Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.
DTU roadrunners blog hoved

Kan nye knaster knække kilometerkurven?

Motorgruppen har i de seneste uger fået færdigtestet motoren med etanol og påbegynder nu diverse tests med benzin, som dette års prototype skal køre på. Der er blevet kørt baseline tests med både kompressionsforhold (14:1) og (14,5:1). Det viste sig at et kompressionsforhold på (15:1) ikke kunne lade sig gøre, da ventilerne højst sandsynligt er gået på stemplet. Helt efter teorien viste (14,5:1) sig at give den mest effektive kørsel med motoren, og derfor er de efterfølgende test med Miller-knaster blevet udført ved samme kompressionsforhold. Der er blevet produceret tre Miller-knaster (M30, M53 og M70), som lukker for indsugningsventilen inden stemplet er helt i bund. M30 lukker 30 grader (på krumtappen) før bunden, M53 gør det 53 grader før og M70 gør det 70 grader før. Denne tidlige lukning gør, at motoren får en lavere effekt (der kommer mindre brændstof ind), men det får samtidig motoren til at have et lavere varmetab – og denne skulle på sådan vis være mere effektiv. Den seneste uges test viser at nogle af Miller-knasterne rent faktisk giver en højere effektivitet. Motorholdet har fundet bremsevirkningsgraden for de mest optimale situationer for både M30, M53 og M70. Det mest spændende resultat kom ved kørsel med M53 knasten.

Illustration: Privatfoto

Kurve over maksimale bremsevirkningsgrader

Det ses nemlig af figurerne at den nye Miller-knast, M53, kører væsentligt mere effektivt ved de lave omdrejninger end den gamle D1 knast, som sidder i bilen fra sidste år. Den højeste effektivitet forekommer dog stadig med D1 ved 2500 rpm på 41,4%, men den gennemsnitlige effektivitet (fra 1500-4000 rpm som vist på figuren) er højest, hvis man kigger på den nye M53 knast, hvor man når helt op på 38,1%. Med D1-knasten er gennemsnitseffektiviteten 37,5%. Så med yderligere test i de næste par uger, hvor brændstoffet nu er Benzin, bliver det spændende at se om bilerne kommer til at køre med Miller-knaster til sommerens Shell Eco Marathon…

Nutidigt arbejde, fremtidig gevinst

På motorfronten er endnu et projekt nu også ved at være klar til at se dagens lys. Siden februar har to kandidatstuderende været i gang med at designe en ny motor til bilerne, der vil blive taget i brug under næste kursusforløb på Økobilen. Denne motor er baseret på den viden, som holdet har fået fra den nuværende modificerede Yamaha-motor samt simuleringer, der optimerer geometri samt varmtab i motoren. Dette muliggør at nedskalere den fremtidige motor til blot 42cc og samtidig være i stand til at køre mere effektivt end med den forrige motor. Endvidere er der mulighed for at optimere på mange flere parametre i den nye motor, hvilket giver gode muligheder for forbedring på motorfronten de kommende år. Slutteligt bør det nævnes, at projektet er nået så langt, at tegningerne ér sendt til værkstedet med henblik på at igangsætte produktionen i løbet af juni. Da kandidatspecialet, som den er en del af, først har sin afslutning i august, vil motoren først være færdigproduceret ultimo juni. Primo juli vil der hernæst blive kørt tests på motoren efter dette års økomaraton. Vi på holdet ser selvfølgelig frem til at holde jer opdaterede, så snart et resultat er i hænde…

Færdigt design af den nye motor, der vil benyttes i næste kursusforløb

Marie UlrickeKristensen
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Nu har jeg primært hørt om miller I forbindelse med turboladede motorer I MW klassen så der kan være forskel.
Har I set på løsninger med meget sen lukning? (Luft pumpet retur) det skulle ifølge Jenbacher være det de kører med. (-og praler med)
Jeg kan ikke afvise det er grundet turboladeren at de kører denne løsning og husker ikke helt begrundelsen.

  • 0
  • 0

Jeg undskylder. -Det var mig der huskede forkert.
De lukker også tidligt. Det må være mig der huskede deres indlæg forkert.
Det er også den tidlige lukning der giver bedst mening når jeg tænker mig om.

  • 2
  • 0

Har I overvejet at udstyre motoren med elektrisk actuerede knaster, idet det så vil være muligt at ændre "knast"-profil afhængigt at omdrejninger.
Dette skulle alt and et lige give højere gennemsnitlig virkningsgrad.

  • 0
  • 0

Sen lukning giver mere Miller på lave omdrejninger, tidlig lukning giver mere Miller på høje omdrejninger.

Men ellers er den hovedsaglige grund til at nogen laver Miller med sen lukning at man kan opnå større åbningshøjde. Med tidlig lukning bliver knasten meget kort, og man kan så at sige ikke nå at åbne ventilen ordentligt inden man skal til at lukke igen. Det er derfor begrænset hvor tidligt man i praksis kan lukke, og dermed hvor meget Miller man i praksis kan opnå med tidlig lukning.

  • 1
  • 0

Hej Morten,
Tak for dit spørgsmål. Du rammer helt rigtigt. Vi forventer at få et sted mellem 2 og 5 hk ud af motoren når den er blevet bygget, men det faktiske område må vi jo vente på til slut Juli. Tak for din interesse.

  • 0
  • 0

Hej John,

Super godt indspark.

Jo vi har af flere omgange overvejet elektrisk actuerede ventiler af netop samme grund. Det er dog lige nu sådan i Shell økomarathons regler, at vi ikke må bruge elektrisk energi på andet end starter motoren, som ikke må kunne køre når koblingen er slået til. Så da vi dermed skal lave et andet elektrisk system, samt oplade dette undervejs for at kunne implementere elektrisk actuerede ventiler, så har det hidtil ikke været en mulighed. Det vil simpelt koste for mange ressourcer at designe og implementere i forhold til andre forbedringer vi kan lave.

Der er dog snak om at Shell vil ændre reglerne så vores strøm forbrug bliver regnet med i brændstof økonomien. Hvis det bliver tilfældet har vi mere incitament til at få sat dette projekt i gang.

  • 1
  • 0

Hej Bent og Jens,

Fedt med jeres indspark omkring Miller Timing.

Her er lidt mere omkring vores erfaringer på området.
Kort sagt så handler Miller Timing om at lave en længere ekspansion end kompression i motoren. Det kan, som I selv er inde på, gøres på 2 måder: enten ved at lukke sent (efter Bottom Dead Center (BDC)) eller lukke tidligt (før BDC). Hovedgrunden til vi har valgt at gøre det med den tidlige lukning, er at vi kører med en forblandet motor, hvilket vil sige at vi sprøjter ind i en manifold. Da vi frygter at miste for meget brændstof med den sene lukning (udskydningen af luft) benytter vi den tidlige. Som Jens skriver så giver den tidlige lukning nogle meget spidse knaster, hvilket vi også lige nu har nogle udfordringer med. Omkring tidlig lukning for lave omdrejningen og sen lukning for høje, så er det ikke noget jeg har hørt så meget om tidligere, men kan se hvordan det giver mening i forhold til den relative tid ventilerne rent faktisk er åben i de to tilfælde. Endeligt kan det siges at vores erfaringer med turbo i forhold til Miller Timing hovedsageligt er i forhold til at genvinde den effekt der bliver mistet ved at skifte over til Miller Timingen. Da vi ikke har haft problemer med manglende kraft tidligere, fordi vi faktisk har haft en del mere end vi har brug for, så har vi ikke behov for en turbo.

Håber det klargjorde vores overvejelser og jeg kan da fortælle, at vi kun lige er startet på at undersøge Miller Timing, så mon ikke vi kan vinde mere på det ude i fremtiden.

  • 1
  • 0

Da vi frygter at miste for meget brændstof med den sene lukning (udskydningen af luft) benytter vi den tidlige.

Jeg har svært ved at se problemet, det må du gerne forklare nærmere. Det værste der kan ske er vel at den overskydende brændstof/luft-blanding bliver brugt i næste cyklus?

Hvis i vil benytte tidlig lukning, så tror jeg konsekvensen må blive at begrænse motorens omdrejningstal, således at man kan åbne og lukke meget stejlt uden at det leder til bounce, også uden urimeligt hårde ventilfjedre. Men hvis man ikke kan variere omdrejningstallet så meget, så skal man kunne variere momentet tilsvarende mere, hvilket igen begrænser hvor meget Miller man kan have, og betyder at en hel del throttling er nødvendigt ved jævn fart.

Men jeg tillader mig hermed at anbefale sen lukning. Så kan man have "normale" flanker på knasten og normale fjedre, og normalt omdrejningstalsomfang, samtidig som man kan opnå vilkårligt meget Miller.

Med et bredt omdrejningsregister kan man øge omdrejningstallet når man behøver mere effekt. Man behøver således ikke at kunne levere et specielt højt moment. Uden krav til højt moment kan man implementere tilsvarende mere Miller, så man kan reducere throttlingen på lave omdrejninger (dog skal der lige være et lille momentoverskud så man kan regulere bilens fart uden at skifte gear hele tiden).

Med sen lukning ligger det meste Miller på lave omdrejninger, hvor jeg antager at i behøver virkningsgraden mest. På højere omdrejninger falder Miller-graden, og motorens moment stiger lidt. Sen lukning går mindre ud over effekten end tidlig lukning.

Med ubegrænset adgang til Miller, ville jeg ikke udelukke turbo (hvis ellers man kan skaffe en tilstrækkeligt lille en af slagsen). Med adgang til overladning kan man udnytte en ydeligere øget grad af Miller. Den høje grad af Miller holder motorens effekt nede, trods turboen. Eller, med andre ord: Med turbo, og med en højere grad af Miller, kan man i princippet øge virkningsgraden på en motor uden at forandre effekten.

Er der nogen emissionskrav der skal overholdes? Eller hvorfor er den ikke direkte indsprøjtet? Og hvorfor benzin, når nu ethanol, methanol, eller toluen er opfundet og har højere oktantal? Nå, men det er vel bare mig der ikke har læst reglerne...

mvh Jens

  • 0
  • 0