tenning3

TENNINGS-BANK (se fig. 7):

Ja, dette er noe som har skapt mye fortvilelse, forbannelse, (og en del mindre pene kraft-uttrykk) hos noen og
enhver i forhold til erfaring og/eller tilgang til nødvendige data fra dele-leverandører; og særlig gjelder det
da i situasjoner hvor motoren er blitt modifisert.

Man bruker gjerne betegnelsen ”tennings-bank” som beskrivelse på et symptom som kan ha 3 forskjellige hoved-årsaker,
i det ene tilfellets skyldes det at kompresjons-trykket og dermed også temperatur-økningen fører til spontan
selvantennelse før gnisten kommer, i det andre tilfellet skyldes det tenning med ”detonasjon” pga.
”flammefront-kollisjon”, og i det tredje tilfellet skyldes det at selve tenningstidspunktet er stilt for tidlig
(og en kombinasjon av alle disse forhold kan også oppstå).

(Jeg vil gjøre oppmerksom på at det selv i faglitteraturen kan være noe avvik i definisjonene vedr. tennings-bank og
detonasjon, og jeg har valgt de definisjonene som for meg ser ut til å være mest dominerende).

1. SELVANTENNELSE VED FOR HØYT TRYKK/TEMPERATUR:

I dette tilfellet tenner brennstoff-blandingen alt for tidlig pga. at temperaturen i hele blandingen er så høy at
selvantennelse-punktet oppnås.

Det karakteriseres av en høyfrekvent ”kneppende/knitrende/knapprende” lyd (omtrent som lyden av et knitrende
peisbål), og denne lyd er tilsvarende det man hør fra alt for tidlig stilt tenning (i begge tilfelle blir jo
blandingen for tidlig antent, og i begge tilfelle kommer ”ulyden” av at dette forårsaker en ekstra-ordinær høy
temperatur og trykk-oppbygging som følge av at stempelet fremdeles er på vei oppover og dermed kolliderer med
trykk-bølgen før det så snur og blir skjøvet nedover igjen i arbeids-takten).

Dermed blir stempelet (og topp) utsatt for ekstra store påkjenninger (trykk, temp.), som kan føre til skader på
disse, samt på komponenter i forbindelse med de.

Og siden en god del av trykket som bare skulle ha skjøvet stempelet ned, nå i steden blir brukt til å ”bremse”
stempelet på siste del av kompresjonen, så blir resultatet (som noen sikkert har merket), at man mister en god
del ”guffe” i motoren.

HVA FÅR BLANDNINGEN TIL Å BLI FOR HET OG OPPNÅ SELVANTENNELE ?:

Følgende er beskrivelser på forandringer ved en motor (som før har gått greit), og som kan føre til tennings-bank;
og merk at kun en av disse faktorene i tilstrekkelig stor dose kan være nok, men at det ofte er en kombinasjon av
flere (selv om de hver for seg ikke ville være avgjørende), men som totalt vil kunne summere seg opp til å bli
utslagsgivende.

For lavt oktan-tall:

Blandingens temperatur kan være like under selvantennelse, men så fører bruk av
bensin med for lavt oktantall til at selvantennelses-punktet likevel oppnås.

Dette pga. at temperaturen for selvantennelse blir lavere med lavere oktan-tall,
og følgelig inntrer selvantennelsen også ved lavere blandings-temperatur.

NB-Tips: Tidligere brukte man mest blytilsetninger for å øke oktan-tallet på
bensinen (slik at høyere komp. ikke skulle føre til tennings-bank), samtidig som
blyet også virket tilstrekkelig smørende for ventiler, ventiler-styringer og ventilseter;
men i våre dagers blyfrie bensin-typer bruker man i steden andre mindre giftige stoffer,
og for å unngå skader pga. manglende smørings-effekt etter blybortfallet, har motorene
rustfrie ventiler, herdede ventilseter, og spesial-legeringer i ventilstyringene.

Derfor kan eldre motorer kun beregnet for blybensin få alvorlige skader om man bruker
blyfri bensin, mens det ikke får slike skader på en moderne motor om man skulle glemme
seg å kjøre med blyholdig bensin (men katalysator og oksygen-sensor kan få skader
og/eller nedsatt funksjon, særlig etter repeterte ”forglemmelser”).
For høy ”dynamisk” kompresjon:

Kompresjons-trykket (og dermed temperaturen) blir økt for mye under motorgangen;
dette kan komme av at den ”statiske” kompresjonen blir økt for mye: f.eks stempler
som gir høyere kompresjon, topper som gir høyere kompresjon, plansliping av
topper, plansliping av blokk-dekk, tynnere topp-pakning, samtidig som man
også har (eller skifter til) en kam med rel. kortere åpnings-tider og mindre overlapp,
og kanskje også har dårlig avkjøling av sylindrene (kjøle-system, jern-topper).

Nå vil kammen ha begge ventiler lukket i rel. lang tid under kompresjonstakten;
det er altså mindre lekkasje av kompresjons-trykket som følge av at begge ventiler
er åpne samtidig (mindre overlapp), og begge disse forhold gjør at den ”dynamiske”
kompresjonen (dvs. det reelle kompresjons-trykk/temp under motorens gange) blir høyere,
og følgelig også blandingens trykk og temperatur.

TIPS !: Prosedyre for beregning av ”statisk kompresjon” (se fig. 8):

Det å beregne den statiske kompresjonen er både viktig mht. å unngå tennings-bank, ved behov for å tilpasse
kompresjonen til kammens karakteristikk, og for å optimalisere motor- kraften (dreiemoment og hk), så herved følger
en prosedyre for å beregne dette (i cubic-inch).

Hoved-beregningen for kompresjons-forholdet består av å finne alt ”total-volum” over stempelet i nederste stilling,
dvs. addere slagvolumet (volumet som stempelet fortrenger i sitt ”slag” fra nederste stilling, til sin
øverste stilling) med det volum som er over stempelet i øverste stilling (”kompresjons-volumet”), og deretter
dele dette ”total-volum” på ”kompresjons-volumet”; dermed får vi frem hvor stort ”kompresjons-volumet” er i forhold
til ”total-volumet” (ved en rel. høy kompresjon på 10:1, er altså ”kompresjons-volumet” så lite at det går 10 slike
volum i ”total-volumet”, og dette tilsier følgelig at gass-mengden blir presset sammen vesentlig mer enn om forholdet
bare hadde vært f.eks 8:1).

”Kompresjons-volumet”:

Dette består av event. volum fra stempel-toppens ytter-kanter (hvor stempel-toppen har sin laveste flate
rundt kantene) til blokk-dekkets flate dersom stempelet ytterkanter ikke går helt opp (dvs. stempelet ikke går
helt opp) og kan kalles ”dekk-høyde-volum”, pluss ”paknings-volumet” (som pakningen forårsaker), pluss toppens
”forbrennings-kammer-volum”, og fra alt dette adderes eller trekkes fra det ”stempel-volum” som utgjøres av
”utvekster” (domes) på stempelet (i så fall blir det en subtraksjon), eller ved ”uthulinger/fordypinger” (dished)
i stempelet (og i så fall adderes dette til ”kompresjons-volumet”).

Helst skulle vi om praktisk mulig (lar seg gjøre sammen med væske-målemetoden for stempel-volumet beskrevet lengre
ned) også tatt med volumet fra stempel-toppens ytterkanter ned til øverste kompresjons-ring, dvs. ”ring-dekk-volumet”,
det er i så fall snakk om sylinder-volumet (ut fra boringen) ned til første ring (distansen i inch) minus volumet
(samme lengde) beregnet ut fra stempelets diameter, men siden det dreier seg om et rel. lite volum kan det event.
droppes i denne sammenhengen, da det kun har rel. liten innvirkning på total-kompresjonen.

(Dersom vi ikke har opplysninger om slagvolum, kan det beregnes ut fra info om boring og slaglengde i bilens
tekniske data, rep-håndbøker, etc.).

Formel for slagvolum: (ps: dette er en snarveisformel i forhold til den vanlige):

Boring² * slaglengde * 0.7854 (konstant)

Eks: 4.030² * 3.48 * 0.7854 = 44.389 cid.
Forbrenningskammer-volum:

Hvis vi ikke vet dette fra før og har toppene av, kan det beregnes ved å legge en
tynn plate med hull over, og så ved hjelp av pipette se hvor stort volum vann/olje
vi må fylle på før det er helt opp til ”bredden”.

Om dette volum er f.eks 76 cc, så konverterer vi til cid. med formelen:
cid = cc * 0.061 eks: 76 * 0.061 = 4.636 cid.
Topp-paknings volum:

Om du ikke får tak i pakningfabrikantens data, brukes samme formel som for slagvolum
ovenfor, og dersom paknings-tykkelsen f.eks er på 0.038 inch, og paknings-åpning-diameter
er 4.218 inch, blir dette:

4.218² * 0.038 * 0.7854 = 0.531 cid.
Dekk-høyde-volum:

Dekker volum fra stempel-toppens ytter-kanter (hvor stempel-toppen er på det flateste) til
blokk-dekkets flate dersom stempelet ytterkanter ikke går helt opp (dvs. stempelet ikke går
helt opp), og beregnes etter samme formel som for slagvolum og pakningsvolum ovenfor, og
dersom høyden er f.eks 0.025 inch blir det:

4.030² * 0.025 * 0.7854 = 0.319 cid.
Stempel-volum (”dished/domed”):

Dersom vi ikke vet dette ut fra stempel-produsentens data, må det måles med
”væske-målemetoden” som for ”forbrenningskammer-volum” ovenfor (står
stempelet i sylinderen så smør først litt fett på sylinderveggen så ringene holder bedre
tett).

Mål distansen fra blokk-dekk-flaten til stempel-toppens ytter-kanter hvor stempel-
toppen har sin laveste flate rundt kantene (la oss i dette eks. si at den er på 0.100
inch), fyll så opp med pipetten og noter hvor stort volum som måtte til før ”bredden”
ble nådd (la oss si 25 cc) som blir: 25 * 0.061 = 1.525 cid.

Så beregner vi hvor stort dette volumet hadde vært om det hadde dreid seg om en helt
”perfekt” sylinder, dvs. om det ikke hadde vært noen ”utvekster” (domes), eller
”uthulinger/fordypinger” (dished), eller begge deler (som ved ”dome”-stempler med
”dish” for ventilene skal få passe klaring) og ”glippe” til første ring dvs.
”ring-dekk-volumet”, og dette blir å bruke samme formel som for paknings-
volum igjen:

4.030² * 0.100 * 0.7854 = 1.275 cid.

I dette eksemplet er altså det ”væske-målte” volumet klart større enn ved en helt
slett stempel-overflate, og følgelig dreier det seg om et stempel med
”uthulinger/fordypinger” (dished).

Hvor mye større enn med et slett stempel (”prefekt” sylinder-volum) beregner vi da
greit med en subtraksjon: 1.525 – 1.275 = 0.250 cid.

Siden det nå dreier seg om en økning av det totale volum over stempelet i full
kompresjons-høyde, skal derfor dette volum adderes til de øvrige volum som
utgjør det totale kompresjons-volum.

Dersom det ”væske-målte” volumet i steden var på f.eks 12 cc (0.732 cid), og
dermed klart mindre enn ved et slett stempel (”prefekt” sylinder-volum) ville det
dreie seg om et stempel med ”utvekster” (domes), og det klart mindre volum blir:
1.275 – 0.732 = 0.543 cid., og siden dette betyr en minking av det totale
volum over stempelet i full kompresjons-høyde, skal derfor dette volum subtraheres
fra de øvrige volum som utgjør det totale kompresjons-volum.

Kompresjonen i vårt eksempel:

I vårt eksempel har vi nå alle data vi trenger, dvs. alle volum for total-volumet over
stempelet i nederste stilling (dvs. slagvolum + kompresjons-volum) som vi skal dele på og
alle volum for totalvolumet over stempelet i øverste stilling (dvs. kompresjons-volumet),
og dette blir som følger (ps: vi bruker stempel-volumet for ”dished”-stempelet som skal
adderes til de andre volum):

44.389 + 4.636 + 0.531 + 0.319 + 0.250 =	50.125 = 8.74: 1
4.636 + 0.531 + 0.319 + 0.250	5.736

ANDRE FORHOLD SOM KAN MEDVIRKE TIL SELVANTENNELSE:

For mager blanding:

Dette kan foruten forgasser-blandeforholdet, komme av vakum-lekkasje ”falsk luft” fra
manifoldet (mellom topper, forgasser, slange/rør-forbindelser) som gjør at uønsket
ekstra-luft fører til alt for mager blanding (selv om forgasserblande-forholdet ellers er ok),
og dermed mister den mye av den ”kjølende” effekten som en bensin-rikere, ”våtere” blanding
har når den suges inn i brennkammeret).
”Hot-spots”:

Dersom det finnes ”hot-spots” (ekstra-opphetede-punkter), vil dette medføre at en
blanding som er nær selvantennelse vil kunne antennes enda tidligere/raskere.

Slike ”hot-spots” kan være: skarpe kanter i forbrennings-rommet (toppene, stempel-
oversiden), sotdannelser (som kan gløde etter forrige forbrennings-takt), plugger som
er for ”varme”, pakningskanter (sjeldnere).

(Ps: I sterkere grad av ”hot-spots” vil også en blanding med mer normal temperatur
kunne føre til selvantennelse og tenningsbank, det kalles gjerne da for
glødetenning”).
Særlig store sotdannelser på stempel og i forbrenningsrommet på toppene:

Dette er noe som mest kan forekomme på biler med uoverhalte motorer med rel.
lang kjørelengde, og som har slitt med dårlig forbrenning av forskjellige årsaker,
og når sotlagene har blitt så tykke at dette har redusert størrelsen av forbrenningsrommet,
og dermed høynet kompresjonen (som var høy fra før) til et kritisk nivå.
Ekstra høy innsugnings og motor-temperatur:

Dårlig design av innsugnings-systemet, og utilstrekkelig avkjøling av motoren
(og da særlig toppene), kan også bidra til å øke brennstoffblandingens temperatur
ugunstig mht. tennings-bank.
Manglende EGR (Eksthaust-Gas-Resirculation):

Dette systemet ”resirkulerer” en del eksos inn i brennkammeret ved bestemt belasning
og/eller turtall, men (i tillegg til sin ”rensefunksjon”) fører den også til en senking
av forbrennings-temperaturen; slik at dersom dette systemet er ”de-aktivisert”, så vil
den økte temperaturen i brennkammeret og kunne bidra til tenningsbank.

2. ”DETONASJON” VED FOR HØYT TRYKK/TEMPERATUR:

Forbrenningen kan også arte seg ”detonerende”; dette kommer av at flammefronten skapt etter at tennpluggen har
antent blandingen i ene enden forårsaker et tilstrekkelig høyt ekstra-trykk/temp mot et ”hot-spot” punkt i kammeret
til at blandingen ved dette selv-antenner og skaper en ny flammefront som kolliderer mot den første.

Dette er den mest skadelige form for tennings-bank (og kan fort ødelegge mye på motoren), og karakteriseres av en
vesentlig kraftigere, mer ”solid”, mer ”knallende, knakkende” ulyd, en de andre to typene.

I modernere motorer har man ved utforming av brennkammeret (virvel-kammer-prinsippet) og gunstigere
komponent-utforming, klart å redusere dette fenomenet så mye at det heldigvis er rel. sjelden det intreffer.

3. FOR TIDLIG TENNING:

Dette er ikke snakk om selvantennelse pga. for høyt trykk og temperatur (som under punkt. 1 ovenfor), men her
skyldes den for tidlige antennelsen at gnisten fra tennpluggen kommer på et alt for tidlig tidspunkt.

Dermed oppstår en for tidlig trykk-oppbygging, slik at stempelet som fremdeles er på vei oppover, ”kolliderer”
med denne trykk-bølgen og blir bremset; og dette medfører en tilsvarende reduksjon av trykk-oppbyggingen etter at
stempelet har passert TDC, som så fører til at skyvkraften i arbeids-takten også blir merkbart redusert.

Konsekvensene og symptomene (og ”ulyden”) av for tidlig tenning, er nokså identisk med det som er beskrevet under
punkt 1 (selvantennelse pga. for høy blandings-temperatur); men siden det i dette tilfellet er gnist-tidspunktet og
ikke den for høye kompresjonen (og andre forhold) som er ”skurken”, så vil som regel trykk og temperatur bli noe
lavere (og derfor bety noe redusert risiko for nokså ”umiddelbare” skader).

Den ”statiske” fortenningen (grunntenningen) er stilt for tidlig:

Dvs. hvor mye fordelerhus m/kontaktpunktene er vridd mot for tidlig tenning.
Den ”dynamiske” ekstra-fortenningen er stilt mot for mye fortenning:

Dette kan komme av at enten sentrifugal-fortenningen, eller vakum-fortenningen,
er stilt inn til for tidlig tenning (eller er av feil type).

PROSEDYRE FOR VENTILJUSTERING