Vad betyder begreppet "Motorn spikar"

[Strosselhuset 83]

Hej alla!

 

Som rubriken lyder, vad betyder begreppet "Motorn spikar"?

 

Det nämns ofta i motortrådar och jag förstår inte vad det innebär.

 

Någon som känner sig manad? 

 

/Mathias

 

[jarb 78]

Det sker en okontrollerad förbränning i cylindern som kan va så våldsam att man hör det och då säger man ofta att motorn spikar..

[Strosselhuset 83]

Tack jarb!

 

Kan du ge exempel på när och varför detta kan ske... eller är det som att svara på hur långt ett snöre är 

 

/Mathias

 

[Mange249 491]

Det kan bland annat bero på felaktigt inställd tändning, felaktig bränsleblandning(snål) eller i en överladdad motor pga för högt laddtryck.

 

Orsaken till spikningen i en bensinmotor är att bränsleblandningen detonerar av kompressionen/den höga temperaturen i förbränningsrummet, istället för av tändstiftet(därav att den är okontrollerad).

 

En diesel fugerar däremot lite annorlunda och tänder generellt av kompressionen när den väl är igång.

Redigerad 17 Augusti , 2017 av Mange249

[mikael_matsson 177]

Det sker när bensinen antänds av kompressionen innan tändstiftet gett gnista. Detta i sin tur beror på att man har valt bensin med för lågt oktantal. I vanliga motorer avsedda för vanlig 95oktan är detta problem obefintligt. Men trimmar du motorn genom att på något vis höja kopressionen kan 95oktanig bensin antändas redan under kompressionstakten strax innan cylindern nått sin övre vändpunkt, det är det som kallas att motorn spikar och det är därför högprestandamotorer ofta kräver minst 98 oktan då den självantänder senare. 

[mikael_matsson 177]

Mange han visst före, med ett nog så bra svar 

Redigerad 17 Augusti , 2017 av mikael_matsson

[Strosselhuset 83]

Tack för förklaringarna.

 

En följdfråga då:

 

En snål bränsleblandning, är den snål på bensin och överskott på luft.

En fet bränsleblandning då givet tvärtom eller...

 

/Mathias

 

[jarb 78]

Nu övervakas ofta spikningar av motorns styrdator som sätter in åtgärder för o få det att upphöra, backa tändningen bl a.

 

Om jag inte är helt ute och cyklar kan vi svenskar va lite extra stolta här då jag tror det var SAABs motorsnille Per Gillbrand som kom på detta att man kunde låta en mikrofon, knacksensor, lyssna efter spikningar. Det fick SAABs turbomotorer att äntligen överleva i slutet på 70-talet.

[jarb 78]

En motor "bör" gå stökiometriskt, googla så får du veta mer. Detta är 14,7 kg luft till 1kg bensin. Tillsätts mer luft än 14,7kg går motorn snålt och vice versa.

[jarb 78]

O även detta går att mäta i avgaserna, o är jag inte fel ute här oxå så var det Volvo som var pionjärer hur man kunde mäta blandningsförhållandet med sin lambdasond. Vi svenskar kan va stolta för mycket inom mototutveckling

[Mange249 491]

Precis!

 

Som Jarb skriver kommer mycket häftigt inom motorstyrning härifrån:)

 

14,7:1 gäller vid driftstemp, så vid kallstart krävs mer bränsle per luftenhet och förbrukning och emmisioner går upp. Vid trimning brukar man i vissa fall också gå lite fetare för att bland annat dra nytta av bränslets kylande effekt vid förångningen. Den sänkta tempen bidrar till mindre risk för spikningar och man kan gå på hårdare med tändning tills man närmar sig knackning/spikning på nytt.

 

Moderna styrsystem likt Saabs trionic ökar tändningen tills spikningen kommer inom satta gränser och backar sedan av lite för att på så sätt kunna maximera tändningen. På detta sätt kan man också maximera effekten ur varje situation med avseende på insugstemp. Kall luft tar mindre plats och man kan då skicka på mer bränsle vid samma laddtryck, vilket lambdasonden reglerar utmärkt. Vid varm luft blir det tvärt om och bilen känns trött pga ineffektiv tändförställning.

 

Motorn går vid drifttemp in i så kallad "closed loop" och sköter sig helt själv med inriktning på maximal effektivitet vid varje tillfälle och rena emmisioner. Den väljer mellan ett stort antal luft, bränsle och laddtrycksprogram som även kan kombineras vid behov. Har vi en hybrid tillkommer ännu fler parametrar.

 

För en insnöad nörd som jag är detta riktigt häftigt! Vi har kommit långt från förgasarnas tidevarv:)

[Strosselhuset 83]

Fantastiskt, spännande och intressant, Tack.

 

Är knackning och spikning olika namn på samma fenomen? 

Om inte, vad är knackning för något?

 

/Mathias

 

[Mange249 491]

Det är samma sak...

 

Knackbenägenheten sänks som tidigare nämnts med högre oktantal.

 

Som kuriosa har E85 ca 104 oktan jämfört med 95 och 98 för mackbensinen vilket gjort det populärt inom trimning.

 

Det finns dock en Stor baksida. När bensin knackar sker det som en kedjereaktion pga att den består av olika beståndsdelar med olika knackbenägenhet. E85 är däremot mer honogent och knackar mer eller mindre allt på en gång.

 

Med E85 och lite laddtryck räcker inte allt för sällan en enstaka knackning för att smälla hål i en kolv och motorn rasar...

[Strosselhuset 83]

Mycket intressant!

 

Detta med oktan är intressant men vad innebär det? Vad är begreppet "oktan"?

Är det helt enkelt ett mått på "explosionsvilligheten"?

 

Jag kör äldre 2-taktsmaskiner på 98 oktan.

Jag märker stor skillnad på tomgångsegenskaperna och startvilligheten om man väljer 98 oktan istället för 95 oktan på äldre 2-taktmaskiner med förgasare.

Motorsågar, trimmer, och liknande såväl som utombordare startar lättare och går "bättre" på tomgång. De stannar inte heller på tomgång som annars lätt är fallet med motorsåg eller utombordare.

 

Varför detta fenomen?

 

/ Mathias.

 

 

[Mange249 491]

Oktan är ett kolväte vars egenskaper för självantändning står som mall för klassningen av bränsle. Man skall komma ihåg att högre oktan enbart betyder högre värmetålighet(och därmed svårare att få fyr på). Det blir inte kraftigare explsion, då man inte givet har högre energiinnehåll. Vinsterna i att ha högre oktantal bygger på att man bättre kan nyttja den energi som finns, exvis genom vassare tändning eller högre laddtryck.

 

Själv har jag inte märkt någon skillnad på 2-t och liknande "enklare" maskiner. Trimmade bilmotorer märker jag dock en klar skillnad på...

 

Skillnaden ligger nog inte i oktantalet, utan kanske mer i att det är mindre etanol och andra tillsatser. 

[Strosselhuset 83]

Jaha, jag trodde det blev kraftigare explosion av högre oktan men så är det då inte. Alltid spännande med kunskap.

 

Troligtvis beror då mina erfarenheter på att den 98 oktan jag köpt innehåller något annat som är positivt eller så är det placeboeffekten. Tro kan ju flytta berg sägs det.

 

Mycket intressant i alla fall!

 

/Mathias

 

[mikael_matsson 177]

Under många år har 95oktan fått 5% etanol inblandat i sig. Detta pga politik, 98an däremot har varit befriat från detta. Nu relativt nyligen tror jag dock att några (eller alla?) bolag blandar etanol även i 98an.

Skillnaden du märker på tvåtaktarn är nog etanolinnehållet. Här finns ingen dator eller andra hitechspöken i motorn som kompenserar nånting. Den är byggd och inställd för bensin men får med 95an en cocktail istället. 

Själv körde jag också 98 i tvåtaktarn tills jag helt gick över till aspen (alkylat). 

I bilen känner jag ingen skillnad, men har noterat en lägre förbrukning med 98 än med 95. Etanol har ju lägre energiinnehåll så jag gissar på att det spelar in mer än oktantalet här, även om det står i min bils instruktionsbok att den ska ha 98, men kan tankas på 95 i nödfall. Kan ju vara så att förbrukningen sjunker för att tändningen ställs annorlunda med, jag vet inte. 

[Seawolf 379]

Principen för bensinmotorn är att man förgasar bensin i insugningsluften, som sen komprimeras. När sen tändstiftet ger sin gnista, så börjar blandningen förbrännas med en flamfront som under en kort tid utbreder sig till hela den komprimerade gasvolymen. 
Om blandningen i stället hinner självantända på grund av värmen som komprimeringen medför, så sker detta mer eller mindre samtidigt i hela gasvolymen, och motorn spikar eller knackar. Självantändningen beror på att blandningen självantänder alltför lätt i förhållande till hur stor kompression motorn har. Ju högre oktantal bensinen har, desto mera kompression tål blandningen. Bra bensin är svårantändligt på grund av kompressionsvärme.

 

Principen för en dieselmotor är att det bara är insugningsluften som komprimeras, och därpå börjar dieselbränslet sprutas in som finfördelad dimma under en viss tid.  Antändningen sker då omedelbart och fortsätter under hela insprutningstiden. Dieselbränslet har ett Cetantal som anger hur lättantändligt det är. Om dieselbränslet inte är tillräckligt självantändligt så hinner alltför mycket dieseldimma sprutas in innan den antänds, och då sker en kraftig momentan tryckstöt som man uppfattar som en knackning. Bra dieselbränsle är lättantändligt på grund av kompressionsvärme.

 

På grund av att bensinmotorn måste slösa en del bränsle vid tomgång och vid låg belastning för att få låga avgasutsläpp av annat än CO2, och att den inte tål lika hög kompression som dieselmotorn. Bensinmotorn måste ha en viss minivolym av luft/bränsle för att kunna komprimera tillräckligt, och man bygger ofta in en avgascirkulation för att få mera gasvolym för varje arbetsslag.

Dieselmotorn däremot, kan dra ned insprutningsmängden till nästan ingenting, bara så det räcker att hålla tomgångsvarvet.
Det är därför som dieselmotorn är särskilt överlägsen bensinmotorn vid stadskörning, och vid körning i låg fart.

 

[DanielMalmgren 189]

Jag kan absolut ingenting om motorer (hade inte ens moppe som ung, ägnade min tid åt att bygga datorer istället) så jag fattar mindre än hälften av allt som skrivs i den här tråden. Vaknade dock till lite när jag började läsa om mer stabil tomgång. Jag har en utombordare ifrån 80-talet (Yamaha 80-hästar) som generellt sett sköter sig helt utan problem. Dock går den ofta lite ojämnt på låga varvtal. Det funkar, men låter inte riktigt så jämnt som jag tycker att det borde låta. Funderar på om det är någonting jag helt enkelt skulle kunna åtgärda genom att byta bränsle? Idag tankar jag vanlig 95-oktan med 2% tvåtaktsolja. Vore det en bra idé att försöka få tag på 98-oktan istället? Och då kommer den naturliga följdfrågan: Var får man då tag på det? Det var länge sedan jag senast såg en mack som hade en vanlig pump för 98 oktan...

[IngemarE 3 605]

Välsorterade mackar har 98 oktan.

Nu vet jag ju inte HUR ojämnt din går, men tomgång är väl annars inte tvåtaktsprincipens starkaste sida.

[trewq 591]

Knackande till som man ibland hör på äldre dieslar, har det med Rme-inblandningen att göra?

[Thomas-1 311]

Intressant läsning ovan.
Tror att ytterligare en orsak till spik-/knackande kan vara hög belastning på kolven?
    (Jämför exempelvis att köra sin bil i en brant uppförsbacke utan att växla ned, visst kallas det osköna motorljud som då uppstår också spik-/knackning. Tänker mig att i båtfallet kan nog en felvald propeller på liknande sätt öka den risken. Att kombinationen lågt oktantal, hög kolvbelastning är liksom allra sämst?)

Enligt lokalt skaller här i Göteborg använder fortfarande raffenaderierna en mycket speciell encylindrig testmotor för att prova oktantalet. Motorn har variabel kompression och är riggad med mikrofoner.
    (Haha, gillar den direkta provmetoden utan krångligt kemiskt analyserande.
Typ... fan, soppan saknar fortfarande oktan (motstånd mot förtida antändning), häll i litet mer av den dyra lätta oljefraktionen. Men ta för tusan inte mer än nödvändigt!

Testmotor-metoden är mer än lokalt skvaller, den kallas t.ex. RON enligt wikipedia (se avsnitt provmetoder).
    [Fasen vet f.ö. hur man varierar kompressionen på en sådan testmotor på ett kontrollerat sätt, pysventiler i cylindern eller flyttbar vevaxel??]

Nå, jag tänker...
1. Onödigt hög oktantal i en given motor förbättrar INTE dess prestanda. Alltså bortslängda pengar för högt oktantal blir ju raskt dyrare.
    (Däremot kan den ta skada av de spik-/knackningar som uppstår vid för lågt värde.)
2. Detta med alkylatbensin är ett lyxbränsle utvunnet ur raffets dyrbara gasfraktioner.
    (Underst vid fraktioneringen hamnar tunga kolväten som asfalt, sedan lättare som exempelvis  rå-/bränn-/diesel-oljor. Sedan kanske fotogen följt av bensin? Överst de lätta gaserna.
Alkylatbensinens sammansättning av olika kolväten blir mer likvärdigt för ett givet oktantal (95), den består nästan helt igenom av samma "tyngd" hos kolvätena. Klart bättre lagringsegenskaper, vid avdunstning förändras inte sammansättningen lika mycket eftersom alla kolväten är lika lättflyktiga.
3. Alkylat är miljövänligt och nästan luktfritt (ingen cancerogen bensen?). Men tillgången blir begränsad så användning främst hos gamla tvåtaktare är prioriterad. Sådana släpper ut bortåt 30% av bränslet oförbränt i sjön. Har man en fyrtaktare, eller en modern tvåtaktare utan förgasare så blir nog inte miljövinsten särskilt hög.         

 

[ziggemannen 121]

5 timmar sedan, trewq säger:

Knackande till som man ibland hör på äldre dieslar, har det med Rme-inblandningen att göra?

Nej, det ljudet har dom alltid haft långt innan RME-inblandning, och det har att göra med dåtidens mindre precisa insprutningspumpar, spridare(multisekvenser idag) och utformning av förbränningsrum och bränsle/luftblandning mm. Förkammare och annat orsakar också att vissa äldre motorer knackar ganska högt. Dagens moderna common rail insprutning och elektronik gör förbränningen mycket mer precis än förr, och en diesel idag är nästan lika tyst som en bensinare. Men själva ljudet är detsamma.  

Redigerad 18 Augusti , 2017 av ziggemannen