Motorfiets blokken tunen (voor meer koppel)

Sinds het Veel toeren slecht of niet? topic en mijn Kleine dieselmotoren topic ben ik gaan nadenken over het gebruik van een klein motorfiets blok voor mijn auto project: FOK!/Tweakers PTA mobiel

Dieselmotoren hebben veel voordeel qua rendement en zo, maar zijn groot en zwaar. Daarom ben ik als alternatief gaan kijken naar motorfiets blokken.

Even als kleine samenvatting:
Ik wil een lichte aerodynamische auto gaan bouwen voor woon-werkverkeer. Dit voertuig gaat hybride aangedreven worden en ik zoek een blok waarmee ik dus efficient stroom kan opwekken. Dat blok gaat naar alle waarschijnlijkheid aangepast worden om beter rendement en/of meer koppel te leveren. Ook wil ik het blok graag ombouwen naar LPG omdat het schoner en goedkoper rijdt. Het blok moet vloeistof gekoeld worden.


_{Voor je verder gaat:
Houd als je kritiek levert graag even in het achterhoofd dat dit project voor een groot deel een demonstratieproject is. Of iets qua kosten uit kan is dus lang niet altijd belangrijker dan of het technologisch handiger is. Het doel van het project is een 2 persoons forensen auto te bouwen die ultra zuinig rijdt, maar wel goed mee kan op de snelweg.
Lees voor je kritiek levert op het auto concept of niet direct aan dit topic gerelateerde kritiek/tips wilt posten graag even de andere topics door, ik heb namelijk al veel dingen opnieuw en opnieuw moeten uitleggen/ontkrachten.}


Goed, terzake:

Wat moet het blok gaan leveren aan vermogen:
-In de stad 250W continue dit wordt waarschijnlijk dus af en toe aan op 1-2kW en af en toe uit.
-Buiten de bebouwde kom 4-5kW continue
-Op de snelweg 6-7kW continue
-Piekbelastingen bij inhalen op de snelweg en heuvels klimmen van ongeveer 15kW

Dit alles is berekend door de verwachte specs van het ding in de EEC brandstof test cycli te zetten. Hier rolt een gevraagd asvermogen uit. Het gevraagde vermogen in de stad lijkt belachelijk laag, maar hou er rekening mee dat er regeneratief geremd gaat worden dus het gemiddelde gevraagde vermogen zakt nog.

Een 250cc motorblokje levert stock zonder aanpassingen (behalve de LPG ombouwing) al ongeveer wat ik nodig heb. Maarrrr dat is natuurlijk niet goed genoeg
Ik wil eigenlijk een nog kleiner blok en bovendien wil ik dat blok meer rendement laten leveren. Zoals ik in het Veel toeren slecht of niet? topic uitgerekend heb is het voor je motorslijtage handiger om bij laag toerental veel vermogen te leveren dan om datzelfde vermogen te leveren bij hoog toerental. Het blok wordt dus opgevoerd, maar het toerental blijft laag.

Dit betekent dat ik in eerste instantie wil kijken naar een aantal veranderingen:
-het verhogen van de compressie verhouding (tot 1:15 of hoger als mogelijk)
-het monteren van een (grote indien handig) turbo
-het monteren van een vliegwiel met een groter traagheidsmoment dan standaard. Waarschijnlijk voldoet de dynamo die aan de krukas gekoppeld wordt hier ook al voor.
Later volgt vast meer, maar dit wil ik als startpunt nemen om vanuit verder te bouwen.

Omdat het blok vaak vrij continue op 1 toerental zal draaien krijgt de turbo alle tijd om op te spinnen. Ik denk dus dat het mogelijk moet zijn om een vrij overmaatse turbo bij het blokje werkend te krijgen.
Met een flinke turbo en de verhoging van de compressie verhouding zou het mogelijk moeten zijn om 50% meer koppel te krijgen uit het blokje, dus zou ook -even simpel gerekend- een blokje van 180cc moeten kunnen voldoen.

Wat ik me nu afvraag is het volgende:
-Het blok zal nu eerder heet gaan lopen dan bij de standaard setup: Is het erg handig om een vloeistofgekoeld blok te kiezen? Ja dus.
-Is een motorblok goed om te bouwen naar LPG?
-Zal de motor door de LPG ook eerder heet lopen dan met benzine?
-Zijn er turbo's te koop voor zulke kleine blokken?
-Is het bij een vloeistofgekoeld blok mogelijk om de waterpomp te vervangen met een elektrische?

Ieder antwoord op deze vragen + extra tips zijn van harte welkom

ps: Zijn er ook uitlaten die helpen voor meer vermogen maar die GEEN extra lawaai maken? Beetje tegenstrijdige vraag vast, maar ik wil eigenlijk een stille auto bouwen en geen schreeuwend racemonster.

ps2: Heeft een blok dat op LPG loopt eigenlijk een katalysator nodig?

ps3: Het blok wordt bij nader inzien vloeistof gekoeld ivm minder herrie en betere koelmogelijkheden.

[ Bericht 1% gewijzigd door TR08 op 29-10-2006 10:21:04 ]

Wat betreft vloeitstof koeling:
Weet jij olie die daarvoor geschikt is? Ik zal ook eens zoeken naar keramische zuigers, ben wel benieuwd naar hoe slijtvast die zijn.
Vloeistof koeling heeft ook het voordeel dat ik de radiator kan plaatsen waar het mij uit komt met een extra fan erbij, dat heeft aerodynamisch ook weer voordelen.

Wat betreft LPG en turbo:
Vialle heeft LPI systemen (www.gasfx.nl) die vloeibaar injecteren, dat zou ik ergens graag doen. Daarmee kun je ook een turbo gebruiken.

Bij een systeem met een turbo overweeg ik een beetje LPG in te spuiten voor de turbo omdat zich dan waternevel vormt door de koeling van de lucht. Bij de compressie in de turbo blijft de temperatuur dan laag omdat extra warmte gaat zitten in de verdamping van water. Dat verhoogt het compressor rendement.
Zelf wat dingen ontwikkelen is geen onoverkomelijk probleem. Ik kan stromingssimulaties, sterkteleersimulaties en CAD tekenen doen dus een en ander moet (met moeite ok) goed komen.

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 09:42 schreef DS4 het volgende:

[..]

Aangezien jij alleen veel vermogen nodig hebt als je een aardige snelheid hebt moet luchtkoeling prima mogelijk zijn. Wel heb je dan meer lawaai (wat op te lossen is met isolatie: maar dan wordt de massa van het voertuig wel hoger).

Ok ik ben het vergeten te melden: Het blok komt niet in rijwind te hangen. Als hij luchtgekoeld wordt komt er een flinke elektrische ventilator bij om hem fris te houden. Het blok in de wind hangen vraagt meer vermogen dan de ventilator oplossing, zoals je verderop opmerkt. De fan wordt "zo groot als nodig is" dus waarschijnlijk eerst te groot en later een kleinere als dat handig blijkt.

Zijn luchtgekoelde blokken vaak/altijd luider dan watergekoeld?

Ok dan wordt het vloeistofgekoeld

Ik heb als basis voorlopig dit blok gevonden:
http://www.honda.nl/conte(...)hnische_gegevens.php

11,6kW nominaal, vloeistofgekoeld. Helaas wel maar 1 cilinder dus een turbo op gang krijgen met dit apparaat wordt moeilijk, maar is niet onmogelijk (hoop ik)

[ Bericht 64% gewijzigd door TR08 op 29-10-2006 10:30:32 ]

Dag buurman

Qua koppel gaat het me niet om koppel aan de wielen te brengen (weet niet of je dat bedoelt met "genoeg koppel", dat doe ik al met een elektromotor. De verbrandingsmotor wordt gebruikt om stroom op te wekken, zoals eerder gezegd. Bij mijn opstelling is "meer koppel" per cc altijd handiger dan gewoon "genoeg koppel". Bovendien brengt een turbo het rendement iets omhoog indien goed toegepast - als ik me mijn thermodynamica lessen goed herinner that is -.
Ik wil dus veel vermogen uit een klein blok bij een laag toerental. Dat lukt me denk ik alleen bij een geblazen motor.
Omdat ik hoog rendement zoek is 4-takt waarschijnlijk het handigst.

Ik zoek in principe een kaal blok om direct een generator aan de krukas te kunnen hangen. Eventueel zou een versnellingsbak/overbrenging handig zijn om een hoogtoerigere dynamo erop te zetten. Is het mogelijk om de tandwielen in zo'n bakje zo om te draaien dat de uitgaande as sneller draait dan de ingaande?

De hybride opstelling is omdat ik zonder een enorm accupakket te hebben een range van ongeveer 1000km wil hebben. Wil ik dat halen met een pakket zonder al te veel gewicht dan moet ik lithium nemen en dan kost alleen de accu me al plm 50.000 euri. Bovendien schrijf je zo'n pakket in relatief weinig cycli af dus per km is de afschrijving op het pakket al duurder dan ik aan brandstof zou moeten kopen.
Volgens mij is een kleine verbrandingsmotor met kleine dynamo, relatief kleine elektromotor naar de wielen en een niet al te groot accupakket net zo licht of lichter, veel goedkoper om te bouwen en bovendien instantaan vol te tanken.

De thermodynamica ga ik binnenkort maar eens aan rekenen, dan zal ik zien of het uit kan of niet om zo'n ding erop te zetten. Er is een goede reden dat in de industriele motoren erg vaak een turbo toegepast wordt en de grootste is voor zover ik weet toename van rendement. Maar zoals gezegd zal ik er eens een sommetje mee doen

Ja dat snap ik, maarrrr....
In de stad vraag je vaak zo weinig vermogen dat het rendement van je verbrandingsmotor zachtjes gezegd gemiddeld kut is. (Zie de 250W gemiddeld opgenomen vermogen in de stad bij een gewicht vergelijkbaar met een oude VW polo en vergelijk dat met de brandstof die je verbruikt).

Lees verder even de OP en ga hierop in in dit topic als je wilt:
FOK!/Tweakers PTA mobiel

Ik weet goed waarom ik hybride wil, daar is echt over nagedacht. In het topic achter de link wil ik daar wel met je over in discussie en dan geef ik ook wat rekenvoorbeelden als je wilt.

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 14:36 schreef sexbierum het volgende:
Nu snap ik het, excuus.

Mijn mening over de turbo verandert trouwens niet.

Dankje, ik ben zelf ook niet zeker over de turbo overigens, vandaar dat ik hier het topic open. Ik zal zodra ik weer in Delft ben en tijd heb eens zien dat ik het rendement na reken. Dat moet een vrij eenvoudig thermo 2/3 sommetje zijn. Als het rendement er goed uit ziet ga ik beter kijken of het haalbaar is.

Ik hoef ook niet alles zelf te doen, als een of andere tuningzaak me wil helpen met de turbo werkend te krijgen (evt tegen betaling) dan is het ook goed. Indien een klein blok met turbo handiger blijkt te zijn dan een grote zonder, that is.

[ Bericht 11% gewijzigd door TR08 op 29-10-2006 16:24:24 ]

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 15:14 schreef Sterke_Yerke het volgende:
Is een honda 4 takt blokje niet wat die van een ss50 of honda monkey, dan met een 100cc cilinder er op, heb je vast wel 10pk

Ik wil uiteindelijk minimaal 15kW hebben, das 20pk Met 100cc wordt dat wat krapjes.

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 14:43 schreef Kolkie het volgende:
Ik denk dat je er nog een pittige klus aan gaat krijgen om een passende turbo te vinden. That is: ik ken zo 1,2,3 geen applicatie waarin een turbo geschikt voor een 250 cc blok gebruikt word. Je kunt 'm oversizen maar de regeling word dan moeilijk en het ding is de helft van de tijd aan het doen wat jij niet wilt (in de weg zitten). Eerst dus eens gaan zoeken of er voor een normaal bedrag bij de firma garrett, mitsubishi/IHI of kkk wel zulke turbo's beschikbaar zijn. Bedenk wel dat je het over low-pressure turbo's hebt (want anders is je compressieverhouding VEEL te hoog).

Waarom is mijn compressie verhouding te hoog?

quote:

't Valt verder niet te ontkennen dat als je koppel omhoog moet je aan de stofzuiger (turbo) moet aangezien koppel globaal aan de cilinderinhoud gekoppeld kan worden . Anyhow, de kunst is om je toerental zo dicht mogelijk bij het maximale koppel in de curve te krijgen aangezien je rendement daar optimaal is (en daar wil je zijn).

Een turbo trekt in de regel de koppel-toerenkromme niet alleen omhoog, maar maakt deze ook vlakker. Je gaat dus van een "optimaal vermogens punt" naar een "optimale vermogenslijn" op ongeveer 75% van het max koppel voor een breed toerenbereik. Dat maakt de turbo ook aantrekkelijk omdat je dan de keus krijgt om bij lage toeren toch veel koppel bij hoog rendement te trekken en je zo ook met laag vermogen toch efficient kunt laden. Tenminste: Als het ei-diagram (consumptie vs toeren en koppel) er bij een turbo benzineblok hetzelfde uitziet als bij een turbodiesel. Als je de koppel-toerenkrommes van geblazen benzine automotoren bekijkt lijkt het daar wel op.

quote:

Ik heb btw niet de moeite genomen het projecttopic even te lezen i.v.m. tijd (ik ga zo even het ideale vervoersmiddel voor mooi weer gebruiken, ook qua brandstofverbruik: de mountainbike) maar voor de haalbaarheid van het project lijkt het me niet gek om eerst 'ns een werkend geheel te krijgen en dan die verbeterende stap te maken. Dit om te voorkomen dat je in details verzand EN om een mooie vergelijking te kunnen maken met wat je er mee gewonnen hebt . M.a.w.: iets groter ongeblazen blok for the time being. Dit omdat turbotechniek niet iets voor noobs is en zelfs voor gevorderden nog regelmatig tot falen leidt.

Succes ermee iig !

'n UT-er

Dank voor de tip, een turbo werkend proberen te krijgen wil ik eigenlijk ook alleen doen met iemand met verstand daarvan erbij, ik heb daar al iemand voor op het oog Eerst wil ik wat info verzamelen over of het praktisch haalbaar lijkt en of het qua rendement uit kan.

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 17:10 schreef vlad het volgende:

[..]

EEC is toch meer het regelement? (zoals EEC/94/12 EU stage 2). Want als ritcylus lijkt me de ECE het meest voor de hand liggend, aangezien dit de europese standaard is.

Ik weet niet welke jij met ECE bedoelt maar ik bedoel deze cyclus:

quote:

dit is mogelijk zolang je geen turbo toepast.

Ok dus het wordt of turbo, of compressie verhouding omhoog en niet beide? Dan is compressie verhouding verhogen waarschijnlijk de meest simpele oplossing.

quote:

Afhankelijk van het toerental. (gas injectoren hebben een bereik tot zo'n 8000 rpm). Blijf je daaronder is het geen probleem. (uitgaande van non turbo)

En met turbo? Dan kan het zeker alleen met zo'n LPI systeem en veel geknoei.

quote:

ja
[..]

Tuurlijk, waarom niet? Denk dat deze al zo in de handel zijn en anders is het een kleine aanpassing.

Ok check en dubbelcheck Zo'n pomp gaat er dan zeker op komen

quote:

Ligt eraan hoe je het bedoelt. In principe heeft geen enkele motor een kat nodig, want voor de motor brengt het niets.
Maar als je hybride gaat op lpg is de kans wel heel erg klein dat je een kat nodig hebt

Ging me meer om evt uitstoot normen te halen. Ik verwacht niet dat dat bij LPG een probleem wordt trouwens, dat brandt uit zichzelf al heel schoon. Bovendien is voor dit project geen emissietest nodig, maar het is wel fijn om een beetje schone uitlaatgassen te hebben, helemaal als je ergens binnen loopt te testen.

quote:

Slim, was net een punt wat ik wilde noemen. Met geforceerde koeling is een nauwkeurigere koeling mogelijk waarmee de motor efficienter kan werken.

Ah ok nou dan wordt ook dat iets leuks om mee te experimenteren

quote:

Op zondag 29 oktober 2006 17:06 schreef yup het volgende:
Vroeger waren er toch wel motorfietsen met turbo? Iig 750 cc's enzo....?

En volgens mij is een mooie turbo voor je motortje de turbo van een Daihatsu Charade GTTi, dat is een 1 liter turbo blokje...

Garrett heeft turbo's voor vanaf 400cc

Hoe sta jij trouwens als gas expert tegenover het verhogen van de tankdruk door deze kunstmatig gecontroleerd een beetje te verwarmen? Dit kan evt door wat warmte uit de uitlaat gas stroom af te tappen. Als je de warmte toevoer stopt zakt de druk ook weer in.

Oh ja en is en/en wat betreft turbo en compressie verhogen vanwege beperking aan wat voor last de lagers e.d. kunnen hebben ofzo? Of zit er nog iets anders achter.

Ik vond net nog iets (ben de link kwijt ) over het dynamisch aanpassen van de uitlaat geometrie. Dat schijnt op de vorm van de koppel-toerenkromme en het ei-diagram eenzelfde effect te hebben als een turbo. Het rendement blijft daarbij dus hoog over een breed toerenbereik. Heb jij ervaring met die systemen? Mogelijk is een motorfietsblok al standaard te krijgen met zoiets namelijk.

[ Bericht 19% gewijzigd door TR08 op 29-10-2006 20:37:39 ]