Wikipedia

Paineaaltoahdin

Paineaaltoahdin on polttomoottorikäyttöön soveltuva imuilman ahdin.[1][2] Alun perin se kehitettiin suihkumoottoreissa käytettäväksi.[3] Paineaaltoahdin on pakokaasuahdin, kuten turboahdinkin, mutta paineaaltoahtimessa roottorin akseli ei siirrä ilman ahtamisessa tarvittavaa tehoa.[4] Pakosarjasta tulevan pakokaasun jäännöspaine työntää pakokaasun ahtimen pyörivään roottoriin ja työntää imuilmaa, joka siirtyy ahdettuna imusarjaan. Matalapaineinen saapuva imuilma työntää pakokaasun roottorista pakoputkeen. Dieselmoottorin tapauksessa ahtimen roottorin pyörimisnopeus voi olla vakiosuhteessa moottorin kampiakselin pyörimisnopeuteen, jolloin yksinkertainen hihnavälitys riittää. Dieselmoottori toimii ilmaylijäämällä, joten vähäisestä pakokaasun sekoittumisesta imuilmaan ei ole merkittävää haittaa. Paineaaltoahtimen onkin katsottu sopivan hyvin dieselmoottorissa käytettäväksi.[5][6][7][8] Ottomoottorin tapauksessa tilanne on toinen ja ahtimen roottorin pyörimisnopeutta on ohjattava tarkemmin.[9] Paineaaltoahtimen pyörintänopeuden optimi riippuu muistakin tekijöistä kuin moottorin käyntinopeudesta, ja moottorin pakosarjasta ahtimelle saapuvan kaasun paine on näistä tärkein.[10] Roottoria voidaan pyörittää sähkömoottorilla tai variaattorilla, jotta ahtimen roottorin nopeus saadaan optimoitua kulloisenkin kuormitustilanteen ja moottorin nopeuden mukaan.[11] Moottori sammuu, jos paineaaltoahtimen roottori jostain syystä pysähtyy. Paineaaltoahtimilla on huomattavia käyttömahdollisuuksia turboahtimien ohella ajoneuvojen moottoreiden tehostamisessa ja pienentämisessä.[12]

Remmikäyttöinen paineaaltoahdin dieselmoottorissa
Paineaaltoahdin
 1  Roottorin kotelo
 2  Roottori
 3  Roottorin kanavat
 4  Roottorin vanne
 5  Putkinapa
 6  Tuloilmakotelo
 7  Pakokaasukotelo
 8  Roottorin akseli
 9  Kytkin
10  Sähkömoottori
11  Tuloilman kanava
11' Tuloilman portit
12  Ahtoilman kanava
13  Pakokaasun tulokanava
14  Pakokaasun poistokanava
14' Pakokaasun portit

Käyttökohteita muokkaa

Lähteet muokkaa

  • Ahonen, Hannu & Honkanen, Velimatti & Krohn, Hannu & Kurki-Suonio, Ilmo & Kurki-Suonio, Tuomo & Lindell, Hannu & Merilinna, Martti & Pitkäjärvi, Martti & Pynnä, Kari & Ylönen, Raimo: TM-autosanasto. Helsinki: Yhtyneet Kuvalehdet, 1998. ISBN 951-9435-88-3.
  • Mardarescu, Vladimir; Hirceaga, Marius; Radu, Gheoghe-Alexandru; Leahu, Cristian: A Study of Parameters Influencing the Performance of a Pressure Wave Supercharger (PWS). CONAT 2010 - International Automotive Congress, October 2010, nro CONAT2010;1001, s. 19–26. Brasov, Romania: Transilvania University Press. ISSN 2069-0401. Artikkelin verkkoversio (PDF). Viitattu 12.4.2015. (englanniksi)
  • Sloniger, Jerry: Puhaltimella pirteäksi. Tekniikan Maailma, 1986, 42. vsk, nro 17, s. 20–21. Helsinki: Lehtimiehet. ISSN 0355-4287.
  • Spring, Peter: Modeling and Control of Pressure-Wave Supercharged Engine Systems. a dissertation. Zurich, Switzerland: Swiss Federal Institute of Technology (ETH), 2006. Diss. ETH No. 16490. Teoksen verkkoversio (PDF) (viitattu 12.4.2015). (englanniksi)

Viitteet muokkaa

  1. ↑ Patentti: US 4232999 Nicolaus Croes & Hansulrich Hörler & Hubert Kirchhofer: "Superchargers for internal combustion engines", 1980-11-11
  2. ↑ Patentti: US 4838234 Mayer, Andreas: "Free-running pressure wave supercharger", 1989-07-13
  3. ↑ Switzerland as the birth place of the charging technology www.swissauto.com. Sveitsi: Swissauto Wenko AG. Viitattu 23.4.2014. (englanniksi) Lainaus: "Also the pressure wave charger was invented by the Swiss company BBC in the fifties to supercharge Jet engines. In the seventies, BBC further developed this unit under the brand name Comprex to supercharge Diesel engines for cars."
  4. ↑ TM-autosanasto, s. 6, kuvateksti: "Comprex-paineaaltoahtimessa ahtopaine syntyy pakokaasujen voimalla."
  5. ↑ Sloniger, 1986. s. 20. Lainaus: "Jos kerran on ostettava dieselmoottorilla varustettu auto, on siinä ehdottomasti oltava Comprex."
  6. ↑ Sloniger, 1986. s. 21. Ensimmäinen kappale. Lainaus: "Comprex-moottorin paremmuus tavallisiin dieseleihin ja jopa pakokaasuahdettuihinkin on niin selvä, että BBC aivan oikeutetusti mainonnassaan vertaa sitä bensiinimoottoreihin suorituskyvystä puhuttaessa."
  7. ↑ Sloniger, 1986. s. 21. Lainaus: "Se on todettu, että Comprex on parhaimmillaan dieselmoottoreissa."
  8. ↑ Sloniger, 1986. s. 21. Viimeinen kappale. Lainaus: "BBC on erittäin halukas myymään lisenssivalmistusoikeuksia mille tahansa autotehtaalle. Toivottavasti se siinä onnistuu, sillä ei ole parempaa tapaa puhaltaa dieseliin lisäpuhtia kuin Comprex."
  9. ↑ HYPREX pressure wave charger www.swissauto.com. Sveitsi: Swissauto Wenko AG. Viitattu 23.4.2014. (englanniksi) Lainaus: "We came to the conclusion that the performance of the pressure wave charger is much more efficient when combined with a spark-ignition engine instead of a diesel engine. Unfortunately we had to realize, that more than we ever imagined, this mechanical controlled resonant machine is much more difficult to adjust for the large and tricky spark-ignition engine maps. The enormous thermodynamically advantages, the proverbial reliability and the direct responding speed kept us motivated all years long to press ahead with that expensive and large-scaled development of that machine. The huge progress in engine control engineering has been the biggest help."
  10. ↑ Mardarescu, 2010. Sivulla 25 (PDF:n sivulla 7). Lainaus: "The most significant parameter which has the biggest impact on the optimal rotational speed of the rotor and the supercharged air pressure is the exhaust gas pressure entering the PWS"
  11. ↑ Patentti: US 4563997 Hachiro Aoki: "Control system and method for comprex supercharger", 1986-01-14
  12. ↑ Spring, 2006. Sivulla 3 (PDF:n sivulla 23). Lainaus: "Although a TC might have a higher efficiency at its best operating point, the average efficiency of a PWS over its entire operating range is higher."
  13. ↑ Sloniger, 1986. s. 21. Lainaus: "Suomalaisillekaan laite ei ole kovin vieras, sillä Comprexia käytettiin Valmetin traktoreissa jo vuonna 1974."
  14. ↑ Kotta, Kimmo: Voimaa Linnavuoresta - Agco Power 75 vuotta (KV 08/2018) Koneviesti. 31.5.2018. Helsinki: Viestilehdet. Viitattu 29.12.2018. Lainaus: "Muinoisista turbomoottoreista saatiin kunnon tehoja vasta korkeammilla kierroksilla, kun viisari painui 1 500:n alapuolelle, ei turbosta ollut juurikaan apua. Sveitsiläiset olivat kehittäneet lähes viiveettömän Comprex-paineaalto- ahtimen, jonka avulla moottorin sitkeys ei kadonnut matalillakaan kierroksilla. Linnavuoressa testattiin uutta ahdinta heti tuoreeltaan ja melko pian voitiin julkistaa uusi moottorityyppi 411CX, joka asennettiin vuonna 1980 esiteltyyn 1203-Valmetiin. Paineaaltoahtimen Valmet-vaihe jäi kuitenkin vain 3 vuoden mittaiseksi. Ominaisuuksissa ei ollut vikaa, mutta se oli hyvin hintava. Jatkossa turbomoottoreiden väännöt saatiin kohdalleen huokeammilla keinoilla."
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Paineaaltoahdin&oldid=21331965”