tl; dr: Kold tør luft har en betydelig effekt på hestekræfter. Dette kan bekræftes ved eksperimentering på enhver moderne bil.

Jeg kan tænke på to videnskabelige grunde til, hvorfor dette kan være:

1. Øget lufttæthed

2. Nedsat fugtighed

Ja og ja. Du er allerede det meste af vejen derhen.

Lad os tage en hurtig tur til forenklet teoretisk modeljord:

1. Motoren kører på iltmolekyler.
2. Densitet af luft bestemmer, hvor mange ilt molekyler, vi skal arbejde med.
3. Ergo, vi vil maksimere luftens tæthed.

I dit eksempel har vi to drejeknapper, som vi kan tænde vores teoretiske model: temperatur og fugtighed. Det andet bliver hurtigt forvirrende, når vi indser, at fugtighed påvirker varmekapaciteten i luften. Det er et forvirrende koncept (varme, temperatur, er de ikke de samme ?!), indtil du indser, at specifik varme næsten er som masse: jo mere specifik varme en ting har, jo sværere er det at ændre temperaturen.

Praktisk eksempel: Tænd en gaskomfur til maks. Læg din hånd direkte over brænderen. Bemærk de øjeblikkelige forbrændinger i første grad: luften over grillen opvarmes meget hurtigt. Sæt en fem gallon gryde fuld af vand på den samme brænder (hej, det tager meget vand at fremstille øl!). Læg din hånd i gryden helt ned til bunden (rører ikke). Bemærk, at du er i samme afstand som du var fra brænderen, men ingen forbrændinger! Vandet har en højere specifik varme og er meget mere træg i skiftende temperaturer.

Så det var sjovt. Hvorfor er vi ligeglade? Vi bryr os, fordi hvis du prøver at maksimere densiteten, starter du med denne ideelle gaslovligning:

Hvor

• T = temperatur
• rho = tæthed
• gamma = forholdet mellem specifikke opvarmninger (konstant tryk / konstant volumen)

... bortset fra at du pludselig indser, at dette ikke længere er en ideel gas: gamma er ikke konstant, da du ændrer luftfugtigheden. Tjek de to første linjer i tabellen over specifikke varmeposter for to eksempler på luft, der ligner dem, du foreslår. Den konstante trykvarmekapacitet springer ret meget mellem de to linjer, hovedsageligt på grund af stigningen i fugtighed: 40,85% fugtighed citeres til at være 1,16% vanddampindhold. Hvis du kigger længere nede i diagrammet, kan du se, hvad vi forventede: den specifikke varme af vand er meget højere end luft, hvilket alt sammen til sidst bringer os tilbage til det faktum, at luft med højere fugtighed resulterer i lavere anvendelig iltdensitet for vores motor at arbejde med.

... dyb indånding ...

Så hvad? Hvorfor går ikke højtstemmede motorer i stykker, når luften bliver kold og tør? Hvorfor kan jeg køre min turbobil på havoverfladen om vinteren og i bjergene (godt, vi kalder dem bjerge) i den fugtige sommer?

Det korte svar er, at motorcomputeren er ret smart. Det lever ikke i teoretisk modeljord. Det har et par flere sensorer, der måler masser af ting, som jeg har ignoreret ovenfor. Som et resultat forsøger det ikke at løse de korrekte værdier, der passer til modellen: det indstiller indstillingsparametre på motoren og overvåger derefter resultaterne. Derfor foretager det en effektiv numerisk tilnærmelse af alt det ovenstående, at:

A. Får din bil til at køre ret godt og giver dig den bedst mulige kilometertal og kraft til rådighed.

B. Sprænger ikke en vinterdag.

Du har helt ret. Jeg husker for nogle år siden, at en formel 1-kommentator nævnte, at de kolde forhold om morgenen var grunden til, at chaufførerne så, at deres omgangstider var forbedret med så meget som 1 sekund, hvilket er meget i formel 1.

Også køler en intercooler luft ned for at gøre den mere tæt, hvilket igen giver mere kraft, så din teori understøttes naturligvis af bilindustrien.

Vær opmærksom på med hensyn til fugtighed, når folk starter Når man laver skøre ting med turbomotorer, tilføjer de undertiden vandindsprøjtningssæt, der sprøjter en fin vandtåge ind i forbrændingskammeret for at absorbere varme for at øge densiteten yderligere og forhindrer også katastrofale nedbrydninger. Andre tunere kan bruge en rigere kørende melodi til at bruge overskydende brændstof til at absorbere varme. Dette brændstof er spildt, så du teoretisk set kan sprøjte stort set enhver væske i cylinderen, så længe det ikke forstyrrer forbrænding eller smøring. Med det i tankerne tror jeg kold, fugtig luft måske bare er bedre end kold, tør luft.

Min viden begynder og slutter med turbo-benzinmotorer, så hvis noget ikke gælder for NA eller diesel motorer, lad mig det vide.

Der er en anden faktor med hensyn til fugtighed, der er, at vandluft udvides / kollapser pr. grad af temperaturændring enormt, så dens tilstedeværelse i forbrændingskammeret øger eksplosionstrykket.

En af mine venner eksperimenterede med et vandindsprøjtningssystem på sin (karburator) bil, mens han studerede til en ingeniøruddannelse. Han rapporterede om bedre økonomi og magt, men det var svært at oprette &, ​​der effektivt havde brug for sit eget styringssystem (en anden karburator kun for vandet), så han gav op.

Hvis den lavere omgivelsestemperatur ledsages af regn eller våde forhold, får du også denne effekt gratis, da luften / vandet allerede er blandet for dig :-D

Nå, alt hvad jeg kan bruge på det, er at jeg bor i det centrale Queensland, vi har gennemsnitligt 35 til 42 om sommeren og lad os sige (tidligt om morgenen) til dagligt gennemsnit 3 til 18 om vinteren. Medmindre vi får regn, er det også ekstremt tørt her i 90% af året. Dybest set ørkenvejr ... Når det er varmt, er det VARMT! Når det er koldt, er det koldt! Men meget tørt. Alt, hvad jeg kan sige, er tidligt om morgenen, når det er skarpt, lydhørhed og drejningsmoment er nakkesnak ... Sommermorgen. Men i dagens varme bemærker jeg bestemt, at min bil bliver ret træg. Så i en nøddeskal fra min erfaring er tør kold luft bedre og vil altid vinde.

Min turbo-bil har altid været udsat for gnistbank / forsinket timing & boost i sommervarmen. Når jeg tilføjede et konservativt vandindsprøjtningssystem (to dyser, en pre-intercooler og en i gasspjældets albue) eliminerede det gnistbanken fuldstændigt under alle omdrejningstal & belastningsforhold. Jeg var i stand til at køre fuld boost (det maksimale, som min turbo kunne klare) selv i 90+ ​​graders sommervejr. "Fri" magt og aldrig et problem med det. Det var ikke sværere at installere end de fleste andre tunersæt som nitrøse. Et par dyser, nylonrør, vandkilde, wot switch eller aktivering af boosttryk, tilslut til batteri, færdig. Jeg er naturligvis en stor fan af vandinjektion, det gør absolut en forskel og er relativt sikker og billig sammenlignet med bare at dumpe mere brændstof eller sprøjte salpetersyre. :) På min opgraderede turbo hadede jeg, da computeren sænkede boostet, når indsugningsluften var varm. Problem løst.

I midten af ​​1960'erne, da jeg var 17 år gammel, red jeg en gammel 1935, to-takts, Sun Motorcykel, jeg boede i en del af Storbritannien, som er om vinteren underlagt meget fugtige forhold på et bestemt tidspunkt af året . (en våd kold, tåget tåge) Jeg bemærkede på denne særlige vej, at jeg ofte kørte på, at min cykel ville gå 7 miles i timen hurtigere de nætter om vinteren, hvor denne tunge tågetåge faldt ned. Alligevel blev jeg fascineret af dette og besøgte universitetsbiblioteket, hvor jeg læste, at i 2. verdenskrig var visse britiske jagerfly udstyret med en vandinjektor. Hvis piloten skulle komme ud af en meget vanskelig situation, når han kæmpede med et nazistisk fly, kunne han trykke på "vand" -knappen og en spray af vandtåge ville blive injiceret i den indgående luftstrøm i flyets brændselsforbrændingssystem (for at gøre det muligt for ham at accelerere hurtigt) Hilsen Roderick

Parameteren for nøgleydelse er antallet af O2-molekyler pr. volumenhed. Så hvis i lavere højde, hvor luften er tættere, så er der flere O2-molekyler pr. Volumenhedsenhed end i stor højde.

Det er vigtigt at bemærke, at vanddamp ikke tilbyder O2 for at hjælpe forbrændingsproces, så den fortynder i virkeligheden mængden af ​​O2 pr. volumen enhed. Ligesom at have mere kvælstof eller anden gas, som ikke hjælper forbrændingsprocessen.

En turbolader eller en anden blæser sænker densitetshøjden og skaber flere O2-molekyler pr. Volumenhed. Et restriktivt luftfilter skaber en trykforskel, der forårsager ved lavere manifoldtryk (på grund af flowtab ved filteret), der forårsager mindre O2-molekyler pr. Volumenhed.

I sidste ende er magt en funktion af mængden af brændstof man effektivt kan brænde pr. tidsenhed. O2 er afgørende for at forbrænde mere brændstof. Vand fortrænger O2. Koldere temperaturer øger tætheden af ​​O2 pr. Volumenhed.