HESTEKRÆFTER og VEJRET

Hvor mange hestekræfter har din bil? Svaret er ikke så let at give, som det kunne lyde til. Man slår jo bare op i manualen eller forhandlerens brochure, og der står det! Nu ser vi helt bort fra reklamehestene, som er målt på svinghjulet, uden monteret luftfilter, vandpumpe og generator. De rigtige heste, som kan måles ude på gummiet, er dem vi interesserer os for, men dem kan vi sjældent få oplyst. Pyt med det, dem kan vi regne os frem til, som du kan se andetsteds.

Vi har jo før været inde på, at det kan være marginalerne, som afgør et race, så nu begiver vi os over i afdelingen for finjusteringer.

Vi skal se på temperaturens og luftfugtighedens indflydelse på motorens ydeevne.

På en dansk løbssæson kan temperaturen svinge fra cirka 10 grader i maj over 30 grader i højsommeren og tilbage omkring de 10 grader i oktober. Et udsving på 20 grader er ganske meget og bliver det kombineret med svingninger i luftfugtighed, så kan det for alvor mærkes.

Et eksempel. Op til sæsonstarten er vi ude og teste vores bil. Bilen vejer 1.560 kg og har 692 hk. Vi når ved en temperatur på 10 grader over en kvart mile op på en hastighed af 207 km/h og bruger 10,45 sekunder. Hvad ville resultatet have været, hvis vi havde testet på en varm sommerdag med 30 graders varme? Vi omregner lynhurtigt til amerikanske enheder, da man på internettet kan finde en glimrende motorberegner og indtaster værdierne.

Vi kan se, at det ikke blot koster os 12 hundrededele af et sekund, men vi kører også 1,4 miles (2,25 km) langsommere på det tidspunkt. Her har vi holdt barometerstanden uændret og dermed kun set på ændringer i luftens indhold af iltmolekyler grundet temperaturændringer.

Hvis man ikke helt har mod på at kaste sig ud i de nødvendige beregninger for at kunne benytte den viste regnemaskine, så kan husmandsmodellen også sagtens bruges. Den går i al sin rørende enkelthed ud på, at man måler accelerationstiderne til faste målepunkter ved de forskellige temperaturer. Man vælger solskin og den laveste temperatur, som spillet giver mulighed for. Vælg en bane med en lang lige strækning. Hockenheim er i den forbindelse god, da udkørslen fra pit er direkte til langsiden. Hold helt stille, sæt bilen i 2. gear og så er det derudaf med speederen i bund. Tiden når omdrejningstælleren rammer 2.000, 3.000, 4.000 og hele vejen op til maximale omdrejninger noteres. Sæt temperaturen op med f.eks. 10F og gentag øvelsen. Så ender man med et skema i denne stil:

Læg mærke til, at tiderne stiger med temperaturen. Det skyldes det forhold, at luft ganske som de fleste andre stoffer udvider sig, når temperaturen hæves. Derved bliver der ikke plads til ligeså mange iltmolekyler i en liter luft, og forbrændingen i motoren bliver derfor dårligere og udvikler mindre kraft.

Så skal vi gentage hele øvelsen i overskyet vejr. Og hvorfor så det? Sandsynligheden taler for, at luftfugtigheden ændrer sig, når der ligger en dyne af skyer og forhindrer opstigning at luften. Da luften nu indeholder flere vandmolekyler end i klart vejr, må vi vide, hvilken effekt det vil have på motorens ydelse.

Ganske som før stiger tiderne, men de er som udgangspunkt lavere. Det kan være lidt forvirrende bare at sidde og kigge på tal, så en grafisk sammenligning af accelerationstiderne f.eks. 15,5 graders varme vil se sådan ud:

Motoren må derfor yde mere, men hvad er det helt præcis, der sker? Umiddelbart skulle man jo tro, at vand ville dæmpe forbrændingen i cylinderen, men det når faktisk slet ikke at virke tilstrækkeligt kølende eller kvælende til at sænke effekten. Tværtimod sker der det, at de meget små vanddråber lynhurtigt fordamper, når brændstoffet antændes. (Og det går ufatteligt stærkt, men det kan det også, da dråbernes specifikke overflade er meget stor og derfor optager varmen meget hurtigt. Uden at skulle gå i detaljer med infinitesimalregningens spændende verden, der gør det muligt at udregne kuglers overflade, så er definitionen på den specifikke overflade, et legemes overflade divideret med dets rumfang.) Da 1 liter vand danner ca. 1.700 liter damp, er det temmelig klart, at det fordampede vand udvikler et større tryk, end der ville blive udviklet ved forbrændingen af de ilt- og brændstofmolekyler, som vandet har fortrængt.

Der ligger altså en fordel i at få sprøjtet lidt vand ind med brændstoffet. Det er et faktum, som man allerede under 2. verdenskrig forsøgte at udnytte til at give flymotorer mere kraft og dermed stigeevne. SAAB forsøgte med deres model 99 Turbo en tilsvarende teknik, men det er næppe den rigtige metode med en mekanisk dosering. Der burde være bedre muligheder gennem nanoteknologien for at binde vand på molekylebasis til brændstoffet eller et additiv og dermed bruge vandet til at øge den specifikke overflade på brændstoffet under forbrændingen, men det er en helt anden sag.

Nu ved vi, at vores racer vil komme hurtigere fra start og køre stærkere i overskyet vejr med højere luftfugtighed. Det vi skal bruge det til, er at vælge den rigtige opsætning af gearkassen. Heldigvis er det jo kun et par klik med musen for at ændre gearinger, men det er igen vigtige halve eller hele sekunder der kan hentes for hver omgang, så det kan godt betale sig. Er man samtidig så heldig, at man kan gemme sine forskellige opsætninger, så kan man jo lave en komplet serie opsætninger til alle vejrsituationer. Det er kun et spørgsmål om seriøsitet og energi, der sætter grænsen.

VI GÅR I HØJDEN

Modsat de fleste danske racerkørere, så er vi jo ikke begrænset til kun at køre på danske baner. Vi kan prøve alle de eksotiske baner i Malaysia, Argentina, Brazilien, Mexico og Sydafrika for nu blot at nævne nogle få. Og nu er det så ikke kun temperaturen, der har indflydelse på motorydelsen. Nogle baner ligger stort set på havniveau, mens andre er anlagt mange hundrede meter højere. Er det tillige en rallysimulator vi leger med, så kan man risikere at skulle køre i Alperne eller Andes-bjergene. Og vi har jo alle i skolen lært, at luften bliver tyndere, jo højere man kommer op. Man kan igen bruge husmandsmodellen, men her vil jeg bruge motorregneren.

Som udgangspunkt bruger vi en bane i 100 fods (ca. 30 meter) højde og sammenligner den med en bane i 1.640 fods (ca. 500 meter) højde. Temperaturen er i begge tilfælde 50 F.

Det ses, at højden har kostet 2 tiendedele af et sekund, og hastigheden er faldet 2,3 miles (3,7 km/h). Bevæger vi os til den dobbelte højde er det klart, at vi mister endnu mere, men hvor meget?

Nu begynder det altså at kunne mærkes for alvor. Man kan jo kun håbe på, at bilen er forsynet med en kompressor- eller turbomotor, da det vil begrænse effekttabet væsentligt. Årsagen hertil er, at trykladeren vil fortsætte med at presse luft ind i indsugningsmanifolden (det hedder det stadig på en turbobil til trods for at der er overtryk), indtil det maksimalt tilladte ladetryk er opnået. Der er selvfølgelig grænser for, hvad der kan lade sig gøre, men generelt er trykladede motorer ikke så følsomme overfor lavere atmosfærisk tryk.

Som du kan se, så er motorregneren meget tidsbesparende i forhold til udfyldelse af skemaer med husmandsmodellen, skulle du have lyst til at prøve den, så følg min assistents ivrige henvisninger.