Wie wirkt sich kaltes, trockenes Wetter auf die Leistung aus?

tl;dr: Kalte, trockene Luft hat einen erheblichen Einfluss auf die PS. Dies kann durch Experimentieren mit jedem modernen Auto bestätigt werden.

Dafür fallen mir zwei wissenschaftliche Gründe ein:

1. Erhöhte Luftdichte

2. Verringerte Luftfeuchtigkeit

Ja und ja. Sie haben den größten Teil des Weges bereits hinter sich.

Lassen Sie uns einen kurzen Ausflug in ein vereinfachtes theoretisches Modellland machen:

1. Der Motor läuft mit Sauerstoffmolekülen.
2. Die Dichte der Luft bestimmt, mit wie vielen Sauerstoffmolekülen wir arbeiten müssen.
3. Ergo wollen wir die Dichte der Luft maximieren.

In Ihrem Beispiel haben wir zwei Knöpfe, die wir an unserem theoretischen Modell drehen können: Temperatur und Feuchtigkeit. Diese Sekunde wird schnell verwirrend, wenn wir erkennen, dass Feuchtigkeit die Wärmekapazität der Luft beeinflusst . Das ist ein verwirrendes Konzept (Wärme, Temperatur, sind sie nicht gleich?!), bis Sie erkennen, dass spezifische Wärme fast wie Masse ist: Je mehr spezifische Wärme ein Ding hat, desto schwieriger ist es, seine Temperatur zu ändern.

Praxisbeispiel: Gasherd auf max. Legen Sie Ihre Hand direkt über den Brenner. Beachten Sie die nahezu sofortigen Verbrennungen ersten Grades: Die Luft über dem Grill erwärmt sich sehr schnell. Stellen Sie einen 5-Gallonen-Topf voll Wasser auf denselben Brenner (hey, es braucht viel Wasser, um Bier zu machen!). Stecken Sie Ihre Hand bis zum Boden in den Topf (nicht berühren). Beachten Sie, dass Sie die gleiche Entfernung wie vom Brenner haben, aber keine Verbrennungen! Das Wasser hat eine höhere spezifische Wärme und ist bei wechselnden Temperaturen wesentlich träger.

Das hat Spaß gemacht. Warum kümmern wir uns? Wir kümmern uns darum, denn wenn Sie versuchen, die Dichte zu maximieren, beginnen Sie mit dieser idealen Gasgesetzgleichung :

Wo

• T = Temperatur
• rho = Dichte
• Gamma = das Verhältnis der spezifischen Wärmen (konstanter Druck / konstantes Volumen)

... außer dass Sie plötzlich feststellen, dass dies kein ideales Gas mehr ist: Gamma ist nicht konstant, da Sie die Luftfeuchtigkeit ändern. Überprüfen Sie die ersten beiden Zeilen der Tabelle der spezifischen Wärmeeinträge auf zwei Beispiele für Luft, die den von Ihnen vorgeschlagenen ähnlich sind. Die Wärmekapazität bei konstantem Druck springt ziemlich stark zwischen den beiden Linien, hauptsächlich aufgrund der Zunahme der Luftfeuchtigkeit: 40,85 % Luftfeuchtigkeit werden mit 1,16 % Wasserdampfgehalt angegeben. Wenn Sie weiter unten in diesem Diagramm nachsehen, sehen Sie, was wir erwartet haben: Die spezifische Wärme von Wasser ist viel höher als die von Luft, was uns schließlich zu der Tatsache zurückbringt, dass Luft mit höherer Luftfeuchtigkeit zu einer geringeren nützlichen Sauerstoffdichte für unseren Motor führt arbeiten mit.

... tiefer Atemzug ...

Na und? Warum gehen hochgetunte Motoren nicht kaputt, wenn die Luft kalt und trocken wird? Warum kann ich mein Turboauto im Winter auf Meereshöhe und im schwülen Sommer in den Bergen (na ja, wir nennen sie Berge) fahren?

Die kurze Antwort ist, dass der Motorcomputer ziemlich schlau ist. Es lebt nicht in theoretischem Musterland. Es hat einige weitere Sensoren, die viele Dinge messen, die ich oben ignoriert habe. Infolgedessen versucht es nicht, nach den richtigen Werten zu suchen, um mit dem Modell übereinzustimmen: Es stellt Tuning-Parameter am Motor ein und überwacht dann die Ergebnisse. Folglich macht es eine effektive numerische Annäherung an alle oben genannten Punkte:

A. Lässt Ihr Auto ziemlich gut laufen und bietet Ihnen die bestmögliche Laufleistung und Leistung.

B. explodiert nicht an einem Wintertag.

Du liegst absolut richtig. Ich erinnere mich, dass vor ein paar Jahren ein Formel-1-Kommentator erwähnte, dass die Kälte am Morgen der Grund dafür war, dass die Fahrer sahen, dass sich ihre Rundenzeiten um bis zu 1 Sekunde verbessert hatten, was in der Formel 1 sehr viel ist.

Außerdem kühlt ein Ladeluftkühler die Luft ab, um sie dichter zu machen, was wiederum mehr Leistung bringt, also wird Ihre Theorie offensichtlich von der Automobilindustrie unterstützt.

Wohlgemerkt, in Bezug auf die Luftfeuchtigkeit, wenn Leute anfangen, verrückte Dinge mit Turbomotoren zu tun, fügen sie manchmal Wassereinspritzkits hinzu, die einen feinen Wassernebel in die Brennkammer sprühen, um Wärme zu absorbieren, um die Dichte weiter zu erhöhen und katastrophale Kernschmelzen zu verhindern. Andere Tuner verwenden möglicherweise eine fettere Laufmelodie, um überschüssigen Kraftstoff zum Absorbieren von Wärme zu nutzen. Dieser Kraftstoff wird verschwendet, sodass Sie theoretisch im Grunde jede Flüssigkeit in den Zylinder sprühen könnten, solange sie die Verbrennung oder Schmierung nicht beeinträchtigt. In Anbetracht dessen denke ich, dass kalte, feuchte Luft einfach besser ist als kalte, trockene Luft.

Mein Wissen beginnt und endet mit Turbobenzinmotoren, also wenn etwas nicht auf NA- oder Dieselmotoren zutrifft, lass es mich wissen.

Es gibt einen weiteren Faktor in Bezug auf die Luftfeuchtigkeit, nämlich dass sich Wasserluft pro Grad Temperaturänderung enorm ausdehnt / zusammenbricht, sodass ihre Anwesenheit in der Brennkammer den Explosionsdruck erhöht.

Ein Freund von mir experimentierte während seines Ingenieurstudiums mit einem Wassereinspritzsystem an seinem (Vergaser-) Auto. Er berichtete von einer besseren Wirtschaftlichkeit und Leistung, aber es war schwierig einzurichten und benötigte effektiv ein eigenes Managementsystem (ein weiterer Vergaser nur für das Wasser), also gab er auf.

Wenn die niedrigere Umgebungstemperatur mit Regen oder Nässe einhergeht, erhalten Sie diesen Effekt ebenfalls kostenlos, da die Luft/Wasser-Mischung bereits für Sie erfolgt :-D

Nun, alles, was ich dazu sagen kann, ist, dass ich in Zentral-Queensland lebe, wir im Sommer durchschnittlich 35 bis 42 Jahre alt sind und, sagen wir (am frühen Morgen), im Winter durchschnittlich 3 bis 18 Jahre alt sind. Wenn es nicht regnet, ist es hier auch zu 90% des Jahres extrem trocken. Im Grunde Wüstenwetter ... Wenn es heiß ist, ist es HEISS! Wenn es kalt ist, ist es kalt! Aber sehr trocken.. Alles, was ich sagen kann, ist der frühe Morgen, wenn es knackig ist, die Reaktionsfähigkeit und das Drehmoment halsbrechend sind ... Sommermorgen. Aber in der Hitze des Tages merke ich definitiv, dass mein Auto ziemlich träge wird. Kurz gesagt, aus meiner Erfahrung ist trockene kalte Luft besser und wird immer gewinnen.

Mein Turboauto litt in der Sommerhitze immer unter Funkenklopfen / verzögertem Timing und Boost. Nachdem ich ein konservatives Wassereinspritzsystem (zwei Düsen, einen Vorkühler und eine im Krümmer des Drosselklappengehäuses) hinzugefügt hatte, beseitigte es das Funkenklopfen bei allen Drehzahl- und Lastbedingungen vollständig. Ich konnte sogar bei über 90 Grad Sommerwetter mit vollem Schub fahren (das Maximum, das mein Turbo bewältigen konnte). "Kostenloser" Strom und nie ein Problem damit. Es war nicht schwieriger zu installieren als die meisten anderen Tuner-Kits wie Nitrous. Ein paar Düsen, Nylonschläuche, Wasserquelle, Wotschalter oder Ladedruckaktivierung, Batterie anschließen, fertig. Ich bin offensichtlich ein großer Fan von Wassereinspritzung, es macht absolut einen Unterschied und ist relativ sicher und billig im Vergleich dazu, einfach mehr Kraftstoff abzulassen oder Lachgas zu sprühen. : ) Bei meinem aufgerüsteten Turbo hasste ich es, wenn der Computer den Ladedruck senkte, wenn die Ansaugluft heiß war. Problem gelöst.

Mitte der 1960er Jahre, als ich 17 Jahre alt war, fuhr ich ein altes 1935er Zweitakt-Sun-Motorrad. Ich lebte in einem Teil Großbritanniens, der im Winter zu einer bestimmten Jahreszeit sehr feuchten Bedingungen ausgesetzt ist. ( a nasser, kalter, dichter Nebel) bemerkte ich auf dieser Straße, auf der ich früher häufig unterwegs war, dass mein Fahrrad in den Winternächten, wenn sich dieser schwere, neblige Nebel senkte, 7 Meilen pro Stunde schneller fuhr. Jedenfalls war ich davon fasziniert und besuchte die Universität Bibliothek, in der ich gelesen habe, dass im Zweiten Weltkrieg bestimmte britische Kampfflugzeuge mit einem Wasserinjektor ausgestattet waren.Wenn der Pilot beim Kampf gegen ein Nazi-Flugzeug aus einer sehr schwierigen Situation herauskommen musste, konnte er den "Wasser" -Knopf und einen Wassernebelsprüher drücken würde in den ankommenden Luftstrom in das Kraftstoffvergasungssystem des Flugzeugs eingespritzt (um ihm zu ermöglichen, schnell zu beschleunigen) Grüße Roderick

Der wichtigste Leistungsparameter ist die Anzahl der O2-Moleküle pro Volumeneinheit. Wenn also in einer niedrigeren Höhe, wo die Luft dichter ist, mehr O2-Moleküle pro Volumeneinheit vorhanden sind als in großer Höhe.

Es ist wichtig zu beachten, dass Wasserdampf kein O2 zur Unterstützung des Verbrennungsprozesses bietet, sodass er tatsächlich die O2-Menge pro Volumeneinheit verdünnt. So ähnlich wie mehr Stickstoff oder ein anderes Gas, das den Verbrennungsprozess nicht unterstützt.

Ein Turbolader oder ein anderes Gebläse senkt die Dichtehöhe und erzeugt mehr O2-Moleküle pro Volumeneinheit. Ein restriktiver Luftfilter erzeugt eine Druckdifferenz, wodurch bei niedrigerem Saugrohrdruck (aufgrund von Strömungsverlusten am Filter) weniger O2-Moleküle pro Volumeneinheit entstehen.

Letztendlich ist die Leistung eine Funktion der Kraftstoffmenge, die man effektiv pro Zeiteinheit verbrennen kann. O2 ist wichtig, um mehr Kraftstoff zu verbrennen. Wasser verdrängt O2. Kältere Temperaturen erhöhen die Dichte von O2 pro Volumeneinheit.