E85, förgasare och rejält förvärmd luft?

[JohnA]

Det talas ju ofta om att förvärmd luft är viktigt när man konverterar till 100% E85-drift. Min gamla förgasarmotor tycks klara 30-35% E85 innan den börjar rycka och jag antar att ryckningarna innebär att ett och annat kolvslag misständer vilket så klart betyder ökad bränsleåtgång till ingen som helst nytta.

För att få den fetare blandning som behövs för att köra på en högre andel etanol brukar man öka bränslemängden, men åtminstone teoretiskt uppnås samma resultat genom att värma luften så att den innehåller färre syremolekyler vid samma volym. Motorn blir förstås svagare men det finns ju oftast goda marginaler. I praktiken antar jag att en allt för het insugsluft både kan göra saker med förbränningen och framför allt smälta plastdetaljer, torka ur gummipackningar m.m. Så HUR mycket behöver man värma för att ekvationen ska gå ihop utan att några bränslemunstycken ändras?

Bakgrunden till frågan är målet att köra på 100% E85 med så små modifieringar som möjligt och samtidigt ha kvar möjligheten att köra på ren bensin utan större förbrukning eller skitigare avgaser än vanligt. Om 100% E85 utan byten av förgasarmunstycken är omöjligt kan jag förstås tänka mig en kompromiss med t.ex. 20% Bensin.

Att ordna rejäl (och lätt urkopplingsbar) förvärmning via avgasröret är enkelt. Till detta har jag tänkt ordna en utloppsnippel i botten av flottörhuset via en ventil och ett T-rör strax innan motorns mekaniska bränslepump. Genom att öppna ventilen tömmer man förgasaren på E85 om motorn blivit för kall för att starta på detta bränsle. Därefter fyller man upp flottörhuset med ren bensin från en mindre tank via en hand- eller elpump och startar. Motorns mekaniska pump späder sedan ut startbensinen medan luftförvärmningen kommer igång.

Aningen mer mickel än att byta munstycken men också mer flexibelt. Frågan är bara hur långt man kan höja andelen E85 i huvudtanken genom att endast förvärma insugsluften ordentligt?

[ahman]

Kallstart kan man göra enkelt med en enkel spolarvätskebehållare med pump som man har bensin i och som man styr med en knapp så att man kan ge lite bensin direkt i insuget. Man kan även sätta en 100w lampa eller en 12v hårtork som blåser in varmluft i luftfilterburken. Det blir lite som att glödga en diesel :-)

har du en nyare bil med insprutning så kan du montera en justerbar bränsletrycksregulator.  Jag satte ett motstånd till insprutningens tempgivare som fick vara inkopplad tills motorn hade uppnåt normal arbetstemperatur den får då en fetare blandning tills motorn har blivit varm.  kolla på www.etanolbil.eu

[torbjorn]

Luftens densitet minskar inte så mycket genom (rimlig) uppvärmning att det kan ersätta en riktig konvertering av förgasaren med uppborrning av munstycken etc. Däremot är luftförvärmning mycket bra av andra skäl, framför allt att säkerställa fullständig förångning av etanolen. I gamla uppgifter (forskning om etanoldrift av förbränningsmotorer på KTH omkring 1925) anges att man bör reglera förvärmningen så att gastemperaturen i insugningsröret är 25-30 °C, det motsvarar lufttemperatur 100-120 °C före förgasaren. I praktiken behöver man nog inte gå riktigt så långt med "moderna" förgasare som är bättre på att finfördela bränslet. Men man ska komma ihåg att det går åt mycket värme för att förånga E85. Om luft och bränsledimma har samma temperatur före förångningen, så sjunker temperaturen 83 °C i och med förångningen!

Justerbara bränsletryckregulatorer använde man i etanolkonverteringens barndom för ca 10 år sedan men de betraktas numera som något katten har släpat in. Problemet är att det inte finns några sådana på marknaden som är av någotsånär bra kvalitet och tillräckligt pålitliga för att användas i en vardagsbil, men i en hobbybil som man pysslar om mer än man kör med den så duger de kanske.
Vissa typer har tendens att läcka (t ex membran av dålig kvalitet eller gjutna delar som slår sig med tiden så det börjar läcka runt kanten), andra är långtidsostabila och måste justeras stup i kvarten, ytterligare andra är mycket känsliga för bränsleflödet i returledningen, så att bränsletrycket varierar i takt med returflödet.
Ska man etanolkonvertera en insprutningsbil idag brukar man använda ett s k piggybacksystem för att förlänga spridarnas öppningstid lagom mycket, det finns många olika sådana på marknaden och prisnivån är ungefär densamma som för en justerbar tryckregulator. De flesta piggybacksystem har inbyggd kallstartsfunktion och många av de modernare kan hantera omställning mellan E85- och bensindrift mer eller mindre automatiskt, åtminstone om de används på en bil med lambdareglering.

[JohnA]

Utan att tänka på riktigt tänkte jag ett ögonblick att både öka temperaturen på insugsluften och minska syreöverskottet genom att slå till med ett rejält EGR-trick, d.v.s. blanda in avgaser. När jag sedan försökte tänka mer på riktigt insåg jag att problemet med etanol i en orörd förgasare inte är att det finns för många syremolekyler utan att det blir för glest mellan etanolmolekylerna. Om man späder ut syret med andra skräpgaser lär det inte bli lättare att få eld på blandningen.

Men OM man blandar in avgaser i etanolförbränningen, händer då samma saker som när man kör på den bensin? För visst var det så att det är kväveoxiderna man vill ta död på och att det sker genom att förbränningstemperaturen sjunker? Men varför sjunker den? Inverkar EGR-systemen något på bränsleförbrukningen?

Någon som kan förklara varför det är svårt att få fart på en allt för mager bränsle-luftblandning? Är det helt enkelt så att flamfronten får svårt att sprida sig när allt för många molekyler av syre och ej brännbara gaser ger allt för stort avstånd mellan bränslemolekylerna? -Att det mycket väl kan tända precis intill tändstiftet men resten av blandningen förblir oförbränd? En dieselmotor kan vad jag förstått gå med hur mager blandning som helst men där är det ju lufttemperaturen som tänder bränslet, d.v.s. varenda kubikmillimeter av bränsle-luftblandningen verkar som närområdet i ett tändstifts luftgap.

Nu vet de flesta motormicklare att det är skillnad på knackning och det som sker i en dieselmotor, även om det finns vissa likheter, och att knackning gnager sönder motorn i längden. Men om vi bortser från detta, borde inte knackning ge en möjlighet att tända magrare blandningar? Vad jag förstått är knackningen en oönskat hastig förbränning vars energi är svår att hinna utvinna med den relativt långsamma kolven. Nej jag tror inte jag är någon motorteknisk revolution på spåren utan försöker mest få de olika faktorerna att hänga ihop i skallen. 

När jag med blott fjun på överläppen körde min första moped lade jag märke till ett lustigt fenomen. Mopeden var helt otrimmad/odrevad men gick ändå förvånansvärt fort. Det enda jag experimenterade med var tändläget och ställbart munstycke. (munstycket var nog en smula olagligt ändå) I stark medvind och långa nedförsbackar hände det att motorn började knacka hårt, lite som en dieselmotor. Varje kolvslag lät som att en liten hammare slog på gjutjärnscylinderns kylflänsar. När detta väl inträffade kunde jag rycka loss tändkabeln och köra flera kilometer tills farten gick ner under det motorvarv där miraklet fungerade. Varken nyttigt för tändsystemet eller motorn, men det var ju så kul...

Vill minnas att Saschmotorerna hade relativt hög kompression, vilket borde vara en "bra" grund för fenomenet. Jag sotade ur motorn ganska ofta och hade inget konstigt eller ovanligt mjukt/varm tändstift. Det mest intressanta jag TROR mig minnas är att när knackningen väl inträdde kunde jag smyga till det ställbara munstycket ytterligare en aning, alltså minska bränsletillförseln. Minns jag fel eller hänger detta ihop med dieselmotorbesläktad tändning? Kan det vara så att en bensin-/etanolmotor kan gå aningen snålare vid höga varv om den spikar?

Som sagt, jag tror mig inte vara något fantastiskt på spåren. Ingen kolvmotor är vad jag vet effektiv vid höga varv så den eventuella förbättringen är enbart relativ. Dessutom sliter det hårt på kolv, lager och vevmekanismen. En dieselmotor tänder visserligen bränslet på likartade grunder men där sprutas bränslet in successivt just för att det inte ska bli ett våldsamt knackningsförlopp och för att kolven ska hinna med att utvinna energin bättre.

Hmm... Vad händer om man blandar mer eller mindre diesel i bränslet till en bensin-/etanolmotor? Har för mig den börjar knacka hysteriskt till följd av att trycket och värmen lätt tänder hela dieselprocenten och att den brinner upp snabbt och okontrollerat. Kan det vara så att ju hårdare motorn belastas, desto mindre procent diesel behövs för att ge knackning?

Och vad händer i det omvända fallet, alltså en varierande procent bensin eller etanol i tanken till en dieselmotor?
(utöver att insprutningspumpen borde ligga farligt till) Experiment har gjorts där man tillför ett sekundärt bränsle
via insugsluften, (t.ex. bensin, gasol eller gengas) men det sliter hårt på motorerna just för att sekundärbränslet brinner för fort.

[torbjorn]

Hmm... Vad händer om man blandar mer eller mindre diesel i bränslet till en bensin-/etanolmotor? Har för mig den börjar knacka hysteriskt till följd av att trycket och värmen lätt tänder hela dieselprocenten och att den brinner upp snabbt och okontrollerat. Kan det vara så att ju hårdare motorn belastas, desto mindre procent diesel behövs för att ge knackning?

Och vad händer i det omvända fallet, alltså en varierande procent bensin eller etanol i tanken till en dieselmotor?
(utöver att insprutningspumpen borde ligga farligt till) Experiment har gjorts där man tillför ett sekundärt bränsle
via insugsluften, (t.ex. bensin, gasol eller gengas) men det sliter hårt på motorerna just för att sekundärbränslet brinner för fort.

Med bensin- eller etanolinblandning i bränslet till en diesel får man kraftiga "dieselknackningar" men orsaken är tvärt emot den man kanske tänker sig i första hand. I en dieselmotor är det ju mening att tändning ska ske så snart bränslet börjar sprutas in, och sedan fortsätter bränslet sprutas in i samma takt som det brinner upp. Men om tändningen fördröjs, så blir det en kraftig knackning när bränslet väl tänder (och det redan har sprutats in en ansenlig mängd i cylindern). Och det är just vad som händer om man blandar ut dieseloljan med något som är svårare att antända med kompressionsvärme.

Jag har sett ett fall där en dieselmotor hade fått 25-30 % bensin i bränslet. Det var på en repövning, en hjullastare hade tankats med tre eller fyra jeepdunkar och det råkade vara bensin i en av dem. Motorn gick bra att starta, den gick också bra att köra på tomgång eller "tomvarva". Men den tålde inte belastning alls utan knackade så kraftigt att man inte vågade köra vidare utan bogserade tillbaks hjullastaren till regementet. Man misstänkte något konstigt problem med luft i bränslesystemet eller möjligen trasig topplockspackning. När den väl hade kommit in i en varm verkstad och stått där över natten så visade det sig att det luktade bensin ur tanken. Efter bränslebyte gick den bra igen.