Knock, Detonatie, Pre-Ignition, Dieselen... En Arme Mengsels.

[arjenT5R]

Maar even uit verbaasd halen anders raakt t verloren idd.

Vraag me wel af waarom de drijfstangen van zo'n 1.2 er wel tegen kunnen dat die turbo al bij zulke lage toeren gaat blazen...

En dit dan?

Groet

Je hebt kans dat die drijfstangen er wel op gemaakt zijn   kun je voor je volvo ook gewoon kopen hoor.
En de druk op de stang bij een 1.2 is wss ook wat minder, iets met kracht en oppervlakte en enzo

Maar daarvoor moet je even met wat meer getallen komen  

[arjenT5R]

T'is ook niet de extra druk die de drijfstangen doet verbuigen, daar is die druk veel te gering voor.
Het is de sterk toegenomen neiging tot knock bij hoge turbodrukken bij lage toeren en uiteindelijk werkelijk optredende knock, als die onvoldoende onderdrukt wordt, die met mokerslagen op de omhoogkomende zuiger de stangen doet krommen.

Die verhoogde neiging tot knock verschilt per motor/turbo combinatie.
In principe moet de ecu er voor zorgen dat er geen overmatige knock optreedt.
Versterke drijfstangen is eigenlijk meer het verhogen van de failsafe dan echt noodzakelijk.
Het is wel degelijk mogelijk met standaard drijfstangen de ecu zo af te stellen dat ze veel vermogen ook bij lagere toeren aankunnen.
Alleen is bij onze motoren de neiging tot knock bij hoge druk in combinatie met lage toeren vrij hoog en daarmee de veiligheidsmarges vrij klein, daarom geven sterkere drijfstangen wel veel meer veiligheid. Zeker bij snelle opspoelers.
Maar uiteindelijk is dat wel een soort veiligheidsmaatregel bij een foutsituatie.
Met sterkere drijfstangen kun je eigenlijk niet meer vermogen halen bij  lagere toeren, knock blijft nl. altijd ongewenst, alleen zal een foutsituatie minder snel catastrofaal zijn.

[arjenT5R]

T'is ook niet de extra druk die de drijfstangen doet verbuigen, daar is die druk veel te gering voor.
Het is de sterk toegenomen neiging tot knock bij hoge turbodrukken bij lage toeren en uiteindelijk werkelijk optredende knock, als die onvoldoende onderdrukt wordt, die met mokerslagen op de omhoogkomende zuiger de stangen doet krommen.

Die verhoogde neiging tot knock verschilt per motor/turbo combinatie.
In principe moet de ecu er voor zorgen dat er geen overmatige knock optreedt.
Versterke drijfstangen is eigenlijk meer het verhogen van de failsafe dan echt noodzakelijk.
Het is wel degelijk mogelijk met standaard drijfstangen de ecu zo af te stellen dat ze veel vermogen ook bij lagere toeren aankunnen.
Alleen is bij onze motoren de neiging tot knock bij hoge druk in combinatie met lage toeren vrij hoog en daarmee de veiligheidsmarges vrij klein, daarom geven sterkere drijfstangen wel veel meer veiligheid. Zeker bij snelle opspoelers.
Maar uiteindelijk is dat wel een soort veiligheidsmaatregel bij een foutsituatie.
Met sterkere drijfstangen kun je eigenlijk niet meer vermogen halen bij  lagere toeren, knock blijft nl. altijd ongewenst, alleen zal een foutsituatie minder snel catastrofaal zijn.

Piet je verhaal heeft me aan het denken gezet 

Ik ben een paar jaar terug eens op cursus geweest in Finland voor een dag of 10 voor onderandere dit onderwerp.

Ik wil je verhaal iets verbeteren en gelijk nog iets vragen 

Hetgeen jij bedoelt, dus de drijfstang krommende ongecontroleerde verbranding is geen knock.
Dit heet in het engels pre-ignition (in het nederlands wordt t wel dieselen genoemd).
Dus het eigenlijke ontsteken van het mengsel voordat je dat eigenlijk wilt (voor de vonk).

Niet te verwarren met knock (detonatie) dus. Hetgeen wel uit pre-ignition voort kan komen.
De pre-ignition ontstaat dus wel op ongeveer dezelfde manier als knock.
Ofwel een ongecontroleerde verbranding door een (te) warm deel of oppervlak.
Een hitte bron die de boel (volledig) doet ontsteken.
Bij knock is dit slechts plaatselijk, bij pre-ignition grotendeels of volledig, dit maakt dus het verschil tussen die twee.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Engine_knocking

Bovenstaand nog even een wiki die t redelijk verwoord.

Verder mijn vraag, jij stelt dat het niet mogelijk is om een drijfstang krom te drukken met teveel druk op de zuiger bij weinig toeren?
Dus eigenlijk alle gevallen van kromme stangen tot nu toe komt door het verhaaltje pre-ignition?
(Ik gebruik normaliter liever nederlandse termen maar dieselen klinkt ook maar stom haha)

PS: Nu ik dit zo typ bedenk ik me ook dat pre-ignition waarschijnlijk niet opgemerkt wordt door een klopsensor. Omdat pre-ignition dus niet klopt.... eh... geen klop geeft... niet het karakteristiek knock geluid geeft... zoiets?

[arjenT5R]

Klopt, het is hier een beetje gewoonte geworden, en ik maak mij daar ook schuldig aan, uit een soort luiheid  (zoals ook vaak op het volvospeed forum) pre-igntion en knock op een hoop te gooien onder de noemer knock.
Maar feitelijk is dit inderdaad onjuist.
Het gaat inderdaad om pre-ignition.
Bosch gebruikt voor detectie van pre-igntion/knock een tamelijk ingewikkeld algoritme (vestopt in een dedicated chip, die voor mij helaas nog steeds een black box is) die behoorlijk effectief is. Pre-ignition is niet geluidloos en wordt opgepikt door de knocksensoren, het algoritme zal dit signaal vermoed ik gerelateerd aan het berekende  moment waarop de echte ignition plaats zou moeten vinden kunnen herkennen.. zoiets.
In ieder geval zie je in de logs dat het behoorlijk goed functioneert.

Voor een normale ontbranding is de kracht die op de drijfstangen wordt uitgeoefend gerelateerd aan het koppel.
Hoe hoger het koppel, hoe hoger de kracht.
Als je rollerbank uitdraaien bekijkt zie je dat het piekkoppel wat ergens in het hogere toerengebied aanwezig is veel hoger is dan het koppel dat opgewekt wordt in het gebied onder de 2000 toeren.
Ook als het om een 19T gaat die er daar al flink op los mag gaan (mijn turbo doet al boven de 1 bar voor de  2000 rpm in combinatie met alhohol inspuiting)
Zoals bv in mijn rollerbank uitdraai te zien is.
Dat wil zeggen dat als die kracht dan al te hoog zou zijn er met standaard drijfstangen nauwlijks koppel (en daarmee vermogen) te maken valt met onze motoren. De praktijk bewijst echter het tegendeel, er worden nogal eens flinke piekkoppels gehaald met standaard drijfstangen.

[arjenT5R]

Ja precies dus waar ik eigenlijk heen wil, is hetgeen wat hier boven geroepen wordt niet juist.
Niet jou verhaal maar dat over die 1.2.

En goed om te weten dat pre-ignition dus wel degelijk wordt opgepikt door de sensoren...!

Nog even aanvullend op je koppel verhaal, koppel is dus uiteindelijk de neergaande druk op de zuiger.
Zie verhaaltje bmep.

Dus de kromme drijfstang verhalen die er zijn, is dus meer aan de hand geweest dan alleen hoge drukken bij lage toeren.
Op zich een mooie doorbraak op een vrij oud en lang spelend verhaal dus 

Want zeg nou zelf, niets rijdt zo prettig als veel koppels bij lage toeren. Of t nu een AT of MT is.

[arjenT5R]

Het knockdetectie systeem van Bosch werkt echt heel goed.
Aanvankelijk had ik er nog niet veel vertrouwen in maar na een tijdje een apart knockdetectiesysyeem van Gizzmo meegelogd te hebben en ik zelf met een koptelefoon meeluisterde bleek het boschsysteem toch duidelijk superieur.

Flink koppel onderin rijdt op de Nederlandse wegen onovertroffen inderdaad.
Doe dit nu al jaren zonder probleem, dwz het enige wat ik ermee gemold heb zijn 2 standaard R-koppelingen.
Maat mijn spec houdt het nu ook alweer jaren prima.

Met automaten zou ik wel wat voorzichtiger zijn, alhoewel ze sterker zijn dan velen denken zijn ze wel stuk te krijgen.

[arjenT5R]

Zo die past hier ook prima 

[scania164]

Interessant onderwerp. ..

[classicT5]

Eea aan theoretische informatie:
https://books.google.nl/books?id=dgaEwMYnn9oC&pg=PA282&lpg=PA282&dq=bosch+pre+ignition+coil&source=bl&ots=OhboY_NG-4&sig=GlW9_EG3sTA-xwz-JYoec6JbQv0&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwiGr8XivMPVAhXQIlAKHUMVDQQ4ChDoAQgiMAI#v=onepage&q&f=false

[classicT5]

Saab had voordat ze geen ontwikkelingsbudget meer kregen vanuit de us, mooie projecten. Een van die dingen was de kantelende cilinderkop, waarbij je de compressieverhouding kon varieren.

Dus adhv brandstof, toerental, knock, etc kun je meer of minder compressie instellen.

Heb het ding destijds gezien, erg mooi bedacht, jammer dat er nooit iets mee gedaan is, naast wat prototypes. Vermoed dat het patent bij gm in de usa stof ligt te happen.

http://www.saabplanet.com/saab-variable-compression-engine-generates-225bhp-out-of-1-6l/

[bebe66]

Want zeg nou zelf, niets rijdt zo prettig als veel koppels bij lage toeren. Of t nu een AT of MT is.

Precies, en dat beviel me nou zo aan die Clio... Mis dat koppel bij lage toeren eerlijk gezegd wel bij mijn T-5, al heeft dat wellicht ook te maken met het feit dat het een 2.0 is, ipv 2.3 met 15G

[arjenT5R]

Nog een beetje uitleg over bovenstaand diagram, de factor BMEP(brake mean effective pressure) is een getal uitgedrukt in bar.
In het nederlands gemmidelde effectieve verbrandingsdruk.
Een getal waarmee je alle motoren kunt vergelijken, grote scheepsdiesels, tractoren, auto's, motoren, bromfietsen noem maar op 2 slag, 4 slag, turbo, non turbo, otto of diesel principe.

Hoog getal hoog relatief vermogen uit welk type motor dan ook.
Chippen of grotere turbo dan gaat dit getal omhoog.

Simpel jou BMEP berekenen? : https://www.easycalculation.com/physics/fluid-mechanics/bmep-calculator.php
Let er even op dat je 4 slag invoert bij engine type  

Dat stomme ding wat ik al een paar keer heb gepost dus....
De knock chart... Eigenlijk toepasbaar voor alle otto principes.
Uiteraard hangt eea nog af van klopvastheid van de brandstof bouw van de motor en koeling etc.

Louter theoretisch verhaal verder, geloof niet dat t in de auto wereld ooit wel eens is toegepast (zal vast ergens maar is weinig te vinden.)

edit: waarom willen we arm? Dus rechts van de grafiek uitkomen? Thermische efficiëntie is daar het hoogst.
Dus je haalt t meest uit je druppeltje ingespoten gas.
Eigenlijk logisch, zet alle ideeën eens aan de kant en denk eens logisch mee.
Meer lucht is meer zuurstof, meer zuurstof is meer mogelijkheid voor de brandstof om zijn zuurstof vriendje te vinden om te ontbranden.
Want tijd is er amper. Dus meer zuurstofjes is vollediger verbranding.

Meer lucht, geeft ook nog eens koeling, en dat is wat we willen, wat we met extra benzine doen links van de grafiek doen we met lucht rechts.
Wat is het voor gekheid dat meer lucht (armer mengsel) hogere temperaturen veroorzaakt?

Links dus het gebied waar wij altijd in lopen te kloten haha beetje rijker beetje armer maar altijd rondom die 1. (lambda1)
0,92 op gas 0,78 op benzine om maar flink vermogen uit dat hok te trekken met zo laag mogelijke EGT.
Maar we zijn allemaal bang om te arm te gaan.

Nu lees ik al over yits die met wideband regeling rond rijdt en lekker dwars met lambda 1,09 rond tokkelt.
Kijk je in t grafiekje dan kun je dat tot een barretje of 9 doen... Bij een 2.3L dus ongeveer 160 nM koppels dat is een ruime deellast.
Thermische efficiëntie gaat omhoog, Nox ook  
Kunnen? Jahoor prima dus, ga je meer vermogen vragen dan duw je er gewoon meer brandstof bij kom je weer links uit van het knock gebied.

Het knock gebied is dus het stukje waar we niet in willen komen laat dat duidelijk zijn.

Ik heb met m'n rooie gasserati jaren lang op lambda 2.1 gedraaid simpelweg omdat de verdamper wat stroefjes ging.
Ding liep mooi zuinig en verder eigenlijk probleemloos versleet ook amper bougies btw.
Hoge thermische efficientie! Right? Lage temperaturen is weinig slijtage.
Nu was de gasserati ook zeker niet de snelste en zal dan zeker een zeer veilige bmep hebben om mee te werken.
Denk zelfs dat ik wel eens in het misfire gebied geweest ben  

Maar stiekem? Zeg nou zelf? Heb je liever knock of misfire?
Geef mij maar een misfire dat is een stuk minder schadelijk.

Ik wil hier wel verder in pionieren, nu begreep ik dat er gescheiden lpg en benzine mappen geschreven kunnen worden en met een wideband mod je je eigen lambda kan regelen... mwoah lijkt me best geinig.
Begreep ook dat er al mensen bezig zijn met een EGT sensor dus dan kun je de boel helemaal goed in de gaten houden  

Bovenstaand is een informatief verhaal de grafiek is gebaseerd op LNG/CNG lean burn principes. Er zijn toen wel ook tests gedraaid op lpg en dat scheen ook te werken.
Nu liggen LNG en LPG niet zover uit elkaar. Alleen de klopvastheids waarde van LNG ligt hoger.
Dus de grafiek zal er op lpg wat anders uit zien maar het is niet ineens een heel andere brandstof.
De basis principes blijven hetzelfde, het is een otto principe.

Voor iedereen die gelijk van alles wil brullen, ten eerste gaat dit alleen op voor gas.... lpg lng en t is slechts theorie  
deels.....

[classicT5]

Een van de grotere uitdagingen bij schraler mengsel is de temperatuur. Bij hoge snelheid spuit je alleen rijker mengsel in voor de koeling voor de rest doet dat niets.

Onze motoren zijn niet ontworpen op die hoge temperaturen, bv de kleppen smelten als je bij hoge toeren met lambda=1 gaat rijden. Ook uitlaatspruitstuk zal scheuren, etc.

Is niet eens een knock probleem alleen waar je tegenaan gaat lopen m.i.

[arjenT5R]

Een van de grotere uitdagingen bij schraler mengsel is de temperatuur. Bij hoge snelheid spuit je alleen rijker mengsel in voor de koeling voor de rest doet dat niets.

Onze motoren zijn niet ontworpen op die hoge temperaturen, bv de kleppen smelten als je bij hoge toeren met lambda=1 gaat rijden. Ook uitlaatspruitstuk zal scheuren, etc.

Is niet eens een knock probleem alleen waar je tegenaan gaat lopen m.i.

Niet waar.

Had het er bij moeten vermelden maar als je goed kijkt kun je t zien.
Hoe verder naar rechts hoe hoger de thermische efficiëntie. Ofwel lagere temperaturen.
Temperatuur waar niet gewenst is altijd energieverlies.


Arm lopen is luchtovermaat.

Lucht overmaat omdat het een koelende werking heeft.

En omdat er meer zuurstof aanwezig is dus de kans op een volledige verbranding is groter.

Jou verhaaltje werkt alleen links van de grafiek en alleen bij benzine.
Op gas gaat dit al niet meer op, daarom zitten we op gas tegenwoordig al rond lambda 0,9 op vollast.


Bedenk je nu eens, normaal heb je lambda 1 is 14,7 lucht op 1 benzine.
Nu heb je lambda 2 dat is 29,4 lucht op 1 benzine.

Wat denk je dat er warmer ontbrand?...
Maar de kracht van de verbranding is juist exact t zelfde....

[razorx]

@Arjen: Dit is exact waar het om gaat als je op LPG rijdt. Je verwoordt het goed. Liever een misfire dan een knock.
Bij benzine douw je lompweg meer brandstof in het systeem om te koelen en zo voortijdige ontsteking te voorkomen. De zo schadelijke knocking.

Op LPG kan je in principe zo arm gaan als je wilt. Het zal er zeker niet beter op lopen, maar je kán geen schade creëren. Zodra je echt te arm draait op LPG loopt het vermogen terug.
Mijn ervaring en advies voor het rijden van een turbo wagen op LPG: Cruisen met een lambda van 1,09. Zodra je echt vermogen vraagt een lambda van 0,92, niet lager. Met 1 richt je ook geen schade aan, juist niet. Maar ergens richting de 0,92 haal je bij vollast net wat meer uit dat mooie LPG.

Het is duidelijk dat een optimale verbranding voor LPG een heel andere fueling doseert dan voor benzine.

Ik raakte heel erg geïnteresseerd door de mogelijkheden die een goed begrip van dit onderwerp bood.
Eigenlijk spelen hier nog meer zaken en ik hoop die hier niet te complex te verwoorden.

Een wagen zoals onze 850's of 70 classics heeft een narrowband lambdasonde. Die kán letterlijk niets anders doen dan de wagen te dwingen naar een AFR van 14,7. Liever spreek ik over een lambda waarde van 1. Die is voor gas en benzine immers gelijk en rekent dus makkelijker.

Boven een bepaalde last gaan onze wagens in een semi open loop draaien. De lambdasonde werkt ver buiten het werkbare bereik. Nu spelen alleen nog het toerental en de LMM output een rol. De ECU negeert de waarde van de narrowband sonde volledig. Ach we hadden die wagen ook nog wat gekietelt. Het gevolg is dat de LMM de luchtstroom allang niet meer kan bijbenen. Oef schrik. Wat heeft de ECU dan nog aan zinnige informatie: Juist! Alleen nog het toerental. Voor een exacte fueling is dat niet genoeg.

Ik ga weer terug naar af.
Voor een optimale loopcultuur bij stationair en cruisend kom je op een ideale lambdawaarde van 1,03 á 1,06 op benzine en 1,09 op LPG.
Vollast op benzine: Lekker rijk, koelt. Richting de 0,8 mag. Op LPG niet rijker dan 0,92. Op LPG levert verrijking immers verhitting op.

Dit verhaal gaat over detonatie. Het laat ook zien hoe belangrijk een exacte fueling is en welke beperkingen ons Motronic 4.3 en 4.4 systeem heeft om bij vollast goed mee te regelen.
Heb je dan nog een wagen die op LPG rijdt, dan wordt dit verhaal nog veel complexer.

De enige manier om de stap te doen naar een brandstof dosering over het hele bereik is een wideband regeling. Dus een wideband lambdasonde met de bijbehorende software.
Bosch redde dat indertijd niet en koos bij de M4.4 ECU's voor een narrowbandregeling.

Geïntrigeerd door dit onderwerp en de niet ideale werking van een narrowband regeling ontstond een gesprek tussen Piet en mij. Geïnspireerd bouwde ik een variabele lambdasonde als proof of concept.
Deze werkte met een wideband sonde die ziech voor de auto gedroeg als een narrowband. Maar met één verschil. Bij lage last lag het omslagpunt bij een lambda van 1,09. bij een hoge last op een lambda van 0,92. LPG.

Deze aangepaste regeling bleek zowel bij vollast als bij cruising veel beter te rijden. Na wat spelen en wat slimme aanpassingen besloot en kon Piet iets doen wat de Bosch ontwikkelaars voor onmogelijk verklaarden. Het lukte hem deze wideband regeling softwarematig te doen. Met die volgens Bosch te trage ECU. Eerst was ik gefrustreerd. Ik hoopte puur voor mijn ego een leuke hardware mod aan te bieden om onze wagens te voorzien van die veel efficientere wideband regeling, maar besefte al snel dat een software matige wideband regeling superieur is aan de mijn "proof of concept" methode.

De gemodificeerde Volvospeed bins die vrij te downloaden zijn en ontdaan zijn van de startblokkering, hadden nog een leuke extra optie: Het schakelen tussen drie mappings. Qua ontsteking, turboa load, fueling. Leuk.
Hoe mooi zou het niet zijn als je getunede wagen twee mappings heeft: Eéntje voor benzine een eentje voor LPG?  

Dat werk heeft Piet gerealiseerd.
Ik rijd nu met twee mappings. Eéntje voor benzine en eentje voor LPG. De LPG mapping levert mij al cruisend een besparing van 9% op. Niet mis te verstaan en de loopcultuur is ook nog eens beter. Dus Arjen: Armer op LPG kan. Wideband regeling is een noodzaak en een automatische mapomschakeling. Kan alleen met het oude LPG omschakel relais totdat we wat beters bedenken.

Rijdt mijn R nu: Nee. Met die wagen ga ik voor de max. Vermoedelijk een koppakking.
Part of the game.