Vi snakker om tenningsbank i form av at vi får en lokal eksplosjonsartet forbrenning et sted i kammeret, ofte langt der ute, innenfor squish-området - et område som ofte er relativt kaldt og som blir utsatt for veldig høyt trykk ved kompresjon. Og som du skriver, det tar lang tid før flammen greier å nå området i et alminnelig 2V-kammer ("bathtub" i vårt tilfelle).
Så hva skjer egentlig i et kammer med og uten grooves? Det kan være greit å merke seg innledningsvis at tenningsbank (lokale ekstreme trykkøkninger som følge av en rekke små eksplosjoner samlet på et konsentrert område) oftest inntreffer ETTER TDC, og at det oftest inntreffer i de områdene der det er relativt lav temperatur i utgangspunktet - Ja, jeg skrev LAV temperatur. Hvorfor? Er det ikke i området rundt den varme eksosventilen at vi oftest ser bankeproblematikken av den relevante typen vi snakker om? - Ikke nødvendigvis.
Gangen i prosessen (uten "Singh-grooves"):
- Stempelet er på vei oppover mot TDC. Gnist inntreffer f.eks. @ 20* BTDC. Det er fortsatt noen millimeter igjen mellom squish pads og stempel.
- Flammefronten utbrer seg sakte (du skriver 0,5 m/s - det dreier seg nok mer om mellom 15-25 m/s i lineær ekspansjon, litt avhengig av kompresjonsgraden til mixturen, hvor fin og uniform mixen er, samt oktantallet)
- Foran flammefronten ligger en trykkbølge som utbrer seg med lydens hastighet - til sammenlikning ca. 330 m/s (for å bruke et kjent tall), litt avhengig av temp & trykk, altså ca. 20 ganger hurtigere enn flammefronten.
- Trykket øker gradvis i ekstremitetene av kammeret (squishområdet) pga. trykkbølgen samt at stemplet fortsatt er på vei oppover og skaper kompresjon - lenge før flammefronten i det hele tatt når frem til utkanten av squish. Hva skjer så når mixturen utsettes for det høye lokale trykket som oppstår som følge av kompresjon+trykkbølge over squish, samt at den lokale temperaturen ved squish er relativt lav?
- Mixturen kondenseres og går over i en ufullstendig blanding av luft og bensin i dråpeform.
Dette er naturlig nok ikke eksplosivt.
- Stempelet vender og er på vei ned mens flammefronten begynner å bre seg ut igjennom kammeret og gradvis ut over deler av squishområdet, ettersom at den tidvis økende klaringen tillater det. Nå må vi huske at det for øyeblikket ligger kondensert bensin samt noen luftlommer i ytterkanten av det foreløpig kalde squishområdet.
Hva skjer så?
- Trykket faller lokalt over squish pads idet du praktisk talt får en sugeeffekt fordi stempelet er på vei nedover. Den kondenserte bensinen som til nå har fått lov til å ligge i ro over squishområdet (ref. all mixturen ble IKKE kanalisert inn mot senter av kammeret ved komp.-takten) får nå en mulighet til å igjen gå over i en til dels uniform dampform som en følge av lavere trykk og økt temperatur i flammefrontens nærvær. Bensinen binder seg i større grad med luften og vi får atter en gang en atomisert og eksplosiv mixtur.
- Denne spontanfordampningen skjer i flammefrontens nærvær som nå har rukket å komme seg helt ut til squish pads. - Bang!
- Pga. spontantfordampningen av mixturen skjer det en eksplosjonsartet forbrenning, mye hurtigere og av en helt annen karakteristikk enn den naturlige forbrenningen du har sett bre seg ut fra senter av pluggen.
Den beste beskrivelsen av fenomenet jeg greier å prestere er mange små bomber spredt utover squishområdet som antennes ved én og samme tid, kontra flammefronten som brer seg utover med en noen lunde jevn og rolig hastighet (15-20 m/s).
Det er disse mange små lokale eksplosjonene som forårsaker at stempelet eller kammeret ditt ser ut som om det har blitt angrepet med en kjørner eller rustpikker.
Singh-grooves:
For det første stimulerer de til å konsentrere en større del av mixturen inn mot senter av kammeret. Puffen de gir mixturen i transisjonen fra squish til senter under komp.-takten er nok til å overvinne det økende trykket av kompresjon og utbredelsen av flammefronten, og vil føre til at en større mengde mixtur blir dyttet inn i midten ved hjelp av økt plass for kanalisering. Det er en grunn til at en ellers til vanlig pleier å ha noe større vendehøyde på motorer med stor boring. En må rett og slett ha plass til å presse mixturen innover!
Den vil i tillegg danne enda mer turbulens pga. kanaliseringen som foregår ved høy hastighet. Dette gjør ikke-forbrent mixtur mer uniform og finere blandet. Det gjør også at når en vanlig flammefront ville begynt å "dø ut" pga. gradvis økning av trykk og potensiell lokal kondensering ytterst i kammeret, vil flammefronten i stedet for ideelt sett klare å opprettholde hastigheten til det ikke er mer igjen å brenne.
Groovene vil også hjelpe med å kanalisere varmestråling fra flammefronten ut i ekstremitetene, altså squish pads, og på et tidlig stadie hjelpe til med å forhindre lokal kondensering før flammefronten rekker å nå frem - altså forhindre tenningsbank av relevant type. De vil også hjelpe til med at forbrenningen lettere når helt ut for å brenne opp det lille som måtte være igjen av mixtur helt ytterst i kammeret/over stempelet.
Dette er særlig godt bevist mht. den utrolig forbedringen folk som har testet ut groovene har hatt mtp. missfarging av oljen.
Vi vet jo at oljen blir svart som følger av uforbrent søppel som ligger rundt ringlandene og som blir presset forbi og ut i veivhuset. Dette fenomenet blir sterkt begrenset, og en kan ha glede av ren og fin olje over en lenger tidsperiode.
Ja, praksis over tid er det beste bevis - og det er tilfellet for mange av de som allerede har implementert sporene i kammeret.
Det ble nevnt lenger opp at det ikke var noe å hente på tre små spor. Målet er overhodet ikke mer effekt. Effekten kommer på turtall, og når en har turtall er ikke mangel på turbulens en like stor bekymring. Det er en grunn til at vi kan flate ut tenningskurven over en gitt terskel, selvom turtallet fortsetter å øke.
Dette er en mod for å stimulere til mer effektiv og komplett forbrenning over hele registeret, og forskjellen vil være mest merkbar på lavere turtall, der den naturlige turbulensen er svakere.
Jeg er ikke så interessert i å kjøre fort lenger. Jeg begynner å gradvis omfavne fordeler som fueløkonomi og kjørbarhet i langt større grad. Tanken på å kunne utnytte og faktisk forbrenne en større mengde av mixturen motoren har sugd til seg, og samtidig åpne for muligheten til høyere kompresjon, høyere lambda ved cruise og høyere bankemotstand, er egenskaper som resonerer med mitt verdigrunnlag. Derfor har dette konseptet fanget min interesse, og som det fremkommer over, har jeg ståltro på den.
Hvis jeg skulle gjort det annerledes, så ville jeg forøkt å lage de litt dypere. Det får jeg ta en annen gang.
Så kommer det innlysende spørsmålet: Hvorfor har ikke samtlige bilprodusenter gjort dette ennå?!
Jeg tror det er flere svar på det spørsmålet: For det første er konseptet allerede patentert av Mr. Singh - Ergo eier han rettighetene til å kunne bruke det.
Jeg tror også det kan ha noe med politikk å gjøre: Olje- og gassindustrien vil ikke ha godt av slike radikale forbedringer mht. BSFC på internasjonal basis. Ja, man jabber om miljøet, men olje- og gass er fremdeles altfor mye verdt til at vi kan slutte å bruke det i en såpass utstrakt grad vi gjør i dag.
Var det ikke Shell som kjøpte rettighetene til en motor som etter sigende kunne gå på vann? Jeg tror de gravde ned papirene på ubestemt tid...
