Wasser-Methanol-Einspritzung
Verfasst: So 28. Dez 2008, 18:55
Wasser-Methanol-Einspritzung
Bei Saugern liegt die Mehr-Leistungs-Potenzial zwischen 8 und 10%, bei Turbo´s zwischen 25 und im Extremfall 45%. Warum lässt sich durch eine Wasser/Methanol-Einspritzung überhaupt eine Mehrleistung erziehlen? Vor allem Turbos mit hohem oder durch Chiptuning erhöhten Ladedruck leiswn oft unter ungünstig hohen Ladeluftthemperaturen. Durch die Verdichtung im Turbo/Kompressor erwärmt sich die Ladeluft auf 70Grad und mehr - normal ausgelegte Ladeluftkühler schaffen etwa 20 bis 30Grad Abkühlung. Größere Ladeluftkühler wirken natürlich besser. Aber durch Wassereinspritzung lässt sich die Ladelufttemperatur zusätzlich um 40 bis 55Grad absenken. Das geschieht, in dem das in viele mikroskopisch kleine Tröpfchen zerstäubte kalte Wasser in den Ansaugtrakt mit der heißen Ladeluft gesprüht wird - am besten nach dem Ladeluftkühler. Durch die große "Wasseroberfläche" (also die Oberfläche aller Wassertröpfchen zusammengenommen) kühlt das Wasser die Luft ziemlich schnell ab und erwärmt sich selbst dabei. Es kann übrigens auch nur Wasser eingespritzt werden. Aber das Methanol mit seinem hohen Oktanwert reduziert nicht nur die Klopfneigung, es verbessert auch den Reinigungseffekt im Brennraum, dient als Frostschutz und verhindert Kalkablagerungen. Deutlich mehr als 40% Methanol-Anteil ist allerdings nicht unbedingt empfehlenswert. Aber zurück zum Wasser, es besitzt eine sehr hohe Wärmekapazität etwa 4,2kJ. Um also 1 Kilogramm Wasser um 1Grad zu erwärmen, wird soviel Wärmeenergie absorbiert, das mit der gleichen Energiemenge eine 100Watt Glühlampe fast eine Minute leuchten könnte. Zum Verdampfen von einem Kilo Wasser sind 2256kJ nötig, mit der Energie könnte die 100 Watt Glühbirne über 6 Stunden brennen! Damit nimmt Wasser beim Verdampfen 6x soviel Energie auf, wie Benzin! Strömt das Wasser-Luft-Gemisch nun in den Brennraum und wird durch die Explosion schlagartig verdampft, verbraucht es einen Teil der Verbrennungswärme. Das "enspannt" nicht nur Kolben und Auslassventile sondern durch die gesenkte Abgastemperatur auch den Turbolader. Dadurch ist eine Wassereinspritzung zur thermischen Entlastung hochbelasteter Treibwerke weitaus effektiver, als ein überfettes Gemisch, wie es traditionell bei extremen Leistungssteigerungen gefahren wird. Die Abkühlung bedeutet aber nicht, dass die Explosion an Kraft verliert, im Gegenteil. Wenn Wasser schnell extrem überhitzt wird, wie das bei den Temperaturen im Brennraum von bis zu 2600Grad geschieht, ensteht eine Art "Dampfexplosion". Die Überlagert sich der Benzin-Explosion und erhöht die Kraft, mit der die Kolben "angeschubst" werden. Nicht nur bei Turbomotoren, auch bei Hochleistungs-Saugern, die thermisch an der Grenze sind, erhöht eine Wassereinspritzung vor allem bei höheren Außentemperaturen die Leistungsausbeute und kann die Öltemperatur um bis zu 20 bis 30 Grad senken. Durch die Wassereinspritzung kann die Ansaugluft sogar unter die Umgebungstemperatur abkühlen - unmöglich mit einem normalen Ladeluftkühler. Die Ansaugluft, Verbrennungstemperatur und Abgastemperatur wird durch eine Wassereinspitzung gesenkt, die Füllung der Zylinder verbessert und zusammen mit der "Dampfexplosion" im Brennraum die Leistung erhöht. Dabei wird der Motor geschont. Aber: eine Wassereinspritzung sollte nicht als Ersatz für konventionelle Ladeluftkühlung angesehen werden!
MfG Christoph
Bei Saugern liegt die Mehr-Leistungs-Potenzial zwischen 8 und 10%, bei Turbo´s zwischen 25 und im Extremfall 45%. Warum lässt sich durch eine Wasser/Methanol-Einspritzung überhaupt eine Mehrleistung erziehlen? Vor allem Turbos mit hohem oder durch Chiptuning erhöhten Ladedruck leiswn oft unter ungünstig hohen Ladeluftthemperaturen. Durch die Verdichtung im Turbo/Kompressor erwärmt sich die Ladeluft auf 70Grad und mehr - normal ausgelegte Ladeluftkühler schaffen etwa 20 bis 30Grad Abkühlung. Größere Ladeluftkühler wirken natürlich besser. Aber durch Wassereinspritzung lässt sich die Ladelufttemperatur zusätzlich um 40 bis 55Grad absenken. Das geschieht, in dem das in viele mikroskopisch kleine Tröpfchen zerstäubte kalte Wasser in den Ansaugtrakt mit der heißen Ladeluft gesprüht wird - am besten nach dem Ladeluftkühler. Durch die große "Wasseroberfläche" (also die Oberfläche aller Wassertröpfchen zusammengenommen) kühlt das Wasser die Luft ziemlich schnell ab und erwärmt sich selbst dabei. Es kann übrigens auch nur Wasser eingespritzt werden. Aber das Methanol mit seinem hohen Oktanwert reduziert nicht nur die Klopfneigung, es verbessert auch den Reinigungseffekt im Brennraum, dient als Frostschutz und verhindert Kalkablagerungen. Deutlich mehr als 40% Methanol-Anteil ist allerdings nicht unbedingt empfehlenswert. Aber zurück zum Wasser, es besitzt eine sehr hohe Wärmekapazität etwa 4,2kJ. Um also 1 Kilogramm Wasser um 1Grad zu erwärmen, wird soviel Wärmeenergie absorbiert, das mit der gleichen Energiemenge eine 100Watt Glühlampe fast eine Minute leuchten könnte. Zum Verdampfen von einem Kilo Wasser sind 2256kJ nötig, mit der Energie könnte die 100 Watt Glühbirne über 6 Stunden brennen! Damit nimmt Wasser beim Verdampfen 6x soviel Energie auf, wie Benzin! Strömt das Wasser-Luft-Gemisch nun in den Brennraum und wird durch die Explosion schlagartig verdampft, verbraucht es einen Teil der Verbrennungswärme. Das "enspannt" nicht nur Kolben und Auslassventile sondern durch die gesenkte Abgastemperatur auch den Turbolader. Dadurch ist eine Wassereinspritzung zur thermischen Entlastung hochbelasteter Treibwerke weitaus effektiver, als ein überfettes Gemisch, wie es traditionell bei extremen Leistungssteigerungen gefahren wird. Die Abkühlung bedeutet aber nicht, dass die Explosion an Kraft verliert, im Gegenteil. Wenn Wasser schnell extrem überhitzt wird, wie das bei den Temperaturen im Brennraum von bis zu 2600Grad geschieht, ensteht eine Art "Dampfexplosion". Die Überlagert sich der Benzin-Explosion und erhöht die Kraft, mit der die Kolben "angeschubst" werden. Nicht nur bei Turbomotoren, auch bei Hochleistungs-Saugern, die thermisch an der Grenze sind, erhöht eine Wassereinspritzung vor allem bei höheren Außentemperaturen die Leistungsausbeute und kann die Öltemperatur um bis zu 20 bis 30 Grad senken. Durch die Wassereinspritzung kann die Ansaugluft sogar unter die Umgebungstemperatur abkühlen - unmöglich mit einem normalen Ladeluftkühler. Die Ansaugluft, Verbrennungstemperatur und Abgastemperatur wird durch eine Wassereinspitzung gesenkt, die Füllung der Zylinder verbessert und zusammen mit der "Dampfexplosion" im Brennraum die Leistung erhöht. Dabei wird der Motor geschont. Aber: eine Wassereinspritzung sollte nicht als Ersatz für konventionelle Ladeluftkühlung angesehen werden!
MfG Christoph
Der Mitteldruck steigt was wiederrum auf die Lager und Kolbenringe geht. Aber erfahrungsgemäß kann man schon bis zu 20% WA einspritzen. Hat bei dem hier ganze 100Nm und ca. 100°C weniger EGT gebracht ! : 