Här blir motorn ren och snål

Hybridbilar och båtar kan köras rent och bränslesnålt med en ny liten motor som utvecklats på KTH. Hemligheten är några smart placerade kugghjul.Nu ska den miljövänliga motorn tas till produktion.

KTH:s tävlingsbidrag Spiros med HCCI-motorn.

KTH:s tävlingsbidrag Spiros med HCCI-motorn.

Jag försöker ställa tiokronan på högkant, men det darrar lite för mycket.

KTHs nya HCCI*-motor är inte riktigt vibrationsfri än, men för att vara encylindrig på 50cc är det inte långt ifrån.

Professor Hans-Erik Ångström lyser ikapp med lamporna som visar att den lilla motorn just nu ger 800W vid 4 000 varv (som en mopedmotor), men det hörs inte riktigt vad han säger.

Låter det mer eller mindre än en motorsåg vid samma varvtal? Mindre, hävdar David Larsson, som byggt motorn som ett förlängt exjobb på KTH.

HCCI, eller homogenmotorn, bygger på en strålande idé, som forskare och konstruktörer kämpat med i årtionden.

Teorin går ut på att man har en homogen bränsle-luftblandning i en cylinder som man komprimerar så hårt att den självantänder. Förbränningen sker samtidigt i hela blandningen, vilket ger hög verkningsgrad och praktiskt taget helt eliminerar utsläpp av sotpartiklar och kväveoxider.

Man kan köra den i stort sett på vilket bränsle som helst, man varierar bara kompressionen efter behov.

Praktiken medför dock några problem, där det mest grundläggande handlar om att man måste ändra normalt fasta egenskaper i motorn under gång, exempelvis kompression och ventiltider. Lösningar med variabel kompression eller ventiler som är oberoende av motorvarvet existerar, men är extremt dyra och komplicerade.

Hans-Erik Ångström och David Larsson har löst problemet med två kugghjul, och när de förklarat en stund begriper man varför de ser så nöjda ut. Det hela är enkelt, och så genialt. Och det verkar fungera. Grunden är en encylindrig tvåtakts motkolvsmotor av en typ som bland annat satt i Junkerplanen under andra världskriget.

Två kolvar klämmer ihop bränsle-luftblandningen i en cylinder från var sitt håll. De sitter på var sin vevaxel, som snurrar åt olika håll. På det viset tar rörelserna i motorn ut varandra, och vibrationerna försvinner.

Ny förbränningsluft trycks in vid den ena kolven och blåses ut vid den andra. Vevaxlarna är förbundna med fasta kugghjul, så kolvarna går exakt i takt.

Nu till det kluriga. Hans-Erik Ångström har satt två rörliga kugghjul mellan vevaxlarnas kugghjul, och genom att flytta centrum för de rörliga kugghjulen kan han fasförskjuta kolvarnas rörelse, och då ökar eller minskar förbränningsrummet, och därmed kompressionen.

*Hur kom du på det där?

- Ja, säg det, säger Hans Erik Ångström blygsamt.

- Vi började jobba med HCCI-principen för nästan tio år sedan. Nu skulle vi bygga en motor för KTHs bidrag till tävlingen Shell Eco-Marathon som går i maj varje år, och här är den.

Men den lilla motorn kan användas till mer. I labbet på KTH har man kopplat ihop den med en elmotor/generator, en superkondensator och ett batteri: en drivlina till en hybridbil. Bränslesnåla rena båtmotorer är ett annat användningsområde.

Hans-Erik Ångström har tagit patent och bildat bolaget HCCI Technology tillsammans med Tom Whitlock, affärsängel.

Riskkapitalbolaget Midroc New Technology har finansierat bolaget så här långt. Utmaningen nu är att ta motorn till produktion.

- Midroc kan gå in med ytterligare pengar, men vi behöver också en industriell partner. Det kan vara i Sverige eller i Asien, det kan vara en tillverkare eller en underleverantör, säger Göran Linder, vd för Midroc New Technology.

Fotnot: HCCI står för homogeneous charge compression ignition

(Uppdaterad version, tidigare fel i fotnot korrigerat)

Fler artiklar av: Eddie Pröckl

Annons
Annons

Bloggar som länkar hit

Kommentarer

Senaste inlagd av Bengt Johansson 23 april 2008 11:57 Sortera: Senaste överst

Etanol-HCCI

HCCI är nog bra, men hur mkt bättre är en etanol-HCCI än en mager-HCCI?
Vore roligt att få höra herr Ångströms åsikt.

Anmäl

Omformulerad fråga

Nytt försök, skrev fel:
HCCI är nog bra, men hur mkt bättre är en etanol-HCCI än en mager-homogen-etanolmotor?
Vore roligt att få höra herr Ångströms åsikt.

Anmäl

Så ska det se ut! :)

Det finns inga gränser för vad man kan göra, underbart om detta är en väg att faktiskt få ut någorlunda verkningsgrader ur en förbränningsmotor? Kul att höra och all lycka framåt! Tänk att bli av med oljeelendet också i en framtid...

Anmäl

Redan uppfunnen???

Hur var det med alvin motorn? Hade den inte en liknande princip??

Anmäl

HCCI

Med en HCCI motor så får man i princip verkningsgraden hos en direktinsprutad dieselmotor (över 40%), medans avgaserna innehåller i princip inget NOx eller partiklar som hos en diesel, bara HC vilket man enkelt kan hantera med en oxidationskatalysator.

En indirekt insprutad ottomotor har en maximal verkningsgrad runt 34% och en direkt insprutad ottomotor har runt 36% verkninsgrad, men den senare är framförallt bättre på dellast, men inte så effektiv som en direktinsprutad dieselmotor.

Sandia har förövrigt konstruerat en frikolvsmotor med HCCI förbränning; den har nått verkningsgrader över 50%.

Det finns dock en del problem med HCCI motorer; att få dem att tända i rätt ögonblick och hur man styr tändögonblicket. Ett annat problem är hur man ska få ned ljudnivån från förbränningarna.

Anmäl

Bra

Djävligt bra , nu är oljebolagen och miljörörelsens dagar räknade.
Kan ni på nyteknik publicera mer info om tekniken, effektivtet och liknande.

Anmäl

Oklart...

Men hur balanseras motorn när den inte kör full kompression och de båda kolvarna slår i otakt? Är det en del av företagshemligheten kanske?

Anmäl

NOx? Oklart?

"Johan - 2008-04-16 17:30" Var tar kvävet vägen om det inte bildas NOx?

"Robert - 2008-04-16 22:14"
Kolvarna slår inte i otakt, bara olika slaglängd.

Anmäl

Otakt eller slaglängd

Om skissen är korrekt förstår jag inte hur slaglängden kan varieras då vevaxlarnas infästning inte flyttas och kolvstängernas längd är fix. Tyvärr behöver jag tänka en längre stund för att förstå geometrin i den varierbara "otakten", jag har inte greppat det än.

Anmäl

En bild kan beskriv mer än tusen ord

Varför inte fler bilder i ny tekniks reportage? Då skull även jag förstå!

Anmäl

Solklart

Det stämmer Magnus, slaglängden är ju fast och bestäms av vevaxeln. Läser man artikeln noga står det ju att kolvarnas rörelse fasförskjuts.

fasförskjutning = otakt ?

Anmäl

Illustrera mera

Finns både bilder och en animation under "Dokument" i artikeln...

Anmäl

Vad jag förstår så

Varieras avståndet mellan de bägge vevaxlarna, vilket ger kompresionsskillnad, men icke otakt.
Jag har inte läst noggrant, bara byggt bilden av det som beskrivs, i skallen, då jag läste..

Kanske fattar jag noll och nix..

Anmäl

EL-BATTERIER-ELMOTOR!!!!

Jääsp.
Vad är bilindustrin rädd för. Hur kommer det sig att företagen fortsätter med den här typen av projekt då framtiden ligger på ett helt annat plan.
Tänk vad skönt det blir när vi inte längre behöver olja ner oss och ha en massa rörliga delar i en Ottomotor.(men visst det var ju faktiskt kul när man var LITEN och mekade inne i mopedmotorn)
Stadsbilar och mopedbilar kan precis som i Kina ha elmotorer. Var i Kina förra året jag såg tusen och åter tusen mopder utan bensinmotor.
KINA LIGGER FÖRE VÄST, jag skäms.

Anmäl

Gunnar L

Du har säkert fattat rätt! Man kan laborera mycket med kugghjul. Jag kommer speciellt på vinjetten till Tekninskt magasin med Erik Bergsten och de roterande eliptiska, trekantsformade och exentriskt lagrade kugghjulen. Var själv inne mycket på rotationsmotorer i ungdommen innan jag förstod att förbränningsmotorer överhuvudtaget inte är en miljövänlig och energisnål lösning.
Elmotorer och då speciellt trefas asynkronmotorn är bland de bästa motorer som finns. Med modern varvtalsreglering och styrning kan de göra det mesta. Dessutom har de bästa vridmoment vid lägsta varv. Vilket ger bra startprestanda och acceleration.

Mvh K.A.J

Anmäl

justerbar kompression

När kolvarna går i otakt kommer de aldrig att mötas i inre vändläget samtidigt, alltså inte uppnå full kompression.

Anmäl

verkningsgrader

om man lyckas med att ha tillräckligt mycket koll på tändtidpunkten (kräver cylindertrycksensor) så kan man maximera den termodynamiska verkningsgraden eftersom förbränningen är väldig snabb. denna snabba, homogena förbränningen gör att man slipper NOx och partiklar på bekostnad av HC och CO.
HC och CO emissionerna i sin tur minskar förbränningsverkningsgraden ner till 0.8 om självtändningen hamnar riktigt kass.
därutöver minskar varje kugghjulingrepp motorns mekansika verkningsgrad med sisådär 0.95.

Anmäl

Smörjningen ?

Hur har man tänkt sej att smörjningen ska funka. Portarna i cylindrarna kommer ju att stå "öppna" (otätade) mot vevhusen under tändläget, möjligen kolvring längre ner på kolven som tätning men då blir mellersta delen av cylindern osmord. Tvåtaksbränsle? inte vidare miljövänligt eller så finns det en lösning som är hemlig.

Anmäl

Virker linket til grafi`k?

(Skrevet på dansk - jeg er fra Danmark:)
Virker linket i artiklen til grafiken om HCCI-motoren? Jeg kan ikke få det til at virke på min pc!
Linket til KTH:s film om HCCI-motorn virker derimod fint, mens grafiken sker der bare ingenting med?
mvh.

Anmäl

Junkers Jumo

Motorns grundkonstruktion är jämförbar med Junkers Jumo 205, en tvåtakts dieselmotor från 1930-talet.

http://www.enginehistory.org/Diesels/CH4.pdf

Vad man sedan har gjort är att införa en mekanism som tillåter att man justerar vevaxelfasningen och därmed kompressionsförhållandet.

N. Roheda: Kväveoxider ingår normalt inte i en motors förbränningsförlopp utan bildas i huvudsak termiskt vid luftöverskott. Vid HCCI drift bildas inget NOx, kväve i inloppsluften leder alltså bara till kväve i avgaserna.

Anmäl

4-takt & bränsleval?

Hej, grymt intressant!

Men kan man inte tillämpa HCCI på 4-taktare?

I artikeln står det att vilket bränsle som helst kan man köra på, hur beräknas då kompressionen ut m.a.p bränsleval, i realtid?

Bonusfråga, varför låter det mycket om HCCI motorer?

Anmäl

HCCI -framtidens motor

Kul att fotnoten i texten är fel. HCCI=homogeneous charge compression ignition och inget annat.

HCCI går att köra på alla bränslen. I Lund har vi kört på både bensin och diesel och dessutom på bägge samtidigt. I den första svenska SAE-artiken om HCCI från 1997 skrev vi från LTH om hur det var att köra på etanol. Det gick utmärkt. Vi har även kört på biogas, naturgas,vätgas och andra mer eller mindre konstiga blandningar. Vi har även publicerat lite om hur det är att köra HCCI i små motorer och det visade sig inte vara så enkelt. Att styra med variabel kompression är dock bra och väl fungerande.

Angående apans frågor: Fyrtaktare fungerar bättre än tvåtaktare för HCCI. Olika bränslen antänder vid olika temperatur och krver då antingen olika temperatur in till motorn eller olika kompressionsförhållanden. Det går att styra både komp. och insugstemperatur tillräckligt snabbt.Jari Hyvönen och Göran Haraldsson disputerade på detta för något år sedan. Att HCCI låter mycket beror på den snabba förbränningen. Eftersom trycket ökar snabbt i cylindern fås blocket att vibrera. Genom att lägga förbränningen sent kan tryckderivatan minska och bullert då också. Det kräver dock aktiv kontroll av förbränningen för att stabilisera förloppet.

Janne: En elmotor är något helt annat än en förbränningsmotor. El finns inte utan måste skapas. Idag är det främst kolkraft som står för elproduktionen i EU och världen och elbilar är alltså främst koldrivna.

Anmäl

HCCI

Man kan tillämpa HCCI förbränning på fyrtaktare. Scania motorn med HCCI som har nämnt tidigare är ett exempel, den fyrcylindriga motor som hittas under huven på ex. Saab 9-3 finns även den i ett experimentellt HCCI utförande; problemet är att på ett enkelt sätt kunna styra tändtidpunkten.

Ljudnivån är relaterad till "maximum rate of pressure rise" vilket anges i ex. bar/vevaxelvinkel.

Anmäl

Tandrem

Jasså, man tappar 5% mekanisk energi i kugghjulen. Skulle en tandrem eller kedja göra någon skillnad? Fasförskjutningen skulle åstadkommas med två flyttbara spännhjul som ändrar proportionerna mellan remmens löplängd på slingans två sidor. Axlarna skulle förstås rotera åt samma håll då.

Anmäl

Re: yes

En rem eller kedja har också förluster. Normalt är 98-99% verkningsgrad per kuggingrepp medan en rem kan gå ner till 90%. En kedja är ofta något bättre men ändå sämre än kugghjul om de inte är för många.

Anmäl

Nyheter/Innovation

Tål att gå på

Malaysier lär sig
gå på äggskal

Äggskal är värdefullt avfall som kan användas som byggmaterial anser fem malaysiska forskare som utvecklar äggskalsbaserade golvklinkers.

El-forest spolas av efter nattlig trailertransport i snöstorm natten till den 11 mars 2009.

Så klarade El-forest transportkrisen

Det var nära att Energimyndighetens generaldirektör Tomas Kåberger inte fick köra den stora hybriddrivna skogsmaskinen El-forest på Energitinget förra året. Nu berättar El-forests vd Gunnar Bäck hur han löste krisen. (18 kommentarer)

Bakteriedöd

Bakteriens död fångad på bild

Titta på bilden. Cellväggarna hos e-kolibakterien har börjat lösas upp efter att ha utsatts för en bakteriedödande substans. (1 kommentar)

SKL analyserar dödade svenskarnas kläder

Statens kriminaltekniska laboratorium, SKL, i Linköping ska nu undersöka utrustning från de  två svenska soldater som dödades i Afghanistan för fem veckor sedan.

Ny Teknik fick provköra Smite på Energitingen 2010 i Älvsjö på tisdagen.

Världspremiär för Smite på Energitinget

Ny Teknik fick i går chansen att provköra den lilla miljövänliga trehjulingen Smite på Energitinget i Älvsjö. Men det dröjer ett år till innan den finns att köpa på riktigt. (43 kommentarer)

Tävlingar fixar genombrotten

Bygg en robot, skicka den till månen, låt den åka minst 500 meter och skicka bilder och data tillbaka till jorden. Lyckas du före alla andra vinner du drygt 140 miljoner kronor.

Kåberger: Risk att det stannar vid prototyper

Allt fler vill driva på teknikutvecklingen med olika pristävlingar. Det amerikanska energidepartementet lovar 70 miljoner kronor till den som kan ersätta 60-wattslampan.

Marcel Warntjes.

Han snabbar upp magnetkameran

Snabbare undersökning och bättre underlag för att ställa diagnos. En programvara från ett litet Linköpingsbolag gör dagens magnetkameror till vassare och billigare diagnosmaskiner.

Göteborgsföretaget Lameras sandwichmaterial Hybrix ser ut som en vanlig plåt men är fylld med luft och fibrer.

Lamera - riskkapitalets bästa val på Energitinget

En ihålig laminerad plåt vann riskkapitaljuryns gillande på Energitingets Investerarforum i Älvsjö på tisdagseftermiddagen. Sandwichplåten väger bara hälften så mycket som en vanlig plåt. (4 kommentarer)

Starka trådar

MIT löser silkets gåta

En unik kristallstruktur förklarar silkets paradox: extremt starkt, men samtidigt tänjbart. Upptäckten kan bana vägen för superstarka syntetiska material. (5 kommentarer)

Installation av Absolicons hybridsolfångare på Närvård Härnösand.

Se världspremiären
för svenska solkylan

På Härnösands sjukhus finns nu världens första solenergianläggning som ger el, värme och kyla – samtidigt. Ett resultat av samarbetet mellan de två svenska cleantechbolagen Absolicon och Climatewell. (17 kommentarer)

Forskare prisas för algbatteri

Forskare prisas för algbatteri

Uppgiften om att svenska forskare använt grönalger för att skapa ett lågprisbatteri blev en världsnyhet för sex månader sedan. Nu prisas en av de drivande forskarna, Albert Mihranyan, för sin insats i utvecklingen.

Baldos II i Monaco.

Baldos, Beakon och Minesto tillbaka från Monaco

Ferrari i all ära, men den lilla röda studentbilen Baldos från Luleå fick posera mest framför filmkamerorna utanför casinot i Monaco förra veckan. (14 kommentarer)

Pet-pavan blir flaska på nytt

Pet-pavan blir
flaska på nytt

Forskare vid IBM och Stanford har kommit på hur pet-flaskor kan återvinnas om och om igen. Ett genombrott, hävdar gruppen. (16 kommentarer)

LFV har krav på sig att förbättra miljön vid Arlanda flygplats och grönt jetbränsle är en av flera möjligheter att klara miljökraven.

Grönt jetbränsle till Arlanda

Tekniken finns och första kalkylen är gjord. Nu fattas "bara" en konkret projektering, villiga intressenter och 5-7 miljarder kronor i investeringskapital för att starta tillverkning av grönt jetbränsle vid Arlanda. (48 kommentarer)

ESA vill ta ner rymdtekniken på jorden

ESA vill ta ner rymdtekniken på jorden

I många år har den europeiska rymdorganisationen ESA försökt få användning av rymdteknik även på jorden. Nu startas en ny riskkapitalfond för unga teknikbolag som vill ta rymdinnovationer till marknaden.

Jordskalvet i Chile fick rikgit stora konsekvenser. Många människor har dött och andra förlorat alla de äger. I framtiden kanske konsekvenserna vid ett skalv kan lindras.

Tapeten kan bli livsviktig

Väggar som larmar om faror och skyddar ditt hem. Det kan bli verklighet om ny tapetmodell med fiberoptik lanseras. (4 kommentarer)

- Satsa biståndet på system som larmar

Ett isländskt system hade gett Haiti en chans, skriver seismolog Ragnar Slunga i ett debattinlägg på nyteknik.se. Nu vill han satsa biståndspengar på att bygga seismiska nät i riskområden. Ny Teknik ställer fem frågor.

Energin väller fram som en tsunamivåg i nanoröret

Värme kramar
kraft ur nanorör

Genom att elda i ena änden av ett kolnanorör kan man jaga ut elektroner i andra änden. Det är ett helt nytt fysikaliskt fenomen som upptäckts av forskare vid MIT i USA. Tekniken kan användas för att strömförsörja extremt små sensorer. (4 kommentarer)

Esab börjar forska på Lindholmen

Svetskoncernen Esab lägger ner sina sju forskningscentrum i världen och bygger ett nytt forsknings- och utvecklingscentrum på Lindholmen i Göteborg.

Tyrannosaurus Rex.

Giftigt regn tog kål på dinosaurierna

För 65,5 miljoner år sedan slog en asteroid ned utanför Yucatanhalvön i Mexico. Solen förmörkades, giftigt regn föll och växternas fotosyntes slutade fungera. Massdöden bland dinosaurierna var ett faktum.

Michael J Fox

Michael J Fox hedersdoktor på KI

Skådespelaren Michael J Fox promoveras till hedersdoktor vid Karolinska Institutet för sin insats vid forskning om Parkinsons sjukdom. (5 kommentarer)

Eldrift i miniformat för småsatelliter

Eldrift i miniformat för småsatelliter

Elektrisk framdrift av minisatelliter intresserar amerikanska flygvapnet som låtit testa en liten jonthruster.

Feta råttor sätter krokben för forskarna

Mycket mat och lite motion i råttburarna snedvrider forskarnas resultat. De feta labbråttorna dör av sin sunkiga livsstil, inte av försöken. (2 kommentarer)

Här är principen för Daewoos och Sargas flytande kolkraftverk. Allting kan byggas färdigt på varvet - pråmen, kraftverket och koldioxidtvätten - och bogseras till sjöss till beställaren.

En pråm kommer lastad med ett koldioxidfritt kolkraftverk

Den sydkoreanska varvsjätten Daewoo ska bygga koldioxidfria, flytande kolkraftverk med unik skandinavisk teknik från norsk-svenska Sargas i Oslo och Finspång. (80 kommentarer)

LHC igång på halvfart

Återigen har protonerna börjat snurra i Cerns stora partikelaccelerator. Under några veckor framöver kommer de två motriktade partikelstrålarna att trimmas in och accelereras till allt högre energier. (9 kommentarer)

Därför släcker Astra Zenica ned i Lund

Omkring 900 anställda drabbas när Astra Zeneca lägger ner sin forskningsanläggning i Lund. De flesta förlorar jobben. Men Lund är inte ensamt. (10 kommentarer)

Han skriver ut blodkärl

Byt bläcket mot celler och skriv ut en 3d-struktur. Nu finns den första skrivaren av mänsklig vävnad på marknaden.

Partikelkarusellen stängs av - i ett år

Den stora partikelkrockaren LHC utanför Genève kommer inte att kunna gå för fullt förrän 2013. Risken för en ny olycka är fortfarande överhängande. Det konstaterar Cerns utredare i en nyutkommen rapport. (6 kommentarer)

Annons

Taggar

Taggar kan liknas vid nyckelord och gör det lätt att hitta innehåll som hör samman. Klicka så får du se:

Alla taggar
Annons
Annons

Jobb 145 st

Annons
Information från företag

Ny Teknik Klipp

Hur fungerar moderna solfångare?

Visa alla

Vill du synas med dina klipp här?
Kontakta Jens Ander 0736-257680 eller jens@clipsource.se


Annons

Teknik & IT

Ny Teknik i samarbete med Hi Media
Diskprotes kan rädda ryggen Slipp steloperation

Diskprotes kan
rädda ryggen

Niklas Winde Han är den nya filmens
biografmaskinist

Biopalatset styrs som en process i industrin

Annons