Brutal ekonomitrimning, -halvera bensinmotorn!

[Jäger-hans]

Blir det inte lättare att köra moped till jobbet, istället för att knep
a på motorbyggnationer? Det lönar sig nog till 100% med tanke på hur liten förbrukning en moped har..
+ att du slipper spendera både pengar och timmar i ett garage för att bygga en mirakelmotor. 

[JohnA]

Mot min vilja men ändå med ett mått av entusiastisk nyfikenhet är det nu dags för sanningens ögonblick! Det som till i måndags varit ett av mina bästa bilköp, en fiat 127 från -81 med 1050cc OHC-motor började skramla misstänkt. Ett vevstakslager är skuret och vevaxeln bortom räddning. Dessutom har det länge bubblat olja ur vevhusventilationen p.g.a. slitna kolvringar. Inget att förlora förutom arbetstiden med andra ord.

Vevaxeln är femlagrad så det är tyvärr på tok för trångt för att plocka ur kolvarna underifrån. Inte ens min idé att spräcka dem i bitar med en huggmejsel låter sig göras eftersom stakarna inte kan vridas så mycket att kolvbultarna kan passera vevaxellagren.

Jag ska nu tillverka ett specialverktyg för att få loss de illa placerade topplocksmuttrarna. När kolvarna är ur går jag loss på kamaxeln med vinkelslipen för att döda ventillyftet och sedan får pinnsvetsen göra sitt med oljekanalerna i vevaxeln.

Jag hoppas ha en trött men körbar bil i slutet av nästa vecka och om det inte funkar har jag i alla fall äntligen fått svar på frågan om brutaltekniken fungerar. Bilen har hittills druckit drygt 0,6 i 80km/h och håller motorn bara några tiotal mil räcker det i alla fall för att se om kolvamputationen gör någon skillnad på törsten. Tack och lov finns bra bussförbindelser längs hela min vardagliga landsvägsrutt, fiaten är inte tyngre än att jag själv kan knuffa den av vägen och volvovalpen står redo hemma som bärgare.

Håll nu tummarna för ett framgångsrikt experiment!

[JohnA]

Svar till Jäger-Hans: Moppe (helst då med fyrtaktare) är absolut en trevlig idé men det funkar illa till 16 mil om dagen uppdelat på fyra etapper. Ännu sämre blir det av att försöka få med både 50kg hund och nioårig son. Flakmoppe möjligen då...

Även om moppe skulle funkat i mitt fall är en stor del av poängen med hela projektet att få svar på frågan om motorhalveringen funkar annat än bara i teorin. Att bilen blir körbar med tillräckliga prestanda vet jag redan efter test med två avstängda tändstift.

Utan bromsande kolvar kan det bara bli bättre. Återstående frågan är hur det blir med obalansen. De två kolvar som får sitta kvar är trean och fyran, d.v.s. två närliggande och motgående. Detta ger oförändrad statisk balans men rimligen ger kolvarnas vikt en wobblande obalans av värre karaktär än hos en fabriksbyggt trecylindrig motor med 120 graders vevaxel.

Att halvera kolvfriktionerna och pressa återstoden maximalt borde förbättra verkningsgraden. Det som kan bli ett allvarligt bakslag är om vibrationerna sliter hårt på maskineriet eller om den ökade belastningen på de kvarvarande kolvarna/stakarna snart leder till ett nytt motorhaveri på den redan slitna maskinen. Men motorn är ju redan helt kört bortom försvarbar renovering så det är bara å testa!

[JohnA]

Motorkonverteringen har nu fått sin egen mekarblogg:
http://em34.mine.nu/OFFTOPIC_127downsizing/

I skrivande stund återstår att sätta fyra kammnockar ur spel,  skruva ihop maskineriet igen, fatta startnyckeln och hålla tummarna...

[Misse]

  Klart det håller å funkar, jag har ju gjort så flera ggr på gamla risiga skrothögar

Har för övrigt själv en skaplig Fiat 127 med 1050 cc motorn. 11900 mil. Ligger också kring 0,6 vid lugn körning, mest beroende på den låga fyllnadsgraden pga alltför låg utväxling.
Ska förhoppningsvis få upp komp i 14 kilo istället för originalets 9. Se vad förbrukningen blir med E85 bränsle.

Kul du försöker med din Fiat!

[JohnA]

Idag blev det fem kilometers provkörning med resultat över förväntan! Prestanda ungefär som väntat men motorn HÖLL IHOP också! 

Folk på andra forum har rapporterat att mekarbloggen har varit omöjlig att se och det tycks bero på något DNS-fel nu igen...
Om det inte fixat sig kan de intresserade testa min nuvarande IP-adress: http://81.231.116.139/OFFTOPIC_127downsizing/index.htm

När internetteriet funkar som det ska når man mekarbloggen via
startsidan på http://elektroarkivet.se

Jag klistrade ihop en film idag och lade ut den på Youtube:

Fiat 127 P-twin 525cc _02.wmv

[Vargerik]

Ytterst ballt!

[ollebolle]

Det var tjusigt ska jag säga. Välkommen med resultatet i liter per tio mil som det ska vara nu av nån anledning. Ska jag gissa att du får ned förbrukningen 8 %.

Jag har mätare på bilen och den visar nästan 20 % lägre förbrukning nu när det blivit varmare. Har haft svårt att komma under 8,3 liter/tio mil men nu hade jag 7,0. Kan vara lamdan som spökar kanske. Annars går det väl lite mindre också då man slipper så kalla starter.

[JohnA]

Känner mig lite bakis idag för den första slarvmätningen visar 6,3, alltså samma förbrukning som i höstas långt innan haveriet och ombyggnaden. Jag kan förstås ha gjort något mätfel och det är heller ingen bra vetenskaplig metod att förlita sig på det automatiska frånslaget i bensinpumpen. I synnerhet inte när mätvolymen bara är 10,7 liter. 

Om minskningen varit de 15-20% jag hoppats på tror jag ändå det hande kunnat anas. Vi får se vad den fortsatta körningen ger.
Motorn funkar i alla fall över förväntan rent mekaniskt. Dess mekaniska balans är utmärkt men vibrationerna desto större från de glesa kraftpulserna. Både ljudet och gången påminner mer om den encylindriga fyrtaktaren jag har i min Heinkel MC-bil än om de tvåcylindriga 360-gradersmotorer som sitter i Fiat 126.

Är förbrukningsmätningen hyfsat korrekt kan det förstås vara en tankevurpa i mina motorteorier men det kan också bero  på att jag utgått från en motor med mycket slitna kolvringar och cylinderlopp. -Nu när belastningen på de kvarvarande kolvarna ungefär fördubblats ökar också förbiblåsningen.

Tiden får utvisa hur det verkligen är med förbrukning och hållbarhet men jag kan i alla fall trösta mig med att jag utan kostnad fått rull på en bil som egentligen var dömd till skrot med ett så allvarligt motorfel som skuret vevstakslager.

Till sommaren hoppas jag kunna åka riktigt snålt med dieseldriven påputtarkärra bakom min trehjuliga Heinkel!

[Tapio]

Halaj!

Jag är inte helt säker på att blow-by ökar med ökad belastning. Trycket pressar ringarna mot cylinderväggen mer ju högre tryck.

Däremot får man tänka på att du nu har allting överdimensionerat, för din effekt, främst drivlina, men även pumpar mm. En överdimensionerad växellåda t.ex. innebär onödiga friktionsförluster.

//T

[Misse]

Enligt Per Gillbrand, Saabs motororakel om jag nu minns rätt, så innebär en halvering av motorvolymen på en bil i given hastighet en förbrukningsminskning på 25 %

Men så bra blir det inte här eftersom tex oljepumpen nu är onödigt tungdriven, en oljepump snor ganska mycket energi.

En till faktor att räkna med är att när du nu gasar mycket mer än tidigare för att få lagom fart så får den fetare blandning än nödvändigt..?? Förgasare brukar ju vara så att det blir lite extra fet blandning nära fullgas..?

[torbjorn]

En till faktor att räkna med är att när du nu gasar mycket mer än tidigare för att få lagom fart så får den fetare blandning än nödvändigt..?? Förgasare brukar ju vara så att det blir lite extra fet blandning nära fullgas..?

Jo, så är det ju med tvåstegsförgasare där det andra steget ger fetare blandning än det första (åtminstone om det andra steget är mekaniskt styrt, om det är vakuumstyrt så krävs det dessutom stort luftflöde genom förgasaren som ger stort undertryck i förgasarhalsen, för att andra steget ska öppna). Men på en enkel fallförgasare som jag skulle tro att den här Fiaten har, så brukar fullgasanrikningen ske med s k ekonostat, dvs en anordning med ett extra huvudmunstycke som sitter högt upp i förgasaren, ofta i locket. I och med att det munstycket är placerat ovanför bränslenivån i flottörhuset så sugs det inte ut något bränsle där förrän vid stort luftflöde genom förgasaren, dvs kombination av fullgas och högt varvtal. Nu när motorn bara har halva den cylindervolym som förgasaren är tänkt för, så kommer man nog aldrig upp i så högt flöde att ekonostaten bidrar med något extra bränsle.

[JohnA]

Det där att kolvringarna pressas hårdare mot cylinderväggarna vid högre förbränningstryck stämmer bra, men med slitna ringar är ändgapen också större och där borde det kunna pysa. Å andra sidan är det sannolikt en relativt liten passage och när det är snurr på motorn hinner det sannolikt inte ut lika mycket som vid tomgång.

B20-motorn i min volvovalp har vändkant i en av cylindrarna och går aningen ojämnt på tomgång vilket jag antar beror på den skadade cylinderns sämre kompression. Strax över tomgång blir gången helt utmärkt och man kan inte ana att det läcker.

Men min slitna fiatmotor byggde ganska mycket övertryck i vevhuset redan som fyrcylindrig och det trycket kan mig veterligen bara komma från blow-by. Eftersom min "nya" tvåcylindriga maskin har motgående kolvar blir det inga dynamiska tryckväxlingar som på enstånkor och twinnar med 360 graders vevaxel.

Om man väger pysandet i vevhusventilationen mot stormen i avgasröret borde man kunna dra slutsatsen att blow-by kanske ändå inte har så stor betydelse för bränsleförbrukningen?

------

Nej det jag funderat på senaste dagarna är förgasaren. Hela vintern har den krånglat trots rejäl rengöring. Automatchoke är sällan bra när den börjar bli till åren och på min motor krånglar den rejält. Däremot verkar det INTE som att den hakar upp sig i stängt läge när motorn är varm.

Det jag funderar över är hur blandningen påverkas vid låga varvtal och varierande gaspådrag. Jag är tyvärr inte förgasarexpert utan har bara de grundläggande kunskaperna. Mängden bränsle avgörs av hastigheten på luften förbi förgasarhalsen och den hastigheten avgörs i sin tur av produkten av spjällets öppningsvinkel och motorn varvtal.

Men hur funkar det i detalj när förgasaren sannolikt är överdimmensionerad? Och ÄR min förgasare verkligen för stor bara för att cylindervolymen halverats? Jag tror man ofta gör misstaget att betrakta luftflödet som en jämn ström när den i själva verket pulserar i takt med ventiltiderna. En fyrcylindrig motor med gemensam förgasare får rimligen ett mer konstant flöde än en motor med färre cylindrar. I min motor med ojämn tändföljd får den "första" cylindern själv dra igång flödet medan den andra som suger in bara 180 grader senare säkert har ett lättare jobb. Eller så blir det resonanser i insuget som helt vänder på förhållandet...?

Men det viktiga i mina funderingar är hur blandningsförhållandet påverkas om flödet styrs mer av motorns sugande än av spjällets öppningsvinkel. När en motor arbetar på låga varv blir luftflödet mer pulserande och dessutom borde förgasarspjällets strypning ha mindre betydelse för den insugna luftmängden.

Att trampa gasen i botten brukar inte ha någon märkbar effekt annat än vid höga varvtal oavsett cylinderantalet. På en mer kraftfull motor spelar det inte någon större roll om motorn får en fetare blandning under de korta tider förgasaren är onödigt stor men på en klent dimmensionerad motor hamnar man ju ständigt i detta tillstånd.

Frågan är helt enkelt om en förgasare ger fetare eller magrare blandning vid lågvarvig segdragning när spjället är helt öppet än då det är på halvgas? (som kanske ändå inte är mer än vad motorn just då klarar att flöda för)

Om jag sedan har märkliga ojämna pulsationer genom min förgasare kanske insugsluften kan vända och hinna suga in en extra skvätt bensin till varje kolvslag...

Eftersom förgasaren på min motor ändå krånglar med ojämn tomgång och omväxlande tokrusning eller tjyvstopp vid kallstart ska jag se om det går att skruva dit en Fiat 126-förgasare. En sådan är ganska lik i diametern men dimmensionerad för en 594-kubiks tvåcylindrig motor vilket borde vara mer rätt i mitt fall. Den saknar också accelerationspump vilket kanske får viss betydelse när man så lätt hamnar i ständiga trampande med högerfoten. Till sist har den en lustig (typiskt för vissa weberförgasare) kallstartventil som fungerar som en extra miniförgasare med fet blandning istället för vanlig chokemekanism. Det senare är ingen direkt fördel och avsaknaden på acc-pump är irriterande märkbar när motorn är kall.

Hur som helst är det snart dags för en ny fulltankning och idag har jag försökt köra med minsta möjliga gaspådrag istället för som första dagen med "pjäxan i pannrummet".  Ska bli intressant att se om försiktighetsgasandet gjort någon skillnad på förbrukningen för då är kanske min förgasarteori bekräftad.

[Tapio]

Halaj!

Där sa du nåt. Vevhusventilationen. All bränsle som undlipper via blow-by borde gå tillbaka till motorn via Vevhusventilationen och därför borde blow-by inte ha någon större inverkan.

Angående förgasaren; titta på stiften. De skall vara chokladbruna vid korrekt bränsleblandning. Vita om mager och svarta vid fet blandning.

//T

[torbjorn]

Det är länge sedan tändstift blev chokladbruna, den bruna färgen var typisk för motorer som kördes på blyad bensin. Om man ser brunaktiga tändstift idag så är det förmodligen oljerester - antagligen för att tändstiftet har använts i en tvåtaktsmotor eller en motor som drar mycket olja. Det vanliga är att tändstiften är ljusgrå eller möjligen ljusbruna när de går i en fyrtaktsmotor som är i bra skick. Om motorn körs på E85 kan det rosa färgämnet smitta av sig och ge en lite mer rödaktig färgton.

Men när det gäller förgasare för motorer med få cylindrar i drift, så är ju det ett intressant problem. Om det inte går något luftflöde alls genom förgasaren så får det ju inte rinna ut något bränsle genom spridaren/emulsionsröret/huvudmunstycket, luftflödet och undertrycket i venturit måste suga upp allt bränsle. När vi nu på den här Fiaten har två insugningstakter omedelbart efter varandra och sedan en "lång" paus innan det sugs luft genom förgasaren nästa gång, så kan det tänkas att bränslepelaren i emulsionsröret hinner sjunka tillbaka under pausen. I början av den första insugningstakten kommer då motorn bara att få luft innan förhållandena har stabiliserat sig, men vid den andra insugningstakten kan man anta att det blir rätt bränsleblandning. Det märktes tydligt när jag flyttade över förgasaren från en VW Polo till en 2-cylindrig Lloydmotor, att bränsleblandningen blev alldeles för mager. I synnerhet på låga varvtal (men uppenbarligen ganska oberoende av gaspådrag).

[JohnA]

Intressant det där om lloydmotor med VW-förgasare, det låter också rimligt att en pulserande flöde skulle kunna ge magrare blandning från en förgasare som är dimmensionerad för ett jämnare flöde.

lloydmotorn har mig veterligen den vanligare 360-graders vevaxeln så överfört till min 180-gradersmotor borde avmagringen bli ännu värre. Jag har inte märkt några tendenser till mager gång, däremot är tomgången ostadigare än innan jag plockade ur två kolvar. Det KAN förstås bero på ändrade flöden men också på något mekaniskt knas som uppstått i länkaget medan jag mekat. Ostadig tomgång har jag också lokaliserat till en glapp fördelare på en helt annan motor men jag tror inte det är fallet med min "halvmotor".

-------------------

Detta med utväxlingsförhållanden är ett intressant område. Det är inget att förvånas över att en bil som tidigare gick mjukt och smidigt i en given hastighet på högsta växeln istället blir "stånkig" när hälften av kolvarna åker ur. Rimligen spetsas vridmomentkurvan till, d.v.s. motorns effektiva arbetsområde minskas underifrån. Fler växlar skulle behövas när färre kolvslag kan hjälpas åt.

Kanske inte helt fysikaliskt korrekt, men jag antar att en för att kompensera en halvering av kolvantalet behöver man fördubbla motorns varvtal. Fördubblar man varvtalet får man å andra sidan dubbelt så många kvadratcentimeter per sekund i kolv- och lagerfriktion. Trots den grova generaliseringen kan man nog konstatera att den friktionsminskande effekt jag räknat med att få genom halverandet av kolvantalet lika gärna borde kunnat uppnås genom att byta till dubbelt så stora hjul.

En kolvmotors verkningsgrad är som bäst någonstans i det mellersta varvtalsområdet. Varför den är inneffektiv vid låga varv kanske någon annan vet bättre än jag. Att höga varv inte är bra för bränsleekonomin är däremot inte så mycket att förvånas över.

Min 4:e växel har tveklöst blivit en överväxel att bara ta till i nedförsbackar och på plan mark utan motvind.

---------------------

Idag har bilen rullat nästan 60 mil efter kolvutryckningen. Rent mekaniskt har det funkat utan några som helst problem. Dagens mätning av bränsleförbrukningen är mer noga än den förra och har inte bara gett trevligare siffror än första mätningen utan också ett nytt rekord för min fiat! Men speciellt imponerande är det ändå inte med 6,0 l/100km...

Det jag gjort annorlunda de sista två dagarna är att hela tiden försöka minimera gaspådraget istället för att tungt parkera högerfoten på gaspedalen utan att märka någon större skillnad i prestandan. Jag har också blivit flitigare med växelspaken och kört längre perioder på treans växel.  Med nedväxlingar vid minsta uppförslut klarar motorn inte bara att hålla farten uppe lite bättre, det blir också mycket mindre vibrationer.

Jag har blivit mycket observant på hur motorn egentligen arbetar och kommit fram till att det bara är vid riktigt höga varvtal det går att få ut en smula mer effekt genom att trampa ner gaspedalen djupare än ca 2/3.

Fiat 126-förgasaren kanske kan fås att passa om jag tillverkar en adapterplatta men då jag behöver bilen två ggr/dag i barnveckorna får det vänta till efter helgen.

Nu är frågan om den till synes lägre uppmätta förbrukningen beror på bättre utnyttjande av motorns effektiva varvtal eller på att förgasaren ger magrare blandning när den inte tillåts öppna fullt. Jag kan förmodligen utesluta mätfel denna gång och även om skillnaden är 1/3 deciliter milen är detta trots allt det lägsta resultat jag någonsin uppmätt på denna bil.

Ska nu optimera tändinställningen som faktiskt blev ganska godtycklig efter ihopskruvningen. Ska nu ställa tändningen på gehör så att jag ligger nära spikning när motorn segar på låga varv.

Det känns också som att tre kilo i däcken har gjort viss skillnad på rullförmågan. Det kan förstås också vara bytet från vinterdäcken som fått bilen att rulla lite bättre.

Jag är fortfarande ovan vid den säkerligen halverade motorbromsförmågan och missar fortfarande 50-skyltarna...
När nu motorns friktioner är så uppenbart minskade TYCKER jag baske mig att den borde vara ordentligt snål också!

[JohnA]

Beträffande förluster från blow-by förbi kolvringarna är nog inte helt enkelt att förstå fullt ut. Att bensinångorna man går miste om återanvänds genom att vevhusventilationen mynnar ut ovanför förgasaren stämmer säkert, men dessa ångor klarar sig bara helskinnade under kompressionsfasen. Under förbränningstakten är det istället heta avgaser som blåser förbi ringarna och det kan inte vara annat än negativt för verkningsgraden. Om sedan ringarna tätar bättre under det höga förbränningstrycket än vid kompressionen vågar jag inte ens gissa.

Jag tror ändå den viktigaste ledtråden till huruvida blow-by är en märkbar förlust eller ej fås av förhållandet mellan utblåsningen i vevhusventilationen och den i avgasröret. Tänker man så känns det som en ganska försumbar förlust.

[Misse]

Min uppfattning är att en bensinmotors orkeslöshet är så stor på låga varv, beror på kamaxelns överlapp, då blir kompressionstrycket i praktiken väldigt lågt på låga varv. På högre varv så fungerar det utmärkt eftersom luftens tyngd/massa gör att det fungerar.

Sen skulle insugskanaler å annat vara oändligt mycket mindre för att motorn skulle vara lågvarvs-traktorstark, titta tex in i kanalerna på en bensingrålle...


Vid mina egna få-cylinder-motorFörsök har jag oxå haft taskig tomgång. Har berott på hög flottörnivå pga skakandet. På min 2cyl volvo B20 så gjorde det myckna skakandet att det pissade massor från Su:n

[Imp]

Min uppfattning är att en bensinmotors orkeslöshet är så stor på låga varv, beror på kamaxelns överlapp, då blir kompressionstrycket i praktiken väldigt lågt på låga varv. På högre varv så fungerar det utmärkt eftersom luftens tyngd/massa gör att det fungerar.

Sen skulle insugskanaler å annat vara oändligt mycket mindre för att motorn skulle vara lågvarvs-traktorstark, titta tex in i kanalerna på en bensingrålle...


Vid mina egna få-cylinder-motorFörsök har jag oxå haft taskig tomgång. Har berott på hög flottörnivå pga skakandet. På min 2cyl volvo B20 så gjorde det myckna skakandet att det pissade massor från Su:n

Det är ju pga bensinförbrukningen som man flyttat upp vridet och effekten i registret. Moderna motorer har väl rätt lite överlapp? Iofs så hade väl grålle mm inget alls, eller?

Sån så ber jag er hålla isär kompressionstryck och kompressionsförhållande. Det är hopplöst när folk blandar vilt mellan dessa två saker, som är två helt skilda saker också.

[Tapio]

Det är ju pga bensinförbrukningen som man flyttat upp vridet och effekten i registret. Moderna motorer har väl rätt lite överlapp? Iofs så hade väl grålle mm inget alls, eller?

Halaj!

Alla kamaxlar har överlapp i ventiltiderna. Ju högre upp i varvtalsregistret momentmax inträffar, desto mer överlapp. Typiskt, för en given motor alltså.

Min teori om att momentmax flyttats upp genom åren är att maxeffekt då ökar. Det ser ju bra ut på den tekniska specen som köparen/kunden tittar på. 110 hk ser ju bättre ut än 100 hk.
Att effekten minskar på lägre varvtal, i daglig körning, fattar inte gemene man.

Nyare bilar är hopplöst slöa på lägre varv, där man normalt ligger i daglig körning.
Det har biltillverkarna löst genom eltrotteln. Istället för en vajer mellan gaspedal och trottel har man en reostat som talar om för datorn i bilen vad du vill ha och levererar det.
Du tycker att bilen är stark som attan i botten för att du trycker till lite lätt på gaspedalen och bilen skjuter fart men i själva verket är trotteln vidöppen!

//T