Nokkenas vergelijk type A en VX3

[kaasie]

goed idee marc

[Black Moose]

Eerst maar eens nokkenas vervangen, moet ik eerst nog tijd voor maken en droog weer (kan ik helaas niet maken ;D ).
Iig als de kleppen gesteld moeten worden, vervang ik eerst de nokkenas, dus binnen 5000km

[Jw240]

ja, eerst de mechanische kant goed, dan kun je altijd nog verder kijken naar ontsteking. Er zijn ook 1-2-3-ignition units voor de B23, misschien ook leuk op ten duur en die zijn heel goed afstelbaar (sommige zelfs met USB, maar dat gaat misschien weer wat ver )

[WvR]

dan komt de compressieslag
de zuiger word omhoog geduwd en het mengsel samen gedrukt
hoe hoger de druk aan eind van de slag, dus bij BDP, hoe krachtiger de ontbranding van het mengsel en sterker de motor is.

Even de puntjes op de i wat de boekenwijsheid betreft: thermodynamisch hebben we over een Carnot-proces: een medium in een afgesloten systeem dat een opeenvolging ondergaat van samendrukken, energie toevoeren, expanderen, en opnieuw beginnen. In de expansiefase kun je "nuttige arbeid" aan het medium onttrekken. Carnot-processen zijn overal: koelkasten, airconditioners zijn echte gesloten systemen, de Otto, Diesel en Brayton cycli zijn de bekende "standaard lucht processen" (een straalmotor werkt met de Brayton-cyclus). Je kan in een Carnot-proces aantonen dat het rendement omhoog gaat als het verschil tussen de hoogste temperatuur in de cyclus en de omgeving toeneemt, en als de verhouding van de druk na de compressie tot de druk voor de compressie hoger is, ook wel de compressieverhouding genoemd bij motoren.

Een hoge compressieverhouding betekent dus veel power per hoeveelheid brandstof-lucht mengsel. De compressieverhouding alleen zegt niet zoveel, want de cilindervulling (de hoeveelheid mengsel in de cilinder is altijd minder dan het geometrisch volume van de cilinder doordat het in- en uitstromen van het mengsel en de uitlaatgassen een imperfect proces is) is doorslaggevend. Hoe meer je comprimeert, des te hoger de temperatuur van het mengsel aan het eind van de compressieslag. Bij een benzinemotor kan de temperatuur zo hoog oplopen dat de boel vanzelf (ongecontroleerd) ontsteekt (kloppen). Het Dieselproces maakt juist gebruik van zelfontsteking. Het Dieselproces heeft een veel hogere compressie dan benzine en is daardoor inherent efficienter. Bij turbo-motoren is de cilindervulling veel beter dan bij niet-turbo motoren, met als gevolg een hogere eindtemperatuur bij gelijke compressie. Om excessief kloppen te voorkomen hadden turbomotoren vaak een lagere compressie dan atmosferische motoren.

Je kan aantonen dat in theorie de Otto, Diesel en Brayton-cyclus min of meer hetzelfde theoretisch rendement hebben. Praktische beperkingen betekenen dat de Brayton-cyclus het efficientst is, en de Otto cyclus het minst. Straalmotoren (Brayton) zijn extreem efficient door de hoge gemiddelde werktemperatuur en een minimum van mechaniek om de energie om te zetten in beweging.

[Black Moose]

Dit gaat wel erg ver, de strekking begrijp ik wel.

Ik heb vandaag de olie bijgevuld, verbruik valt mij mee, 1l op 2000km ong.
Daarbij viel mij een olielekkage op, waarschijnlijk veroorzaakt door de keerring van de nokkenas.
Aangezien ik de as toch wil vervangen, kan ik gelijk de keerring mee vervangen, leek me toch al verstandiger.
Ik wist dat de vx3 as enigszins ingesleten was, dus dat zal de oorzaak wel zijn.
Volgende week maar eens aan de slag dan.

[kaasie]

wvr

bedankt voor je uitleg
gaat idd wel heel diep in je materie op.

ik had een kleine uitleg over de nokkenas met daarbij de gebeurtenis per slag
nu kunnen sommige mensen het misschien wat beter beredeneren.
maar met zulke uitleggen op dit forum mag je wel een avondje zitten.

[Volvo 142 B23]

Je kan aantonen dat in theorie de Otto, Diesel en Brayton-cyclus min of meer hetzelfde theoretisch rendement hebben. Praktische beperkingen betekenen dat de Brayton-cyclus het efficientst is, en de Otto cyclus het minst. Straalmotoren (Brayton) zijn extreem efficient door de hoge gemiddelde werktemperatuur en een minimum van mechaniek om de energie om te zetten in beweging.

De grotere diesels (scheepsdiesels bijv) zijn erg gewaagd aan turbinesmotoren vandaag de dag. Het rendement van de 280MW gasturbine waar ik op dit moment mee werk, zit rond de 45% rendement. Daar heeft een grote diesel totaal geen moeite mee. De turbine word economisch rendabel door het gebruik van een afgassenketel waarmee nog plusminus 150MW word terug gewonnen met behulp van een stoomturbine. Dat maakt het rendement van deze installatie leuk. Maar de turbine op zich is geen hele efficiente installatie door het grote compressorverlies, oftewel deze heeft last van dezelfde problemen als de diesel en otto motor.

[WvR]

De grotere diesels (scheepsdiesels bijv) zijn erg gewaagd aan turbinesmotoren vandaag de dag. Het rendement van de 280MW gasturbine waar ik op dit moment mee werk, zit rond de 45% rendement. Daar heeft een grote diesel totaal geen moeite mee. De turbine word economisch rendabel door het gebruik van een afgassenketel waarmee nog plusminus 150MW word terug gewonnen met behulp van een stoomturbine. Dat maakt het rendement van deze installatie leuk. Maar de turbine op zich is geen hele efficiente installatie door het grote compressorverlies, oftewel deze heeft last van dezelfde problemen als de diesel en otto motor.

We gaan nog dieper op de materie in. In een Carnot-proces neem je aan dat alle gebeurtenissen plaatsvinden bij thermodynamisch evenwicht. Er is dan sprake van zogenaamde reversibele processen, waarbij de entropie gelijk blijft. Voor dergelijke processen kan je afleiden hoeveel nuttige arbeid je kan behalen per hoeveelheid energie (warmte) die wordt toegevoegd in elke cyclus, het zogenaamde theoretisch rendement. Reversibele processen zijn fictief, in de praktijk neemt de entropie altijd toe tijdens een thermodynamisch proces. Maar hoe langzamer het proces verloopt, des te beter kan je de ideale cyclus benaderen. Langzaamlopende scheepsdiesels (100 omwentelingen per minuut) zijn inderdaad de meest efficiente verbrandingsmotoren, en komen bijna aan hun theoretisch maximale rendement.

Een gasturbine heeft een constante verbranding, en dus is de gemiddelde temperatuur van het medium in de cyclus gelijk aan de verbrandingstemperatuur (dus een hoge werktemperatuur). Bij een verbrandingsmotor neemt de temperatuur snel af tijdens de expansieslag, en dus is de gemiddelde temperatuur een stuk lager dan de verbrandingstemperatuur. Doordat de gasturbine bij hoge gemiddelde temperatuur werkt kan je een hoog rendement halen, zelfs al zijn de compressieverliezen niet te verwaarlozen.

Bij een gasturbine hebben de uitlaatgassen nog een flinke hoeveelheid energie. Maar die energie is beschikbaar als een relatief koud gas bij lage druk. Een dergelijk gas heeft een lage exergie (de exergie is een maat voor de hoeveelheid nuttige arbeid die je aan een medium kan onttrekken). Je kan de uitlaatgassen dus niet gebruiken om mechanische arbeid mee te leveren. Je kan wel proberen om de warmte nog te gebruiken voor "laagwaardige" toepassingen, zoals ruimteverwarming (soms in de vorm van "stadsverwarming"). Dit noemt men ook wel "bottoming out" en wordt toegepast in electriciteitscentrales en op schepen. In een auto kan je een turbolader gebruiken om de resterende energie van de uitlaatgassen te benuttigen.

Je moet bij claims over "rendement" altijd erg oppassen. Een gasturbine heeft een maximum theoretisch rendement van rond de 50%. Dus als een turbine wordt gelabeld als "45%" dan kan dat ofwel echt 45% zijn, of 45% van 50%. Bij hoog-rendements CV ketels wordt je helemaal genept. Daar claimt men makkelijk 98%. Wat men bedoelt is 98% van het theoretisch rendement, en het theoretisch rendement is ongeveer 0%. In een CV-ketel maak je namelijk lauwwarm water bij atmosferische druk - daar kun je dus totaal geen mechanische arbeid uithalen, dus alle warmte gaat verloren.

[Martin245]

Ik ga offtopic wel even mee, al denk ik dat we (goedbedoeld) wel veel te ver gaan, zeker op een autoforum waarvan elk lid rijdt met een motor waarvan de techniek serieus is achterhaald. (118 PK uit een 2,3 ltr blok..... De BMW van m'n baas perst er 2x zoveel uit zonder compressor, turbo, enz. en verbruikt nog minder ook > )

Bij een gasturbine hebben de uitlaatgassen nog een flinke hoeveelheid energie. Maar die energie is beschikbaar als een relatief koud gas bij lage druk. Een dergelijk gas heeft een lage exergie (de exergie is een maat voor de hoeveelheid nuttige arbeid die je aan een medium kan onttrekken). Je kan de uitlaatgassen dus niet gebruiken om mechanische arbeid mee te leveren. Je kan wel proberen om de warmte nog te gebruiken voor "laagwaardige" toepassingen, zoals ruimteverwarming (soms in de vorm van "stadsverwarming").

Het leuke is dat de modelbouw hier wel een antwoord in heeft gevonden (kom nu niet met rendementscijders, daar heeft echt nog niemand naar gekeken): Vanwege de afmetingen moeten modelbouwturbines veel hogere toeren draaien dan een scheeps- of vliegtuigturbinemotor. (tussen de 80.000 en 120.000 rpm!!!) Hierdoor is het niet mogelijk aandrijving van de turbineas af te nemen. Dit is opgelost door een tweede turbinewiel achter de eerste te zetten. Dit wordt aangedreven door de uitstromende gassen en gebruikt om een achteras (dragster, mini-tractor puller) of een rotor (helicopter) aan te drijven. Ik heb van redelijk dichtbij de bouw van een motor voor een minipuller mogen meemaken. Het mooie hierin is dat er echt een hoop tijd is gestoken in het bepalen van de gasstromen, zodat het tweede turbinewiel zoveel mogelijk uitstromende gassen kon meepakken. Die dingetjes produceren overigens een waanzinnig geluid. Schaal 1 op 8 in bouw, schaal 1 op 1 in geluid.... :o

Je moet bij claims over "rendement" altijd erg oppassen. Een gasturbine heeft een maximum theoretisch rendement van rond de 50%. Dus als een turbine wordt gelabeld als "45%" dan kan dat ofwel echt 45% zijn, of 45% van 50%. Bij hoog-rendements CV ketels wordt je helemaal genept. Daar claimt men makkelijk 98%. Wat men bedoelt is 98% van het theoretisch rendement, en het theoretisch rendement is ongeveer 0%. In een CV-ketel maak je namelijk lauwwarm water bij atmosferische druk - daar kun je dus totaal geen mechanische arbeid uithalen, dus alle warmte gaat verloren.

Daar wordt ook aan gewerkt (er is zelfs voor de consument een subsidie voor te krijgen): Een aantal fabrikanten is bezig met de laatste loodjes van de ontwikkeling van de warmtekrachtcentrale. Hier wordt een Stirling-motor toegepast welke zijn warmte onttrekt aan de restwarmte van de CV. Die Stirling-motor drijft een generator aan, welke zijn opgewekte elektriciteit terug levert aan het net. Remeha had eigenlijk afgelopen maand de definitieve versie in de markt willen zetten (nadat er 100 testapparaten in het land waren uitgezet) maar het blijft een beetje stil....

[Volvo 142 B23]

We gaan nog dieper op de materie in. In een Carnot-proces neem je aan dat alle gebeurtenissen plaatsvinden bij thermodynamisch evenwicht. Er is dan sprake van zogenaamde reversibele processen, waarbij de entropie gelijk blijft. Voor dergelijke processen kan je afleiden hoeveel nuttige arbeid je kan behalen per hoeveelheid energie (warmte) die wordt toegevoegd in elke cyclus, het zogenaamde theoretisch rendement. Reversibele processen zijn fictief, in de praktijk neemt de entropie altijd toe tijdens een thermodynamisch proces. Maar hoe langzamer het proces verloopt, des te beter kan je de ideale cyclus benaderen. Langzaamlopende scheepsdiesels (100 omwentelingen per minuut) zijn inderdaad de meest efficiente verbrandingsmotoren, en komen bijna aan hun theoretisch maximale rendement.

Een gasturbine heeft een constante verbranding, en dus is de gemiddelde temperatuur van het medium in de cyclus gelijk aan de verbrandingstemperatuur (dus een hoge werktemperatuur). Bij een verbrandingsmotor neemt de temperatuur snel af tijdens de expansieslag, en dus is de gemiddelde temperatuur een stuk lager dan de verbrandingstemperatuur. Doordat de gasturbine bij hoge gemiddelde temperatuur werkt kan je een hoog rendement halen, zelfs al zijn de compressieverliezen niet te verwaarlozen.

Bij een gasturbine hebben de uitlaatgassen nog een flinke hoeveelheid energie. Maar die energie is beschikbaar als een relatief koud gas bij lage druk. Een dergelijk gas heeft een lage exergie (de exergie is een maat voor de hoeveelheid nuttige arbeid die je aan een medium kan onttrekken). Je kan de uitlaatgassen dus niet gebruiken om mechanische arbeid mee te leveren. Je kan wel proberen om de warmte nog te gebruiken voor "laagwaardige" toepassingen, zoals ruimteverwarming (soms in de vorm van "stadsverwarming"). Dit noemt men ook wel "bottoming out" en wordt toegepast in electriciteitscentrales en op schepen. In een auto kan je een turbolader gebruiken om de resterende energie van de uitlaatgassen te benuttigen.

Je moet bij claims over "rendement" altijd erg oppassen. Een gasturbine heeft een maximum theoretisch rendement van rond de 50%. Dus als een turbine wordt gelabeld als "45%" dan kan dat ofwel echt 45% zijn, of 45% van 50%. Bij hoog-rendements CV ketels wordt je helemaal genept. Daar claimt men makkelijk 98%. Wat men bedoelt is 98% van het theoretisch rendement, en het theoretisch rendement is ongeveer 0%. In een CV-ketel maak je namelijk lauwwarm water bij atmosferische druk - daar kun je dus totaal geen mechanische arbeid uithalen, dus alle warmte gaat verloren.

Even laatste berichtje van mij richting offtopic:

Uitlaatgassentemperatuur is 590 graden en word gebruikt om stoom te produceren. Hiermee word een HIL (High Intermediate Low) pressure turbine aangedreven. Dit is een lage druk diabolo icm een HI diabolo. Deze stoomturbine levert een kleine 150MW. Icm de gasturbine goed voor 435MW. Het rendement van de gasturbine is ong. 45%. Daarbij is dus een grote winst behaald met de stoomturbine. De compressor van de compressor in de gasturbine neemt geloof ik 40% van het vermogen op. Dat betekend dus om en nabij de 200MW vermogen voor de compressor.
Over de rendementen van de diesels: ik snap een carnot proces en begrijp dus ook wat je bedoeld met theoretisch rendement. Ik heb de verschillende berekeningen mbt tot thermisch rendement, theoretisch rendement, wrijvingsverliezen enz. ook moeten maken bij mijn opleiding. Maar het klinkt alsof je een stukkie verder bent met deze materie dan ik, toch denk ik dat scheepsdiesels altijd een stappie voor zullen blijven op turbines zolang deze voor commerciele doeleinden gebruikt gaan worden. Voordeel van de gasturbine: draait veeeeel langer met stukken minder onderhoud.