Tässäpä patonkilaisen ajatushautomon mietittäväksi idea. Tunnetustihan vettä on käytetty nostamaan otto-moottorin tehoa mm. lentokoneissa ja jopa eräissä sarjavalmisteissa autoissakin. Viimeinen taisi olla Saab 99 Turbon S-versio, jossa vettä ruiskutettiin sylinteriin tehojen lisäämiseksi. Ajatus on yksinkertainen: bensiinin-ilmaseoksen syttyessä sylinterissä lisätty vesi kaasuuntuu ja lisää muodostunutta kaasutilavuutta (muuta kaasukomponentit ovat tietysti palotuotteet hiilidioksidi ja vesi sekä ilman typpi ja jäännöshappi) ja näin ollen mäntää puristavaa kaasupainetta.

Moni kaasutinkäyttöisellä autolla ajanut tietää varmasti ilmiön, että kostealla ja viileällä kelillä auto kulkee paremmin kuin kuivalla ja kuumalla kelillä. Tähän vaikuttaa tietenkin se, että viileällä ilmalla ilman tiheys on suurempi ja myös bensiinin tiheys on suurempi, jolloin sylinteriin pääsee enemmän "energiaa", mutta ilman kosteuskin todennäköisesti vaikuttaa tehon lisäykseen. Mitäpä, jos järjestettäisiin jatkuva kostea ilma? Ultra-äänellä toimivia sumuttimia, jotka muodostavat erittäin hienojakoisen kylmän höyryn, saa muutamalla eurolla. Näyttäisivät olevan yleensä 24 voltin tasavirralla toimivia eli olisi kohtuullisen helposti kytkettävissä normaaliin autoon. Ei muuta kuin sumun syöttö suoraan kaasuttimen ilmanottoon varustettuna jonkinlaisella pisaranerottimella niin, ettei kondenssivesi pääse valumaan kaasuttimeen. Mahdollisesti etanolia sen verran veteen, ettei jäätymisilmiöitä pääse tapahtumaan kaasuttimessa. Tämä olisi tietty kesäkelien boosteri...

Mitäpä tuumaatte?

Veden höyrystyminen vaatii energiaa, josta aiheutuu lämpötilan ja paineen lasku.

Milläs hakusanoilla noista ultraääni-sumuttimista saa lisää tietoa?

Ratkaisevaa on lisätyn veden määrä. Ei ole tarkoitus sammuttaa palotapahtumaa... Voi olla, että kone kävisi hiemen kylmempänä, mutta ratkaisevaa on sylinterissä oleva kaasun määrä: paine, tilavuus, lämpötila ja ainemäärä noudattavat ideaalikaasun lakia pV = nRT, missä p om paine, V on tilavuus, n on ainemäärä, R on vakio ja T on lämpötila. Eli p = nRT/V, jossa V eli tilavuus on sylinterissä vakio elikkä paineen kasvuun vaikuttaa ainemäärä (kaaumaisen aineen) ja lämpötila. 18 grammaa vettä normaalipaineessa ja nollassa asteessa vastaa 22,4 litraa kaasua, joten veikkaan, että veden kaasuuntuminen on merkittävämoi tekijä kuin mahdollinen lämpötilan vähäinen lasku. Sitä paitsi: veden lisäystä on oikeasti käytetty boosterina mm. lentokoneissa nousukiidon aikana, joten se todistettavasti toimii...

Löytyy valmistajakin vesiruiskusysteemille, ainakin Aquamist tekee näitä...

Turbomoottorin kanssa ei tarvita edes pumppua, käyttöpaineen vesiruiskulle saa näppärästi pakosarjasta ennen turboa, tai sitten turbon jälkeen imusarjasta, letku vesisäiliöön ja käyttöventtiili imusarjaan ennen ahdinta. Seuraavaksi saan varmasti kuulla ettei voi toimia, mutta ennen tällaisia väitteitä suosittelen miettimään missä ja minkälaisia paine-eroja löytyy...

Tuossapa periaatteellinen kuvaus, miten ultraäänellä toimiva huoneilman kostutin toimii... samalla periaatteella vesisäiliö esim. CX 20tre:ssä suoraan ilmanputsarin ja kaasarin väliseen letkun alle ja putki letkuun ja johan on yksinkertaista... Täytyypä kokeilla. Hakusanoilla ultarsonic fog generator tai fogger tai mist generator... kun lisää vielä car tai carburator, niin löytyy vielä mielenkiintoisempaa sovellusta autopuolelle. Nimittäin foggerin käyttämistä bensasumun aikaansaamiseksi....

Käsittääkseni huomattavin hyöty vedestä sopan seassa on turbokoneissa.

Vesi sinällänsä ei anna merkittävää lisätehoa. Sitoo hurjan määrän energiaa, joka vapautuu sitten pakopuolella veden kondensoituessa.

Kun vettä on läsnä sylinterissä, voidaan käyttää korkeampaa puristussuhdetta tai ahtopainetta (tai molempia )

F1:ssä vesi kiellettiin emulsiona polttoaineen seassa ja/tai erikseen ruiskutettuna vuosia sitten.

Uskoisin, että porttaamalla ja palotiloja (ja mäntiä) muovaamalla saadaan parempi tulos.
(TU 3:ssa on sitten hemi-palotilat )

Vesi on sitten kylmässä moottorissa vähän huono aine

Ilman kosteus vaikuttaa moottorin tehoon ja käytetään vaikka synamometrin tulosten korjaamiseksi vertailukelpoiseksi, mutta vaikutus on juuri päinvastoin, mitä suurempi ilmankosteus, sitä vähemmän tehoa, vesihöyry ie tilaa hapelta, mutta vaikutus tuntuu oikeastaan vain helteillä, ei viileässä, koska viileässä ilman suhteellisen kosteuden ollessa 100 % ei vesihöyryn määrä ole kuitenkaan kovin suuri grammoina, eli viileys tuo enemmän tehoa lisää kuin kosteuden lisääminen vähentää. Pakkasella vaikkapa ilmankosteus 100 % on käytännössä melkein ei mitään vettä ilman joukossa.

Tässä vaikka lainaus Wikistä: Lentäjän sääoppi
Lainaa:
Korkea lämpötila ja suuri kosteus alentavat muun muassa moottorin suoritusarvoja.


Voi kokeilla myös jollain nettikalkulaattorilla mitä kosteus (tai lukea melkein mistä moottoriopin kirjasta tahansa) (ja ilmanpaine ja lämpötila vaikuttaa ja miten päin):
http://wahiduddin.net/calc/calc_hp.htm

Ei taida löytyä myöskään vesisuihkulaitteiden mainoksista juuri muuta mainintaa kuin ahdettujen koneiden osalta lisää tehoa (toki vapareillakin voisi lisätä, jos vaikka puristukset on niin korkeat ettei toimi nakuttamatta)

Ei nyt oikein vakuuta nämä kaksi viimeistä vastausta... jotain ihan oikeaa faktaa kaipaisi tähän kun tosiasia on se, että veden ruiskuttamista sylinteriin on käytetty todistettavasti tehon lisäämiseen eli siinä mielessä olette nyt väärässä. Jos joku voisi kertoa minulle muutaman arviolukeman seuraavista suureista, niin voisin yrittää ihan oikeasti laskea, mitä veden lisäys vaikuttaa. Eli kertokaapa minulle, mikä olisi esim. 2 litraisen koneen sylinterin palotilan tilavuus seoksen syttymishetkellä, mikä on palavan seoksen lämpötila heti syttymisen jälkeen ja millainen määrä bensaa sylinteriin menee kerralla imutahdin aikana (millitroina tai grammoina). Jotain noin paikkansapitäviä arvoja. Näiden perusteella pystyy arvioimaan syntyvän paineen ja mahdollisen lisätyn veden vaikutuksen lämpötilaan ja toisaalta alkupaineeseen. Kiitos! Tuo lämpötilan laskuun juuttuminen hieman ihmetyttää: eihän lämpötila vaikuta oikeastaan mitään vapautuvaan tehoon vaan ainoastaan sylinteriin syntyvä paine. Päinvastoin (liian) korkea lämpötilahan aiheuttaa vain ongelmia...

Missä laitteessa tai missä löytyy todistukset?
(Ja sitä en yritä kiistää etteikö ahdetuissa koneissa ole käytetty ennen välijäähdyttimiä ahtoilman jäähdytykseen ja nakutuksen estoon, vaikkapa se lehtokoneissä käytetty tapa löytyy helposti kun googlettaa MW50 (Methanol-Wasser 50%), mutta löytyykö yhtään vapaastihengittävää esimerkkiä ja vieläpä tehonnousua siinä yhteydessä (En yritä kiistää sitäkän etteikö nakutusherkän vaparikoneen tehoa voisi kasvattaa vesiruiskulla) mutta sen kiistän että normaalin koneen teho kasvaisi kosteuden lisääntyessä tai vesiruiskun lisäämisellä ?
(polttoaineen säästöä ja typen oksideja on tuolla ilmeisesti onnistuttu saavuttamaan) )

Tilavuus riippuu sylinterimäärän ja puristussuhteen lisäksi kampikoneiston geometriasta ja kampiakselin asennosta sytytyshetkellä. Palavan seoksen lämpötilaan vaikuttaa edellisten lisäksi pääosin imuilman lämpötila, kosteus ja sylinterin täytösaste.
Polttoaineen määrä sen sijaan on helpompi laskea: Sylinterin ilmamassa (siis eri asia kuin tilavuus) suhteessa polttoainemassaan (bensiinillä 14,7:1 tai jos kerran tehonlisäys on mielessä, niin jopa 12,5:1)

Noita tilavuuksia voi arvioida puristusuhteen avulla, mutta laskimella ei kuheasti mallinneta sylinterin palamistapahtumia, paine ja lämpötila eivät ole tasaisia koko sylinterin alueella ja kaasut jotka siellä virtaa eivät ole ideaalikaasuja ja palorintaman eteneminenkin vie aikaa, eniten tuohon laskentaan käytetään simulaattoreita, löytyy myös jotain ilmaisia avoimen lähdekoodin virtaussimulaattoreiden päälle rakennettuja, mutta ei mitään kovin helppoa, googlella internal combustion engine simulation löytää juttua ja tutkimusta aiheesta

Helpompi silti katsoa suoraan tuloksia, eli tehon ilmoittamisesta on standardeja jotka kertoo miten mittausaikaiset lämpötila ja kosteus ja ilmanpaine-olosuhteet tulisi korjata kertoimella jotta saadaan vertailukelpoiset luvut (ja luvut jotka kertoo siten moottorista suorituskykyä eikä mittauspäivän lämpötilasta ja ilmanpaineesta) googlella:
standardized power correction factors humidity temperature
-> löytää eri maiden ja euroopan standardeja, joissa ideana on että ilmanpaineesta vähennetään vesihöyryn osapaine, jotta tuloksia voidaan verrata kuivassa ilmassa saataviin tehoihin, kaikissa ei tosin ilmankosteutta käytetä ollenkaan laskettaessa korjausta, vaan on annettu rtukäteisrajat joissa mittaus tulee tehdä

Googlella löytyy myös näemmä iänikuisia kiistoja mihin suuntaan ilmankosteus muuttaa tehoja, minä en ole silti vielä nähnyt uskottavia toisensuuntaisia tutkimuksia...

Jotain muuta iloa noista silti on, pitää venttiilit ja imusarjat puhtaina ja karstattomina myös suorasuihkutus bensakoneissa

Ainakaan Saabissa se vesi ei sinällään tuonut yhtään lisätehoa.
99 turbon aikaan ei oltu vielä keksitty nakutustunnistinta tai APC-järjestelmää, jolla ahtopainetta alennettiin moottorin nakuttaessa. 99:ssä ei ollut myöskään ahtoilman jäähdytintä.

Vesiruiskujärjestelmä oli sähkötoiminen ja toimi muistaakseni vain täyskaasulla (vai painetunnistimella). Ahtoilman sekaan sumutettu vesi kaasuuntui jo imusarjassa ja jäähdytti ahtoilmaa jolloin moottorin lämpökuorma aleni. Tämä puolestaan salli ahtopaineen noston 0,4 barista muistaakseni 0,6 bariin jollon myös moottorin teho nousi 145 -> 160 hv. Talvisin käytettiin veden seassa metanolia tai etanolia ihan jäätymissuojana

Saksalaiset käyttivät vesi-metanoliruiskutusta jo 40-luvulla lentomoottoreissa ainakin Focke-Wulf 190:ssa ja Messerschmitt 109:ssä. Jälleen kyseessä oli ahtoilman jäähdyttäminen ja metanoli lähinnä pakkasneste. Toki 50% vesi-alkoholiseos palaa, mutta lämpöarvo ei ole kummoinen.

Vesi imukanavassa toki jäähdyttää imuilmaa hieman kaasutinmoottorinkin kuumassa imusarjassa. Viileä ilma on tiheämpää, eli kulku hieman paranee, mutta ilman ahdinta vesiruiskun hyöty on käytännössä merkityksetön.

Eihän siinä mitään, jos ei neuvo kelpaa. Ei muuta kun kokeilemaan

Ilokaasua, nitrometaania jne. kun tuupataan vapaastihengittäväänkin koneeseen, niin "kylä lähtee". Veden voi sitten käyttää sammutteluun ja sulan metallin hillintään

Sylinterin täytön määrittäminen on aika taikatemppu. Mikä on imusarjan alipaine, kannen ja kanavien virtausvastukset (häviöt) jne. Joskus mallinnettiin V8:ja ihan tosissaan. Oli aika pirun vaikeaa päästä samoihin kuin dyno kertoi. Suurinpiirtein näppituntumalla pääsee aika liki kun vielä käyttää mallinnusta. Oikein hyvillä imukansilla (vuosia, vuosia sitten) päästiin tietyllä kierrosalueella 115% täyttöön. Normikoneilla taitaa täytöt pyöriä siinä 75 - 90 % paikkeilla.

Jos vesi ahtamattomassa koneessa olisi hyvä juttu, eiköhän sitä myytäisi huoltoasemilta litran pulloissa hyvään hintaan. Samoin eiköhän autotehtaat ja virityspajat markkinoisi sitä isoa rumpua kumistellen. On asiaa sen verran paljon tutkittu mm. öljykriisin aikoihin 1970-luvun alkupuolella

Kiitoksia vastauksista, en itse tunne moottoritekniikka oikeastaan lainkaan eli en ryhdy väittelemään asioista, joita en ymmärrä... mutta mutta silti: tarkennan oletusarvoa sillä, että kyselen nyt sitten 2 litraisen nelisylinterisen riviperuskoneen sylinterin palotilan tilavuutta sytytyshetkellä. Luulisi, että siitä jonninlainen arvio löytyisi ihan selväkielisenä eli kuutiosenttimeterinä? Ymmärrän toki, että eri moottoreissa tilavuus on erilainen ja että se riippuu vaikka mistä tekijästä mutta että onko se 100 vai 500 vai 1000 kuutiosenttiä eli suuruusluokka vaikka 50% tarkkuudella. Samoin tietysti lämpötila riippuu monesta tekijästä mutta jos tietty tilavuus bensaa tuikataan tuleen niin eksotermisen palamisreaktion seurauksena vapautuu lämpöä, joka nostaa vapautuvan kaasuseoksen lämpötilan noin johonkin asteeseen eli tässä sama juttu: 500 vai 1000 vai 1500 astetta tai jotakin siltä väliltä. Ja se bensamäärä sylinterissä: jos autolla ajetaan 100 km/tunnissa nopeudella ja se kuluttaa bensaa tällä nopeudella 10 l/100km ja jos moottorin kierrosluku on tällöin vaikka 2500 rpm, niin eikö noilla arvoilla voi laskea yksittäisen imutahdin vetämän bensamäärän? Vai mitä? Keep it simple...

Kebvennys: tässä linkki Wikipediaan:

http://en.wikipedia.org/wiki/Water_inje ... 8engine%29

tässähän on kyse veden injektoinnista sylinteriin, kuten otsikko sanoo. Ideassani vesi johdetaan hienojakoisena sumuna ilman mukana, jolloin vaikutukset ovat mahdollisesti erilaiset. Mutta kyllähän tässä puhutaan tehon lisääntymisestä, vai eikö puhuta? Ja yksi tekijä tässä on palamisseoksen jäähtymisessä veden vaiktuksesta, joka aiheuttaa... mitä?

2 litraisessa koneessa, jossa puristussuhde on 11-> palotila on 50 ml yläkuolokohdassa, mutta jos halutaan tietää syttymishetkellä, se ei olekaan helppo määrittää, sytytyksessäkin on viive ja paineen kehittyminen pytyssä kestää aikansa,(siksi kipinä annetaan ennenyläkuolokohtaa,sytytysennakko) ja tilavuus siis muuttuu palamisen aikana, ensin vielä pienenee, siksipä myöskään noilla arvoilla ei pysty helposti ainakaan mitään järkevää laskimella laskemaan

Näinhän se menee... mitä vähemmän tiedät, sitä enemmän luulet tietäväsi ja mitä enemmän tiedät, sitä vähemmän tiedät tietäväsi... tunnistan iseni! Mutta kannattaa lukea tuo wikipedialinkki vaikkapa google-käännöksenä... tehon lisäys on todistettu ja SIINä mielessä vastaanväittäjät ovat ehkä hiukan hmmm... hakoteillä...

Vähän riippuu mitä wikistä lukee, siinä wikipedia-artikkelissakin teholisäys saadaan sillä että ksvatetaan ahtopainetta, puristussuhdetta tai sytytysennakkoa (joka ei olisi mahdollista ilman nakutusta ellei lisätä vesiruiskua), yksi lause siellä on joka viittaisi että teho voisi nousta pelkällä vesiruiskulla


Mutta "riippuen koneesta" ja siinäkin linkki viittaa korotettuun purissuhteeseen[1] "Effects of Water Injection and Increased Compression Ratio in a Gasoline Spark Ignition Engine"
Eli totta toki sekin, jos vaikka nakutusanturi rajoittaa tehoa sytysennakon muutoksella, silloiin vesiruisku auttaa, onhan testattu "vakioautojen" tehojakin eri oktaanisilla bensoilla ja eroja on havaittu

Saab-esimerkki, tehtaan ohje:
http://saabworld.net/f70/turbo-s-water- ... 88-a-1341/
Miten tehdään Turbosta Turbo S vesiruiskulla
1. Lisää vesiruisku joka ruiskuttaa kun ahtopaine on yli 0,7 bar
2. Säädä hukkaportin mutteria siten että maksimipaine muuttuu 0,7->1,2 bar
3. liimaa "S" takaluukkuun
Minun veikkauksena että 2:n tuo noista eniten tehoa lisää (eikä toki olisi mahdollista ilman 1:stä tai kone rikkoontuisi nopeasti)

Tässä ilmeisesti amerikkalaisen AutoSpeed lehden artikkelin yhteenveto osa veden käytöstä moottorissa "apupolttoaineena". Muitakin mieleninntoisia artikkeleita löytyy, jos vähän viitsii googlettaa...

Conclusion

The data presented in this story is just a small sample of the information available from scientific and engineering sources. There’s absolutely no doubt that water injection, if properly engineered and integrated with the existing engine management system, can be highly effective.

In fact, to summarise:

There is sound engineering behind the use of water injection.

Water injection, with or without added alcohol, can massively increase the effective octane rating of fuel.

The amount of water that has a positive effect can be as small as 10 per cent of the fuel flow (a water/fuel ratio of 0.1:1) and as high as 150 per cent of the fuel flow (a water/fuel ratio of 1.5:1).

The water should be added in a fine spray.

When water injection is being used, the air/fuel ratio can be leaned out at high loads without increasing the likelihood of detonation.

When water injection is being used without any other engine ‘tune’ changes simultaneously being made (eg more advanced ignition timing, increased boost, increased compression ratio), power is likely to decline.

Lower combustion temperatures are likely to lead to reduced heat load on the cooling system and lower exhaust gas temperatures.

Water injection has a positive effect on emissions, especially in relation to NOx.

It’s all food for a lot of thought isn’t it?

No nyt olen samaa mieltä tämän kanssa, eli jos tehoa ei kasvateta sytytysennakolla, lisäahdolla tai kovemmilla puristuksilla, pelkkä vesiruiskun lisääminen yksinään todennäköisesti alentaa tehoa
(Eli tehonnousu vaatii että joillain keinoin hyödynnetään parantunut nakutuksenkesto)

eikös tuo ainakin nuorison suosima menetelmä ole paras tapa tehojen lisäämiseen . pannaan helvetillinen jumputin möykkäämään siten ,että naapurikorttelikin kuulee. ja pakoputken päähän 10cm rööri....