Luften ger tryck åt svensk hybridmotor
Av: Anders Wallerius
Publicerad
27 augusti 2008 00:00
192 kommentarer
Senaste av ... 1 november 2008 11:00
Snart kommer hybridbilen som går på bensin och tryckluft. Ett svenskt företag står bakom tekniken, som är både enkel och billig.Hemligheten är de fritt styrbara ventilerna.

Urban Carlson, Mats Hedman och Anders Höglund på Cargine tillverkar ventiler till förbränningsmotorer.
Läs mer
Mer att läsa på Ny Teknik.se
Alldeles intill Ängelholms flygplats ligger tremannaföretaget Cargine. På parkeringsplatsen utanför kontoret står en till synes vanlig Saab. Öppnar man motorhuven anar man att bilen inte är en standardbil. De extra slangarna på cylinderhuvudet avslöjar företagets luftstyrda "fria" ventiler.
- Det här är den första, och hittills enda, bil som rullar med våra pneumatiska ventiler, säger Cargines vd Urban Carlson.
De unika ventilerna öppnar dörren för en lång rad förbättringar av motorns prestanda och bilens egenskaper.
- Lufthybriden ligger närmast till hands, säger Mats Hedman, som uppfunnit ventilerna.
Inom ett år hoppas Cargine ha en rullande hybrid med bensinmotor i kombination med tryckluftstank. Hemligheten ligger just i de fritt styrbara ventilerna som leder bränsleblandning, luft och avgaser åt önskat håll. Sasa Trajkovic på Lunds tekniska högskola har mätt på lufthybriden i sitt labb.
- Efter en del justeringar kunde 48 procent av bromsenergin återanvändas, säger Sasa Trajkovic, som ska doktorera på tekniken.
Den höga återvinningsgraden ligger helt i nivå med dagens elhybrider, där bromsenergin lagras i batterier. Den stora skillnaden ligger i att lufttanken inte försämras med tiden, som batterierna. Lufthybriden är dessutom väsentligt billigare och enklare. Förutom luftventilerna och deras styrelektronik behövs en slang och ett femtioliters tryckkärl som klarar runt 20 bar.
- Vid nytillverkning kan kärlet bestå av igensvetsade hålrum i ramen, säger Mats Hedman.
Ett cylinderhuvud utrustat med Cargines ventiler kostar ett par, tre tusen kronor mer än en traditionell mekanisk motsvarighet.
Något som talar för att Cargines luftventiler blir fler än de knappt tusen stycken som hittills tillverkats, är att Finnveden Powertrain är delägare i företaget. Finnveden tillverkar i dag bland annat kamaxlar åt flera av världens största lastbilstillverkare.
Fakta
Fria ventiler styrs oberoende av kolvarna Fria ventiler är biltillverkarnas önskedröm eftersom de kan styras oberoende av kolvarnas läge. De fria ventilerna gör att motorn kan köras både miljövänligt och effektivt, samtidigt som den blir mindre och enklare. Om alla möjligheter utnyttjas kan bränsleförbrukningen halveras med bibehållen prestanda: * Gasspjället kan tas bort, vilket ger mindre strypförluster. Effekten styrs i stället med insugningsventilernas öppettid. * Motorn tänder bara då och då när kraften behövs. Annars är ventilerna stängda och motorn går passivt runt utan att förbruka bränsle. * Momentkurvan kan göras planare, vilket gör motorn stark på alla varvtal. Det ger enklare växellåda och mindre förluster. * Förbränning och kompression kan styras, vilket gör att olika typer av bränslen kan utnyttjas optimalt. * Motorn kan kopplas om till kompressor, vilket gör det möjligt att bygga en lufthybrid.
Ny Teknik Jobb
- Power Electronics Researcher Esab AB
- Manager Analog ASIC DesignFingerprint Cards AB
-
P g a tekniskt fel registrerades inte din ansökan korrekt om du sökt någon av Svabs tjänster
- Biträdande universitetslektorLunds Tekniska Högskola
- Welding Process Engineer Esab AB
- Forsker/adjunktDTU
- Mechanical Design Engineer Esab AB
- Production EngineerFingerprint Cards AB
- Product Standard & Regulation Expert Esab AB
- Forsker - bioraffineriBorregaard
Nyheter/Innovation
- Ny kombikylare MMC från KTR.En kombinerad kylare för olja, vatten och luft i samma enhet. Kombikylaren har sitt användningsområde särskilt i applikationer för mobil hydraulik.
- Gratis handbok i termografi !Boken tar upp det viktigaste vid värmefotografering. Teori - praktisk användning - tips m.m. >>
- Missa inte årets seminarium! För Dig som vill veta mer om Industriell Datakommunikation, välkommen att anmäla dig till vårt kostnadsfria halvdagsseminarium.
- Flexmetall - en flexibel sträckmetallSträckmetall med variabel maska ifrån Häfla Bruk öppnar nya möjligheter beträffande design och funktion.
- Meister flödesprodukter hos Kübler Svenska AB.Nu kan vi erbjuda ett komplett program flödesvakter, flödesmätare och flödesindikatorer från Meister Stömungstechnik gmbh.
- Modulärt DC system.konvektionsskylt N+1 system för 24V up till 125Vd.c. utspänning. 250W - 3kW i ett 19" subrack från Polyamp.
- AS-i gör säkerhet enkelt.Med AS-i bygger man flexibla skyddssystem som är enkla att modifiera och minimerar kabeldragningen.
- Mitec Instrument.Vi levererar kompletta lösningar inom dataloggning och fjärrmätning.
- Upplev fördelarna med digitala prototyper.Autodesk ®Inventor® hjälper dig att ta steget till digitala prototyper.
- LASTCELLER FÖR TANK & SILOVÄGNINGNya unika lågbyggda lastceller med stor avlastningsyta mot tankben/silofot. Mycket kostnadseffektiva.
- Annonsera »
- Se alla annonser »
- Tekniska högskolan vid Linköpings universitet !Ny utbildning! Civilingenjör i medicinsk teknik.
- Vi ses väl på underhållsmässan?Kom och träffa Idhammar AB i monter B01:23 på Svenska Mässan i Göteborg den 9-11 mars!
- Lean Produktutveckling 7,5 hpNya kursstarter i vår på Chalmers Industrihögskola. Klicka här för mer information.
- NYTT OM BIOGASENS KLIMATNYTTA.Biogas från avfall ger 95% lägre utsläpp av växthusgas jämfört med bensin, visar forskning från LTH.
- Starta elinstallationsfirma.Som ytterst ansvarig behöver du allmän behörighet. Distans/lärarledd
- BiTA – utbildningar inom ITSM, ITIL, MOF och ISO 20000.BiTA erbjuder Sveriges bredaste kursutbud inom IT Service Management, ITIL, MOF och ISO/IEC 20000.
- Lär solenergiteknik!Ettårigt magisterprogram i solel, solvärme/pellets m.m. erbjuds av Högskolan Dalarna.
- Utveckla nya produkter !Mekatronik suddar ut gränsen mellan maskin data och elektronik och skapar helt nya produkter.
- Skog och träingenjörer får bra jobb !Utbildningen är unik i Sverige just nu med distansmöjligheter och bredden i utbildningen från skog till färdig produkt.
- Kundorientera på riktigt !Certifierad process- & verksamhetsutvecklare. Verksamhetsutveckling styrd av kundernas behov. Ny utbildning!
- ADVETA TeknikutbildningarEl, elektronik, behörighet, BB2,BB1, AB, automation mm, Stockholm, Göteborg, Malmö Distans/lärarledd
- Lär dig CAD!Anmäl dig till vårens CAD-kurser nu! Välj bland AutoCAD, Inventor, 3ds MAX, SolidWorks m fl.
- Projektledaren i den agila processen. Seminarieserie i 5 delar - Start 29 mars.Behövs förarbete i agila projekt? Kommunicera lättrörliga krav. Kvalitet genom Lean - en projektledares perspektiv, Projektet är slut. Dags att hämta hem effekten, Agila projekt behöver också projektledas - fast på ett annat sätt.
- Annonsera »









Kommentarer
Senaste inlagd av ... 1 november 2008 11:00 Sortera: Senaste överst
Tack för att det finns idemakare!!!
Jag har haft möjligheten att följa detta på väldigt långt håll, flera mil!
Hoppas nu att inte denna idé försvinner utanför landet utan kan bidra till framtida jobb i dessa kommande dystra tider som står för dörren.
Mitt råd, sköt det snyggt och sälj er inte som om ni gick på gatan!
Lasse Elo
Det här är det största som hänt motorutvecklingen sedan den introducerades. Varför denna undanskymda plats? Fram på 1:a sidan veckan ut!
Ottomotorns revansch
Wow - Verkningsgrad som en Diesel och återvinning av bromsenergi. Och emissonerna är mycket mindre än för Diesel. Volvo och SAAB - Nu får ni chansen igen - Missa inte tillfället!!!
Anna, Sören, Lasse och alla andra
Svensk förbränningmotorteknik förefaller kunna bli världsledande.
Allt måste göras för att utveckla och behålla tekniken kvar i landet. Häng på Investor, staten m fl. M Olofsson och Björklund hördes på Dagens Eko talas om ett trendbrott i satsning på ny teknik.
Äntligen något att tro på
Elbilar och elhybrider i all ära - men hur ska "ni" kunna konkurrera med en pneumatisk hybrid? Bränslekostnaderna halveras vilket även betyder dubblerad aktionssträcka - 200 mil på full tank -vad sägs om det - hur långt kommer man på batterier? Och priset för att få härligheten är dramatiskt lägre än för elvarianterna!!!
Luftstyrda ventiler?
Har sedan länge hört om elektromekaniska och hydrauliska men inget har hänt - Förmodligen svårt?
Men det här med luft verkar nytt och lovande.
Anna KTH nedan
Såg att både SAAB och Volvo ska stänga ett skift p g a för liten efterfrågan.
Och så finns detta pneumatiska alternativ. Håller det vad det lovar så lär inte brist på efterfrågan vara något problem längre.
Har jag missat något?
Vad jag förstår så går tekniken ut på att åtvinna bromsenergin för användning vid acceleration. Vid jämn motorvägsfart så kan jag inte se att tekniken skulle bidra med lägre bränsleförbukning !!, men det är gott nog.
Tilltagande motorbroms?
Problemet är väl att motorbromseffekten varierar med trycket i tanken. Går det att lösa på något sätt? Är det någon som vet, berätta gärna.
Vakna
Detta är ingen slutgiltig lösning bara ett sätt att vägra se framåt.
Bränsleceller som drivs med vätgas ur vatten som produceras med solenergi och ger endast vatten som avgaser är däremot en slutlig lösning.
Bättre sent än aldrig.
Vill minnas att vi sände ett inslag om denna uppfinning i Trafikmagasinet i december 2003. Kul att idén lever.
Hoppas bara att den kommer ut i verkligheten snart.
Daniel - 2008-08-29 15:54, Trafikmagasinet
Ja Daniel - det stämmer!
Vill du/ni göra inslag med t ex provning av en SAAB så går det bra.
Tilltagande motorbroms?
Motorbromseffekten borde väl öka med trycket i tanken? Finns det en lösning på det problemet?
Andreas Lundgren 2008-08-29 21:26
Ja det är korrekt. Görs det som på animeringen ökar bromseffekten succesivt. Men det finns en lösning som ger konstant bromsverkan som jag inte vill berätta om nu. Kan tänka mig att du, eller någon annan, ser den nu när frågan är väckt.
Köps upp och läggs ned
En lågkostnadsteknik som i ett huj halverar bränsleförbrukningen är alldeles för bra och därmed ett hot. Dels mot oljebolagen eftersom priserna kommer att sjunka då utbudet kraftigt överstiger efterfrågan, detta trots att peak oil anses föreligga. Vidare mot elbilssatsningarna. Massor med kapital investeras globalt då nu alla springer åt samma håll efter bl a Toyota Prius framgångar. Möjlighet till överlevnad kan finnas p g a delägaren Finnveden Powertrain som är stor underleverantör. Men detta kan ses som ett hot även där då deras befintliga produktion raderas ut.
Rolle - 2008-08-29 14:37
Ja du har missat en väsentlig fördel med fria ventiler. Som du ser under FAKTA... "Motorn tänder bara då och då när kraften behövs. Annars är ventilerna stängda och motorn går passivt runt utan att förbruka bränsle." Förfarandet ger vid landsvägsfart 25-30% lägre förbrukning.
Hassesan - 2008-08-29 15:28, Vakna
Vet du att det går att köra med nollutsläpp sedan länge. Väte förbränns i en "vanlig" Ottomotor. Billigt och enkelt! Varför görs inte det då? Jo för att det finns inte intresse nog till att bygga ut infrastruktur för distribution, lagring och produktion av väte. Varför skulle det intresset dyka upp senare då det finns infrastruktur för flytande biobränslen som med en halvering av åtgången i förbränningsmotorer kommer att räcka och inte hotar klimatet. Skulle de inte räcka till så är det bättre att producera metanol, som passar i infrastrukturen, av koldioxid och el än att tillverka väte.
Koenigsegg sveriges Prius
Man måste beundra Christian von Koenigsegg som lyckats hitta ett segment i en så otroligt konkurrensutsatt branch! Och nu har han hittat ett framtidskoncept för förbränningsmotorer, ett nytt Microsoft/Google. Var får man tag i aktier???
Det finns en SAAB som drar hälften så mycket!
Företagsledning - Ta er till Ängelholm och sug in vad som kan göras. Till en absolut överkommlig kostnad kan bilen rulla dubbelt så långt på bensinen.
Skynda er så att jag kan få anställning igen efter permitteringen.
Gunnar i Gbg - 2008-08-30 10:08
Köps upp och läggs ned - Ja det har man hört talas om. Jag tror snarare på uppköp från utlandet eller bolagsflytt till utlandet. Uttrycket "Svårt att bli profet i sin egen stad" finns bara i sverige. Här finns en broms mot framgång. Det åtespeglas bl a i beskattning vid försäljning av småföretag och av de som har lite högre lön.
Värst vad alla verkar imponerade
Det är inget särskilt med att trycka in luft i en tank för att sedan släppa ut den igen - löjligt - varför skulle man då överhuvudtaget trycka in den?? Det måste ju gå åt energi för detta!! Låter som Ebberöds bank - gå inte på bluffen!!
När behövs inte motorkraft i jämn landsvägsfart?
Intressant teknik. Det är självklart att det finns stora fördelar med att styra ventilerna som man vill, men hur kan man spara 25-30% i jämn landsvägsfart? Då är ju kraftbehovet i det närmaste konstant, om det inte är väldigt kuperat landskap där man kör. Skulle också gärna vilja veta vad som gör denna teknik unik, Hydrauliska/elektriska/pneumatiska ventiler har det ju experimenterats med i decennier. Vad är det som gör att denna teknik fungerar. Vad har Bosch missat?
Nils Svensson Stockholm
Råkade hamna på den här artikeln (brukar inte läsa tidningen). Måste hålla med Nils Svensson. Vad ska man med två bromsar till? Eller ska den gamla vanliga bort? Det sägs inget om den saken. Jag bromsar hellre med den vanliga bromspedalen och sparar de två/tre tusen kronor som den beskrivna metoden skulle kosta.
Andreas Lundgren - 2008-08-30 20:28. När behövs inte motorkraft i jämn landsvägsfart?
Dagens Ottomotor har en verkningsgrad på kanske 20% vid jämn fart i 90 km/tim. Genom att då och då hoppa över arbetstakter (ventilerna stängda och inget bränsle tillförs) och därimellan använda arbetstakter med god verkningsgrad, säg 35%, så landar man på en verkningsgrad som ligger väsentligt högre (verkningsgrad närmare 30%) än förstnämnda nivå. Pneumatisk fjäder har testats och används i F1. Pneumatisk ventilöppning har testats men har misslyckats genom att man inte repeterbart kunnat skapa mer eller mindre stora portioner tryckluft. Det är nödvändigt för att kunna utföra varierande ventillyft och för att kunna öppna avgasventiler mot varierande cylindertryck. Bosch och flera andra har inte kommit på tricket och därför sökt utveckla de andra metoderna som du nämner. Elektromekaniska klarar inte höga cylindertryck så där kan bara inloppsventiler hanteras och hydrauliska drar för mycket energi samt är kostsamma pga toleranskraven.
Nils Svensson Stockholm - 2008-08-30 18:55, Mona Västerås - 2008-08-30 20:30
Ja visst Nils - det går åt energi för att pressa in luft i tanken och energi ska vi ju spara på så det här är inget för dig. Och du Mona ska bara ha den vanliga bromsen. Jag däremot, mitt nöt, kommer gärna att betala några tusen för att få in luft i en tank och därmed en extra broms.
Döfödd idé
Det är ju bara idiotiskt att satsa så mycket tid och pengar på detta. Problemet har ju redan en mycket enklare och bättre lösning i el-hybrider med re-generativa bromsar. Denna lösning känns som den kommer 60 år för sent.
Eirik - 2008-08-31 00:45, Döfödd idé
Elhybriden är tilltalande men blir ack så dyr. Inte bara det att bilen i inköp kostar 30-50 tusen kronor mer än den beskrivna lufthybriden. Utan också underhållet då det kostsamma batteriet behöver bytas varje gång du kört 2000-3000 mil. En lufttank lär hålla hur länge som helst. En annan diskussion som börjar dyka upp är den eventuella faran för oss att sitta på/intill de höga spänningar (400-500 volt) som används???
Re: Gustav
De hela förutsätter att lösningen i artikeln är gratis, vilket den inte är. Dessutom är verkningsraden grymt låg. Fördelen med el hybrid är att man kan ersätta en stor motor (t.ex. en V6:a på 200hp, med en rak 3:a på 100hp) och sedan använda en elektrisk motor på 30-50kw för att kompensera upp skillnaden (elmotor har flackare vridmomentskurva viket kompenserar för effekt skillnaden). Resultatet blir att man får en bil med samma praktiska effekt som en med 200hp, men den drar bara lika mycket bränsle som en bil med 100hp + regenererade bromsar.
Om vi ser till exempelvis prius har de gjort 2 ordentliga misslyckande. 1: de valt en motor som är effektiv ensam, men inte matchar hybrid drivlinan för 2 öre. 2: De har använt NiMh batterier som har mycket låg verkningsgrad, typiskt runt 60%.
I praktiken är genomsnitts effekttaget för de flesta bilar (exklusive rengenerering vid bromsnig)runt 20-40hp beroende på bil typ, de känns ju rätt onödigt att konka omkring med en 200hp motor när man i praktiken bara behöver en 5:e del. Förvisso kan man genom att reglera turbotrycket ändra effekten i en motor ganska väsentligt, men inte 5 gånger, snarare 2-2,5 gång.
Sv - 2008-08-31 10:58, Re: Gustav
Det kostar ett 2-3 tkr och, med ref till Sasa Trajkovics licavhandling, är återvinningsgraden vid bromsning för pneumatisk hybrid i paritet med elhybrid. Verkningsgraden i motorn är densamma som för elhybriden. Artikeln beskriver långt från allt. T ex inte att max vridmoment är mer än de 5 ggr en vanlig Ottomotors som du tar upp! Hur då? Jo genom att komprimerad luft tas från tanken och bränns i 2-takt. Enbart 2-takt dubblerar momentet. Dessutom fylls cylindern på kolvens väg ned med t ex 1/4 högtrycksluft innan den förbränns tillsammans med bränsle. Förfarandet ger möjlighet till 10 ggr högre moment än vad en dagens Ottomotor kan prestera. Följden blir att motsvarande minskning av slagvolymen som du anför kan ske.
Sv - 2008-08-31 10:58, Re:Gustav
Eftersom du föroedar elhybrider har du kanske information om det jag även nämner nedan i detta trevliga forum. En diskussion som börjar dyka upp är den eventuella faran för oss att sitta på/intill de höga spänningar (400-500 volt) som används??? Har hört om en möjlig ny folksjukdom om elbilar och elhybrider skulle bli allmänt förekommande? Vet du/någon mer om detta?
Mats Hedman -2008-08-30 22:03
Tack Mats för en mycket bra förklaring, som Ny Teknik borde haft med i sin artikel. Tekniken verkar mycket lovande. Jag ser fram emot fackpressens tester av er experimentbil. Har ni kontaktat Sveriges seriösaste biltidning, Tekniken Värld? De skulle nog gärna göra ett reportage oberoende labtest av Saaben.
Mats hedman - 2008-08-31 12:25 bl a
Mycket intressant och hoppingivande!
Med det möjliga maximala vridmoment du nämner kan en motor ha mindre än 1/5 av dagens slagvolym och ändå ge lika stort vridmoment. Det kommer att ge en dramatisk minskning av bränsleförbrukningen då morgondagens lilla motor normalt kommer att arbeta vid väsentligt högre verkningsgrad än dagens stora motor.
Fantastiskt att detta händer i Sverige
Har läst artikeln, Cargines hemsida och nedanstående synpunkter. Och är som de flesta verkar vara - Exalterad!!!Precis det som behövs med dagens klimathot och dyra bränslen.
Jag har återfått min framtidstro avseende bl a möjligheter för kommande generationer att få njuta av bilkörning. Att ha prestanda när den behövs och åka riktigt snålt i övrigt.
Anders Lappland - 2008-08-31 16:37 + de flesta övriga
Usch för ditt inlägg - Lappsjuka? Jag repeterar vad jag skrivit nedan och vid artikeln "Superbilen först med luftstyrda ventiler".
Säg att det åtgår energin 10 för att pressa in luften i tanken och sedan att det kommer tillbaka energin 5 då luften släpps ut. Vad är det för ekonomi? Låter närmast som vansinne! Om jag sätter in 10 på banken så får jag tillbaka mer än 10. Det kallar jag för ekonomi.
Därför uppmanar jag alla att sätta in pengarna på banken i stället för att köpa en hybrid vare sig den kallas elhybrid eller som i artikeln pneumatisk hybrid.
Nils Svensson Stockholm - 2008-08-31 16:51, Anders Lappland - 2008-08-31 16:37 + de flesta övriga
Vill framhålla att "bland de flesta övrig" räknar jag särskillt inte "Mona Västerås" nedan.
Nils Svensson Stockholm - 2008-08-31 16:57
Tack Nils Svensson! Jag förstår din liknelse med tanken på banken - tror jag. Men kan du säga mer exakt - att du som jag inte vill betala för en broms till? Och om man gör det vilken ska man bromsa med först?
Skämt? från Nils Svensson Stockholm och Mona Västerås
Kan inte låta bli att "dra på munnen" åt edra inlägg. Är ni allvarliga eller vill ni bara ha en sådan här reaktion?
Är ni allvarliga så byt gärna till ett annat forum. I annat fall så får jag skämmas för att jag gick på det.
Gustav - 2008-08-31 12:38
De höga volttalen (>400)i elhybrider kan vara riktigt farliga. Tänk bara på diskussionerna om mobiltelefonerna där strålningen är en bråkdel av elhybridernas. Det behövs forskning innan elbilsvarianter ev blir allmänt förekommande. Ur strålningsaspekt är naturligtvis en pneumatisk hybrid att föredra.
Sensation!
Denna natt blir en av de slag då jag somnar med ett stort léende på läpparna. Jag minns mycket väl inslaget hos trafikmagasinet och är väldigt glad över att projektet fortfarande är igång, dock även lite besviken över att det ännu inte kommit längre.
Som motorvetare och professor i kvalsterfysik (acarium pavidus) ser jag en något alldeles enorm potential i allt detta!
Bara att plocka in dessa ventiler i våra bilar med detsamma tycker jag. Förstår inte att det ska hålla på att dröja så länge. Var har alla stora tillverkare ögonen egentligen? There's no doubt; Låt Cargine rädda världen!
Mats Hedman - 2008-08-30 22:03
Har jag förstått det hela rätt så kan man hoppa över cykler, och göra en lufthybrid, med alla typer av s k fria ventiler - Men det gör ju inte saken sämre! Det är bara att hålla tummarna för att Cargines teknik är bäst. Har kollat på hemsidan och sett att det finns betydligt mer i portföljen än vad som återges i artikeln.
Vet vem han är och gratulerar!
Vet vem han är och gratulerar!
Södermanland - 2008-08-31 20:21
Jag med.
Rickard - 2008-08-31 18:22 - 2008-08-31 18:34
Debatten ifråga om Mobiltelefoners eventuellt skadliga strålning kom upp efter det faktum att de flesta äger en sådan. Denna fråga måste upp innan elbilar och elhybrider blir vanliga. Eljest kan skadan redan vara skedd. Och eftersom strålningen är så ofantligt mycket större är rimligtvis sannolikheten för skador avsevärt mycket större än för mobiltelefoner.
Jag vill inte sitta intill 500 Volt innan jag vet att det absolut inte finns någon risk. Vill någon annan deltagare i detta forum göra det?
Ännu fler seriösa synpunkter önskas
Som upphovsman till Cargines pneumatiska ventilsystem med möjligheter som bl a framgår av föreliggande artikel är jag mycket tacksam för de synpunkter och frågor som inkommit.
Men ni är många kunniga därute som läst men inte kommenterat. Henning och Rickard tar upp ev strålningsrisk vid elhybrider. Och då Cargine även har elhybrid i sitt bagage så det är mycket värdefullt att få veta mer i detta ämne.
Jag önskar även mer synpunkter på och frågor om det pneumatiska ventilsystemet.
Mats Hedman - 2008-08-31 21:31, Ännu fler seriösa synpunkter önskas
Visst blir jag betänksam när den ev faran med hög spänning i elhybrider tas upp och det har aldrig nämnts något om sådana risker. Så kan en lufthybrid något så när matcha så väljer jag det säkra före det osäkra.
Men att använda elektriska magneter för ventilstyrningen i en lufthybrid kan ju inte vara riskabelt. Och sådana finns det leverantörer av svarar Google. El finns alltid i bilar men komprimerad luft lär ju behöva en kompressor. Så varför pneumatiska ventiler?
Mats Hedman - 2008-08-31 21:31, Fler synpunkter
Pneumatikens energiförbrukning (värmeförluster) är normalt dess "akilleshäl". Hydrauliska pumpar är mer effektiva än luftkompressorer
och likaså moderna elgeneratorer.
Hur står det till med förlusterna för generering av erforderlig tryckluft?
Greger - 2008-08-31 22:04
Ja Greger varför pneumatiska- då det finns elktromekaniska ventilöppnare?
Då det gäller inloppsventiler fungerar elektromekaniska bra förutom att det är svårt med höga varvtal. Och nöjer man sig med låg prestanda så kan de även användas för utloppsventiler.
Men vill man ha högpresterande motorer så existerar i prestandalägen höga cylindertryck och elektromagnetiska ventilöppnare klarar inte att öppna mot höga cylindertryck.
Svante - 2008-08-31 22:17, Förlusterna vid generering av tryckluft
Vid normal belastning av motorn är cirka 3 bars absolut lufttryck tillräckligt. Vid adiabatisk kompression från 1 bar till 3 bar blir temperaturhöjningen ca:111 grader. I detta läge kan avgasvärme nyttjas för att genom temperaturhöjning öka volymen på den luft som förbrukas i den pneumatiska ventilöppnaren. Så därför höjs systemverkningsgraden genom värmetillförsel i stället för att som vanligt i pneumatiska system minska genom värmeförluster.
Maria - 2008-08-31 19:24, Sen sa tio n
Sen sa tio n - Sov gott Maria!
Mats Hedman - 2008-08-31 23:06
Fantastiskt - så bra att man kan gråta! Svagheten i pneumatiksystem vänds här till styrka genom att värme från avgaserna tillförs den komprimerade luften. Här existerar det annars omöjliga. Man kan få en systemverkningsgrad på 100%, eller mer, men förstås bara för drivning av ventilerna. Ja ifråga om ventilsystemets driftkostnad kommer inte hydrauliska eller elektromekaniska system att kunna konkurrera.
Millercykler, Mats H önskar fler frågor
Det har ju förklarats nedan hur det sparas 25% bränsle vid jämmn landsvägsfart. Artbetscykler med hög verkningsgrad alterneras med cykler då inget sker pga att ventilerna aldrig öppnas och inget bränsle tillförs varvid en genomsnittligt högre verkningsgrad än normalt erhålls.
En motorkostruktör. namn Miller, föreslog för 60 år sedan att man skulle avskaffa trotteln, som orsakar strypförluster, i Ottomotorer. I stället skulle man hålla inloppsventilerna öppna mer eller mindre länge beroende på hur mycket luft som skulle tillföras. Med fria ventiler, som de här aktuella, kan sådana insugstakter genomföras.
Vilket sparar mest vid jämn landsvägsfart? Förstnämnda alternativ eller sistnämnda som innebär att alla cykler är arbetscykler.
Robert Göteborg - 2008-09-01 08:16, Millercykler eller?
En förenklad simulering säger mig att det kan vara lika bra att genomföra förbränning varje cykel med hälften så mycket luft-bränsle, luft tillförs under halva insugstakten, som förbränning t ex varannan cykel med tillförsel av luft under hela insugstakten och anpassad mängd bränsle.
Synnerligen bra blir det om du samtidigt som du tar in luft under halva insugstakten kan halvera kompressionsvolymen (VCR, variable compression ratio). Då kan du i princip åstadkomma ett kompressionsförhållande på t ex 10:1 och ett expansionsförhållande på 1:25. Och verkningsgraden når nya höjder. I denna simulering, obs förenklade, 48% i stället för som bäst ca:38% för en Ottomotor.
Anna KTH - 2008-08-28 12:58
Ottomotorn får verkningsgrad som en Dieselmotor, enl dig 3:e inlägget nedifrån.
Och det påståendet mer än bekräftas av Mats H:s förklaring nedan. Följden bör bli att om vi exempelvis i stabil landsvägsfart, kanske 110 km/tim med Millercykler + anpassat kompressionsförhållande (VCR), kan färdas med 45% verkninggrad i stället för dagens kanske 25% så blir den nya bränsleförbrukningen 25/45 av den tidigare förbrukningen. Detta är i så fall en energirevolution.
Funderingar kring "tryckackumulatorn"
Beträffande "lagring av bromsenergi" i en tryckackumulator;
Kan man sätta in en fri kolv i den, precis som i en gasfjäder (men utan stång), med ett "förinstället" gastryck på kolvens "baksida", så att inkommande komprimerad luft ifrån motorn när den bromsar, då möter ett tryck ifrån kolven. Detta borde då göra att man får en "mera jämn motorbromsning" redan ifrån start eftersom "trycket" i ackumulatorn redan är högt ifrån början?
Hur som helst, lycka till med detta mycket intressanta projekt!
Dröm för biltrimmare...
Detta borde vara en dröm för biltrimmare.
Dels kan man alltså ändra öppettiderna på resp. ventil och på så sätt undkomma ursköljningen som blir med en trimkam till en sugmotor.
Kan ventilerna öppnas mer och mindre också?
Då blir det kul med turbo.
Hur smörjs dessa grejer?
Hur ses problemet med kondens i tryckluftsystemet vintertid?
Lasse - 2008-09-01 11:02, Funderingar kring "tryckackumulatorn"
Visst kan det som du föreslår få finnas ett visst tryck i tanken redan då kompressionsbromsningen inleds och därmed uppnå en starkare inbromsning redan från start. Om tanken är väldigt stor och har ett grundtryck kan bromsningseffektens ökning vid kortare bromssträckor hållas liten.
Med din föreslagna kolv som på baksidan har en fjäder, t ex mekanisk, med konstant fjäderkraft, kan bromseffekten hållas konstant med en mindre tank men mer komplext. Vad tycker du om detta?
Kontakt med Toyota ?
Mats Hedman.
Har du kontakt med Toyota än på något vis om denna ide' Eller har japanerna redan provat denna ide' Har Toyota visat något intresse av iden ?
re: Mats Hedman - 2008-09-01 12:45
Håller med dig om att det gäller att försöka hålla ner kostnaderna, vikten och komplexiteten till ett minimum.
Att jag funderade på att ha en trycksatt gas istället för en mekanisk fjäder bakom kolven, berodde mera på om man vill ha en mera "konstant" tryck när tryckackumulatorn töms på luft!?
Annars så skulle man kanske istället kunna tänka sig att man hade flera mindre seriekopplade tryckackumulatorer, där dess ventiler öppnar vid ett något förhöjt tryck, ju längre bort på "kedjan" som tryckackumulatorn befinner sig?
Tex, som jag läste angående resonemanget om att använda sig av igensvetsade balkar som ackumulatorer. Där skulle man då kunna ha ventier mellan dessa som är inställda på olika öppningstryck!?
Då uppnår man i pratiken en liknande effekt som om man hade haft en trycksatt rörlig kolv inuti tryckackumulatorn.
Men som sagt, det gäller att hålla nere komplexiteten...
Peter Carlsson - 2008-09-01 12:47
Ledsen Peter men det har jag inga kommentarer till.
Lasse - 2008-09-01 13:12
Tack för ditt förslag om, citat "att använda sig av igensvetsade balkar som ackumulatorer. Där skulle man då kunna ha ventier mellan dessa som är inställda på olika öppningstryck!?".
Det måste tänkas vidare på -
Alla läsare välkomnas!
re: Mats Hedman - 2008-09-01 13:58
Kul att du gillade förslaget.
Ja, ju flera idéer man "angriper" ett "problem" med, desto större chans är det att finna den "ultimata" vägen att trampa vidare på!
Nu kan jag "tyvärr" inte längre komma med flera idéförslag på en vecka, skall dra iväg på semester om en liten stund.
Men åter igen, lycka till med ert viktiga projekt!
Mvh Lars-Åke Listén
Kristoffer P - 2008-09-01 12:40
Visst är det en dröm - för biltrimmare och alla andra.
Ventilernas lyfthöjd kan varieras efter önskemål liksom under hur många vevvinkelgrader de ska hållas öppna.
Ventilstyrningen är kvar och smörjs som vanligt.
Problem med kondens har ännu inte uppstått.
Re: mats hedman
Det gammla vanliga skitsnacket med andra ord. Verkningraden kan omöjligen vara så hög som du säger, de bryter nämligen mot fysiska regler. Förvisso går de att använda motorn i 2-takt lägre, men maximala lufttrycket blir avsevärt mycket lägre vilket gör att vridmoment på 5gånger i praktiken är helt orimligt. Problemet med verkningrad återkommer igen med motorns storlek, något som inte addresseras alls.
Ursäkta att jag inte går på sälj flosklerna, men fakta är fakta.
Luften ger tryck åt svensk hybridmotor
Äntligen händer något positivt med den gamla Otto-motorn.
Lycka till
Lufthybrid
Kul att det finns ett så stort intresse för lufthybriden. Jag lägger upp en länk till min lic-avhandling för de som är intresserade.
http://luur.lub.lu.se/luur?func=downloadFile&fileOId=1218738
Guldägg
Jag har sedan 2003 jobbat i den tyska bilindustrin med teman som berör el/energisystemen i bilar. Just nu är jag aktiv i ett hybrid-projekt med flera stora OEMs som intressenter. Jag ser dock i denna id'e en snygg, enkel men framför allt billig lösning tills dess att batteri-forskningen har hunnit ifatt och el-bilen blir tillgänglig för gemene man. Vad frikopplade ventiler och högkomprimerad luft för positiva egenskaper för förbränningen har, har kommenterats här tillräckligt. Jag ser därutöver ännu fler möjligheter för detta system. Vet inte hur mycket energi som kan lagras i luftanken/tankarna men den skulle därutöver möjliggöra (förutsatt att man kan kaskadkoppla tryckkärlen/ användning av cylinder el. liknande för uppnå jämnt tryck) följande: start/stop-funktion vid rödljus, driva mekanisk AC vid start/stop (inte möjligt i normal bil med bara 12V-system), driva mekanisk el-generator för 12V-system vid start/stop (sparar annars fruktansvärda utvecklingskostnader för anpassning/övervakning av 12V-komponenter) samt boost-funktion vid start/omkörning för att nämna några. DESSUTOM funkar det till 100% även när det är -30grader kallt och snålblåst ute, funkar oförändrat över bilens livslängd och behöver inga hyperkomplexa kontrollsystem - det är INGET el-baserat hybrid-, start/stopp- eller boost-system idag som gör. Om tryckkärlet sedan kan byggas in i karossen, med kanske 10kg (överdrivet) nettoökning i vikt för styrenheter, slangar etc. som följd så är det flugvikt i jämförelse med vad batterier, kondensatorer, HV-kablage, fästanordningar, avskärmningar, elmotorer och styrenheter väger. Faktum är att el-hybrid-system är oerhört komplicerade, kostnadsintensiva(t.ex. har Audi Q7 i hybridversion precis lagts ned) och allmännyttan är i ärlighetens namn rätt minimal. Vet inte om det har gjorts någon produktcykel analys ur miljöhänsynspunkt på en hybridbil, men jag kan knappt tro att man, energimässigt, i ändan tjänar in den merkostnad som hybridisieringen står för. Trots detta pressar EU på att sänka CO2-utsläppen drastiskt (helt rätt så) och våra vänner söder om Östersjön söker därför desperat efter möjligheter/tekniker att sänka förbrukningen. Därför hoppas jag att detta system är vattentätt och patentskyddat i flera lager. Om så och fortsatt utveckling slår väl ut går ni en strålande framtid till mötes. Det enda som skulle solka det är väl möjligen om tyskarna är för stolta att använda ett system som inte uppfunnits av dem själva och som drivs av ngt så oheligt som tryckluft. Men jag tror nog de får ta hatten i hand och buga nätt - halverad bränsleförbrukning, ökat moment mha robust, beprövad och enkel teknik för några i sammanhanget korvören mer har ingen råd att säga nej till - guldägg.
Lycka till!!
PS. Söker ni nya medarbetare? ;-)
Utlandssvensken - 2008-09-02 06:52, Guldägg
Ja vi söker nya medarbetare.
Kontakta Urban Carlson via hemsidan www.cargine.com. Du får svar senare i veckan då han är på seminarium (HCCI).
Andra med rätt erfarenhet/utbildning är också välkomna. En presentation liknande "utlandssvenskens" är lämplig.
Utlandssvensken - 2008-09-02 06:52, Guldägg
Ja vi söker nya medarbetare.
Skriv en kommentar i detta forum
OCH
Kontakta Urban Carlson via hemsidan www.cargine.com. Du får svar senare i veckan då han är på seminarium (HCCI).
Andra med rätt erfarenhet/utbildning är också välkomna. En presentation liknande "utlandssvenskens" är lämplig.
Tack Sasa,
Grym avhandling. Nu klarnade allt. Äntligen förstår jag i detalj hur dessa luftventiler funkar.
Inspirerande
Jag arbetar med elhybridisering och ser stora kostnadsfördelar i lufthybriden. Enklare, billigare och mer driftsäkert. En tank för lagring av tryckluft tillsammans med en liten ytterst bränslesnål motor med vridmoment som en riktigt stor maskin tillhör framtiden.
Det här vill jag vara med på om jag får
Civilingenjör med mångårig motorbakgrund i personbilsbranchen.
Maxvarv
Undrar vad maxvarvet för en sådan här applikation kan tänkas var? Har svårt och föreställa mig pneumatiska ventiler i en F1 bil på 19000 varv/min. Men i en dieseldriven lastbilsmotor är det nog inga problem.
Hur ska jag tolka det ? Att du har kontakt med Toyota !
Mats Hedman.
Hur ska jag tolka det ? Att du har kontakt med Toyota, skulle jag tro och flera andra intressenter.
varvtal
Höga varv borde inte vara något problem, i motoGP kommer pneumatiska ventiler mer och mer.
Intelligenta människor är nyfikna
Peter och andra intelligenta får besöka vår hemsida www.cargine.com.
Där sägs vad som kan sägas.
Andreas Lundgren - 2008-09-02 09:25
Kul att du gillade avhandlingen. Håller med om att det ibland kan vara svårt att förstå ett sådant koncept som luftventilerna när man läser en så begränsad förklaring som den här artikeln egentligen är.
Ånga!
Hur fungerar den andra innovationen på hemsidan, den med att kyla direkt i cylindrarna med expanderande vatten? Förångas vatten så snabbt at man kan använda den energin på ett vettigt sätt i en explosionsmotor? Har ni prövat detta? Hur mycket gör det på utnyttjandet av förbränningsenergin? Det mesta blir ju värme i vanliga fall...
Sv - 2008-09-01 18:53
Du tror inte på de verkningsgrader jag nämner "de bryter nämligen mot fysiska regler" skriver du. Vi kan väl vara överens om att Carnot sätter den absoluta fysikaliska gränsen?
Då vill jag diskutera utifrån två exempel som utgår från den i läroböcker kända formeln 1-T4/T3. T3 är den högsta förbränningstemperaturen och T3 är temperaturen efter expansionstaktens slut. I båda fallen är kompressionsförhållandet 10:1 och T3=2754 K. I ex 1 är expansionsförhållandet 10:1 vilket ger T4 = 1096K. Den termiska verkningsgraden enl 1-T4/T3 = 60%. Då ska vi komma ihåg att i praktiken kan som högst i en för verkninggrad optimerad Ottomotor ca: 40% nås pga värme och friktionsförluster.
I ex 2 är expansionsförhållandet 1:25 vilket ger T4 = 760K och obs cylindertrycket är ej under 1 bar. Den termiska verkningsgraden enl 1-T4/T3 = 72%. De båda värderna 60% respektive 72% utgör den fysikaliska gränsen. Jag har, med reservation, nämnt siffran 48% som möjlig och den ligger långt under den fysikaliska gränsen. Om termiska verkningsgraden 60% p g a förluster i praktiken motsvaras av 40% så inses att den väsentligt högre termiska verkningsgraden 72% kan ge en motsvarande väsentligt högre praktisk verkningsgrad. Beräkningen 72/60*40% = 48%. I praktiken blir nog inte relationen direkt proportionell och vi kan inte säkert säga om vi hamnar under eller över 48%, men jag tycker inte det är ett dåligt närmevärde. Det som talar för att vi i praktiken kanske kan nå högre är att med t ex E85 kan vi (utan knackproblem) komprimera 15:1 samt expandera 1:34 (1 bar) varvid den termiska verkningsgrade blir närmare 76% och den praktiska?.
I vår patentportfölj har vi bl a ånexpansionstakter vilket innebär att vi alstrar högtrycksånga via avgasvärme. Var 10:de arbetstakt kan ersättas med en ångexpansionstakt. De ordinarie ventilerna för inlopp och utlopp hålls stängda och ångan släpps in via en särskild ventil.
Efter införande av ångexpansionstakter kommer siffran 48% att bedömas som en underdrift.
Jag måste jogga en sväng, samt utföra lite andra kvällsbestyr, och därför får jag vid senare tillfälle bättre förklara hur maximala vridmomentet kan bli mer än 5 ggr större än momentet i dagens Ottomotor.
Förbränningsmotorn långt från färdigutvecklad
Nogranna läsare har insett att det finns flera åtgärder som höjer verkningsgrad och prestanda. Alla har inte presenterats via artikeln och svar på inlägg.
Om åtminstone en handfull läsare svarar - JA - så ska jag stegvis under veckan, förutsatt att redaktionen inte tycker forumet ska stängas berätta om:
-Potentialen i Isoterm kompression avseende höjd verkningsgrad och kort ge resultat från en professors simuleringar.
-Motorkörning på Chalmers med bara H2O och ej mätbar NOX i avgaserna.
-Hur max vridmoment kan bli 5 ggr större än i dagens Ottomotor.
Vart det lutar framgår av mitt inlägg nedan, svar till Sv - 2008-09-01 18:53.
Allvarligt menar jag att de som förespråkar bränsleceller pga verkninggrad och emissioner utmanas på riktigt.
De som framhåller elmaskiner pga återvinning av bromsenergi och vridmoment har förlorat eller förlorar dessa argument.
Det sagda låter säkert drygt för vissa men är en verklighet för mig.
Vill passa på att i 2:dra stycket nedan korrigera, T4 blev i hastigheten T3, det ska stå "T3 är den högsta förbränningstemperaturen och T4 är temperaturen efter expansionstaktens slut".
-JA-
Ja tack, Mats, berätta gärna vidare!
Till Mats: Ångkraft, hemsida och test
Har ni lyckats få någon motor med vatteninsprutning/ångkraft mellan de vanliga cyklerna att fungera tilfredställande ännu?
Vore kul om ni kompletterade er hemsida med bra beskrivningar av de verkningsgradshöjande innovationerna. Kunde bli mer överskådligt än detta forum.
Nu vill vi snart se Supersaaben med lufthybrid, ångkraft,1000 Nm på vevaxeln och 0,3 liter milen i 110 km/h provkörd och testad av Teknikens Värld. När kan det bli aktuellt?
JA
Nyfiken på mer.
Har själv sett att isoterm kompression, åtminstone enligt termodynamikens teorier, skulle medföra högre verkninggrad.
JA - Jag vill veta mer
Mycket trevligt att få mer information.
Ni därute - kläm fram några fler -JA- så att Mats säger mer.
Och till Greger. Jag har formlerna i datorn men har aldrig tidigare tänkt på att komprimera isotermt.
Nu har jag gjort det och resultatet, +9% i verkningsgrad, är verkligen intressant.
Otto trots allt
Det står mycket om fantastiska nya tekniker bla bla. Men detta bygger fortfarande på en risig ottomotor med alla reservdelar som detta innebär. Släng in lite pneumatik och få ytterligare prylar som ska in för service. Fantastiskt att man kan komma upp i dieselmotor effektivitet... men dessa motorer är ju fortfarande bundna till att man häller i fosila bränslen i tanken eller i bästa fall etanol. Vill länder klippa navelsträngen till oljebranschen så är det elmotorer som har försprånget, ett plus är att effektiviteten ligger ett 20 tal procent över en "superotto". MEN och detta är ett stort MEN, batteri branschen behöver fler år på sig inom detta "nya" område. Så superotton kanske kan vara något till dess.
JA
Mats, jag är riktigt nyfiken - berätta mer!
Wow!
Äntligen händer det något inom motorutveckling. Hoppas att svenska biltillverkare nappar på detta före de utländska.
Robban - 2008-09-03 10:35. Otto trots allt
Du har sunt förnuft!
Otto får regera åtminstone tills batteriers energitäthet nått hälften av energitätheten i flytande bbränslen.
Trycktank i "ram"
Moderna bilar byggs inte med "ram". (Ev att några jänkare fortfarande gör det?) Chassiet i bilar byggs upp av pressade plåtar som punktsvetsas ihop och på så sätt formar slutna balkar. Utrymmet i dessa består enbart av luft. Att ha ett varierande tryck i balkarna kommer att ge varierande krockegenskaper vilket är oacceptabelt!
Återuppvärmning via avgaser?
Idén med tryckluftslagring av bromsenergi ger mig associationer till betydligt större energilager för (exempelvis) vindkraft. Tanken är där att komprimera luft till bergrum (nedlagda saltgruvor) och sedan (när det inte blåser) vända på luftströmmen.
För sådana system behövs ett värmelager för att öka verkningsgraden. Man tillvaratar då värme från kompressionen för att senare värma den luft som tas ut från bergrummet (=minskar förlusterna från kompressionen) innan den går in i en elgenererande turbin.
En intressant motsvarighet vore kanske att ta tillvara den annars låggradiga avgasenergin för att värma den luft som tas från tryckkärlet. Kunde den värmeväxlas upp 25 grader till 200 grader så hade man väl ökat totala verkningsgraden en del? En liten avgasboost/värmeväxlare helt enkelt (efter katalysatorn)
veta mer
Ja. Jag vill veta mer.
Magnus - 2008-09-03 17:00
Visst Magnus - Mycket bra! Det är precis vad vi tänkt oss - och då kan vi nå över 50% i verkningsgrad.
Veta mer
Ja. Jag vill veta mer.
Patrik - 2008-09-02 12:17, bison - 2008-09-02 13:30, Varvtal
Så klart det undras om något så viktigt. En stor fördel om motorerna kan ha ett stort varvtalsspann. Vi klarar F1.
Infriande av löfte vid minst en handfull -JA-
Jag börjar med att berätta om arbetet som ledde fram till emissionsfri motorkörning på Chalmers år 2000. Det blir kortfattat återgivet då jag vill hålla textmassan nere då det är ”trångt” i tidningsspalten.
Under flera år hade det debatterats om skadliga kväveoxider, NOx, orsakade av biltrafik.
NOx uppstod framförallt vid de höga förbränningstemperaturerna. Och då fick jag tanken på ett 2-taktsförfarande – att efter avgasernas evakuering tillföra färdigkomprimerad kyld luft + bränsle medan kolven ännu befann sig i övre dödläget, öd. Gasväxling i öd således, istället för gasväxling i nedre dödläget, nd, som är det normala vid 2-taktsförfarande.
Vid adiabatisk kompression av luft med kompressionsförhållandet 10:1, som då var vanligt i en Ottomotor, stiger temperaturen 453 grader. Genom att starta förbränningen med färdigkomprimerad luft, kyld till rumstemperatur, borde den lägre starttemperaturen innebära en motsvarande lägre sluttemperatur vilket i sin tur skulle innebära mindre bildande av NOx. Det var känt att bildande av NOx accelererade vid hög temperatur och förhoppningsvis skulle den lägre temperaturen innebära att temperaturområdet med intensivt bildande av NOx inte nåddes.
Patentansökan inlämnades och efter tips kontaktade jag fysikern och förbränningsforskaren Anders Höglund som blev mycket intresserad. Jag inhandlade en Briggs & Stratton gräsklipparmotor som jag och Anders plockade isär under semestern 1999.
Som alla förstår måste luften tillföras otroligt snabbt då kolven, även hos en lågvarvig gräsklippare, endast under några få ms befinner sig i anslutning till öd. Ventilen för lufttillförsel måste kunna öppna och därefter stänga på 2-3 ms. Då det var högtrycksluft som skulle tillföras fick jag idén att använda energin i högtrycksluften för att öppna ventilen. Existerande inloppsventil med returfjäder skulle behållas men en pneumatiskt aktiverad kolv skulle trycka upp den istället för ett kamaxelarrangemang.
Under våren och sommaren 2000 försåg jag en bänk på hjul med Briggsen, med en klumpig pneumatisk ventilöppnare (version 0) på cylinderhuvudet, och en asynkronmotor som startmotor och broms. Min kamrat Ove Mehlqvist konstruerade efter min specifikation hård- och mjukvara till ett PC-baserat styrsystem där vi kunde ställa vevvinkelgrad för ventilens öppnande och stängande. På vevaxeln fanns en ”gradskiva” med sensor så att styrsystemet visste var i cylindern kolven befann sig.
Prylar till ventilöppnaren skänktes av Rexroth-Mecman. Ventilöppnaren fungerade och principen patentsöktes. Anders och jag talades vid varje kväll och utan hans engagemang hade projektet förmodligen inte blivit av.
I september lastade jag bromsbänken med tillbehören på en släpkärra för transport till Anders garage i Fjärås söder om Göteborg. Vi genomförde några sista provkörningar med väte som bränsle innan bänken transporterades för emissionstest på Chalmers. Motorer hade innan dess körts på väte men de rapporter jag läst visade samtliga på bildande av mycket NOx.
Under stor spänning startades motorn och kördes med de vanliga mätinstrumenten inkopplade. Mätteknikern, som tillsammans med bl a mig och en representant från ett personbilsföretag befann sig en bit från motorprovcellen, undrade om motorn kördes med förbränning eftersom det inte fanns något utslag på instrumenten.
Jag var exalterad och drog oupphörligen bilföretagsrepresentanten, som tittade in i provcellen hela tiden, i rockärmen, pekade på instrumenten och ropade – titta ingen NOx. Till slut nästan fräste han åt mig – jag skiter i emissionerna det är ventilen som intresserar mig.
Vi slog världsrekord med förbränning utan att en enda part per million, ppm, NOx kunde mätas. Det som jag i första hand uppfunnit var fullständigt ointressant vilket gav en märklig känsla. Men här lades grunden för bolaget Cargine.
Vidare lades grunden för tankar om isoterm kompression och ett lågvarvsvridmoment mer än 5 ggr större än vad en 4-taktsmotor kan prestera.
Forts följer - men blir kortare.
BMW kör vätgas i ottomotorer, samt ett Ja, jag vill höra mer.
Att kunna optimera en motor på ett betydligt mycket bättre sätt än dagens, borde ge alla tillverkare något att verkligen fundera över.
Att som vissa hävdar "Då blir det en till grej som skall servas" tycker jag låter väldigt kortsynt. Gissar att samma mäniskor klagar över dyra kamremsbyten (i vissa fall måste motor lyftas), borde vara en dröm gå i uppfyllelse. Helt underbart.
Sedan borde detta med den stora möjligheten till att ställa in alla ventillyft, öppna för att kunna köra på fler bränslen på ett mer optimerat sätt.
När vi tala om gastankar, skulle man inte kunna blanda in biogas i det hela?
Kanske att kunna utnyttja tömda biogastankar till utökning för bromssystemet.
Jag hoppas på en snabb utveckling och eftermarknadskit, så är jag en köpare.
Ytterst interssant Mats Hedman
Det är ju så självklart när du berättar hur förbränningstemperaturen kan sänkas många hundra grader - Varför kom inte jag på det?
-JA- berätta mer!
Vätgas, njae. NOx vs. verkningsgrad
Själv är jag inte lika exalterad av vätgas på grund av de fullständigt löjliga och genom naturlagarna ofrånkomliga förlusterna från elkraft (vind, kärnkraft etc) till bilens tank.
Ett grymt energislöseri och en sanslöst dyr ny infrastruktur. Då hjälper det inte om sista steget imponerar (motor som ger vatten ur avgasröret).
Dessutom låg energidensitet på systemet gas+tank. Säkerhetsfrågorna oroar mig däremot inte det minsta.
Det låter ju bra med kall tryckluft istället för varm komprimerad luft för att ta bort NOx, men hur ser totala energibalansen ut? Den kylda tryckluftens förlorade värme är väl en ren förlust som kyls bort på väg till och i tryckkärlet?
Magnus - 2008-09-04 09:49
Håller med om dina synpunkter på infrastruktur och dyra framställningen av väte. Metanol är en bra vätebärare och har god energitäthet. Men talet om bränsleceller var mycket intensivt runt år 2000. Och varför vänta på bränslecellen då man kunde använda vätgas och köra en förbränningsmotor emissionsfritt.
Och naturligtvis är det en dålig ekonomi i att kyla bort kompressionsvärmen. Därför kom idén att använda isoterm kompression som jag ska säga mer om senare i veckan.
Isoterm kompression, Hedman
Ser fram emot att det kommer mer om detta
Min termodynamik är lite rostig, men jag trodde att även isoterm kompression innebar att man kylde bort en del energi (fast man gör det internt för att minska kompressionsarbetet i senare steg; läs turbo med intercooler). I vilket fall lutar det ju åt en centrifugalkompressor snarare än motor som är en "kolvkompressor".
En annan fråga gäller vilken effektförbrukning de pneumatiska ventillyftarna har jämfört med traditionellt kamsystem och även jämfört med hydrauliska eller elektronmekaniska varianter på temat fritt styrbara ventiler. De drar ju tryckluft och kräver en kompressor...
Dessa förluster skall väl också komma med i ekvationen, även om friheten i motorstyrning innebär att man "tjänar mer på gungorna än vad man förlorar på karusellen".
Kraftinnehåll
Hur många varv kan en 2 litersmotor gå med 50 liter komprimerad luft på 20 bar?
Intressant!
Det här låter verkligen intressant. Vi väntar med spänning på en uppföljning!
Re: Kraftinnehåll
Relevant fråga, verkligen. Hade inte tid att slå i läroböckerna, så jag snabbgooglade lite på detta och fann en gammal artikel från just Ny Teknik; http://www.nyteknik.se/nyheter/it_telekom/allmant/article14870.ece
Om uppgifterna från KTH-mannen i artikeln stämmer kan man räkna ut att 50 liter luft i 50 bars tryck motsvarar 0,33kWh energi, samma som 3,8 centiliter bensin. Några längre luftfärder kan det alltså inte bli tal om. 100-talet meter kanske.
Vore kul om någon tog sig tid att räkna lite på detta. Själv måste jag jobba nu.
Tack Mats hedman
Tack så mycket för ditt engagemang och all tid du har lagt ner på utvecklingen av projektet.
Tackar även för tiden du ägnar åt kommentatorsfältet här.... vilket jag anser är det bästa som hänt på NyTekniks websida på mkt länge. du borde ha en egen hemsida helt och hållet, eller blogg.
Keep up the good work!
Progress is a never ending road!
Utlovad fortsättning om möjligt vridmoment och förslag på användning
Stort vridmoment vid 2-takt med gasväxling i öd – möjliggör den virtuella växellådan
Innan jag kommer närmare in på rubricerat ämne vill jag nämna att emissionstestet på Chalmers dels betydde att Urban Carlson, vår CEO, satsade sig själv och tillgångarna i sitt IT-bolag och att SAAB, med t ex entusiasterna Lars Bergsten, Olle Englund, Jan-Erik Wiik, beställde en ”demonstrator” med värdefull påfyllnad av kassan.
Snabba fria ventiler, som pneumatiskt aktiverade, öppnar för avskaffande av dagens växellådor – man växlar mellan olika körcykler som möjliggörs via ventilstyrning.
Vi har efter motorbromsning en tank med komprimerad luft, säg 25 bar och temperaturen 300 K. När fordonet ska inleda acceleration efter stoppet används (Hedmancykeln) den nya 2-taktscykel med gasväxling i öd, som nyttjades vid emissionstestet på Chalmers.
Att få bilen att accelerera från stillastående utan växellåda kräver ju ett osedvanligt stort vridmoment och hur får man det. Jo då kolvarna rör sig nedåt tillförs så mycket luft och bränsle som önskas för det aktuella vridmomentbehovet. Det betyder vid maximalt behov av fartökning att kanske 1/4, i stället för 1/10 som i en vanlig Ottomotor efter kompressionstakten, av cylindern fylls med färdigkomprimerad luft innan inloppsventiler stängs och förbränning inleds. Först trycker luften på kolven och sedan kommer tryckökning genom förbränning och fortsatt arbete via förbränningsgasernas expansion.
Nedan exemplifieras skillnaden i vridmomentpotential mellan Hedmancykeln och Ottocykeln.
Temperaturen är utomhus 300 K och trycket 1 bar och kompressionsförhållandet i Ottomotorn är 10:1 vilket vid adiabatisk kompression ger sluttrycket 25 bar vid temperaturen 753 K. Temperaturen höjs vid förbränningen med 2000 grader varvid maxtrycket uppgår till 92 bar. För att endast beröra princip så betraktar vi en arbetstakt och säger att slagvolymen är 10 utan angivande av sort. Först således beräkning av arbetet från en arbetstakt i en Ottomotor. Kompressionsarbetet blir 53 och expansionsarbetet 193 d v s nettoarbetet är 140.
För Hedmancykeln gäller att trycket i tanken är 25 bar och temperaturen är 300 K. Luft med bränsle tillförs under kolvens förflyttning tills 1/4 av cylindern fyllts varefter blandningen tänds och temperaturen höjs även här med 2000 grader. Det maximala trycket blir avsevärt högre, 192 bar att jämföra med 92 bar, då temperaturen är 300 K inför förbränning istället för 753 K som ovan, Vi har nu inget kompressionsarbete utan utfört arbete består av luftens förflyttning av kolven från 1/10 av slagvolymen till 1/4 av densamma plus expansionsarbetet.
Sistnämnda blir 682 och så får vi addera 1,5*25=37,5, d v s totalt 719,5.
Observera att detta sker i 2-takt medan Ottomotorn arbetar i 4-takt, d v s dubbelt så ofta.
Så 2*719,5 = 1439 ska jämföras med 140 och vi ser att i detta fall blir vridmomentet för Hedmancykeln mer än 10 ggr större än det som Ottocykeln ger.
Vid acceleration upp till hög hastighet sker olika körcykler enligt följande:
Hedmancykeln körs upp till kanske 2000 varv då gasväxling med sen förbränning ger sämre resultat vid högre varvtal.
Därefter ”normal” 2-taktscykel med gasväxling i anslutning till nd upp till kanske 4000 varv.
Och sedan växlas till 4-taktscykler.
Invändningar och synpunkter mottages tacksamt.
Fungerande prototyp?
Allt låter ju helst fantastiskt. När får vi se en körbar prototyp som bevisar hypoteserna? Vilka av alla nämnda superfunktioner har er experimentsaab? Och vilken prestanda och förbrukning har den?
Galet bra vrid!
Sitter och försöker ta till mig vilka följder det blir med friaventiler.
Så mycket tid jag lagt på att prova olika kamaxlar. Här är det som att byta till rätt kamaxel hela tiden, varje sekund.
Men med hedmancykelns tryck och vrid skulle min motor inte hålla. Det behövs en anpassad konstruktion.
Momentomvandlare för säkerhets skull
Stor uppskattning för det nytänkande som presenterats denna vecka.
Nu tar vi bort växellådan, förenkling och kostnadsminskning.
Men jag förelår en momentomvandlare för smidig start. Den kan få låsa redan vid 5-10 km/tim.
Andreas Lundgren - 2008-09-05 08:11
Vi 3 pers, än så länge, jobbar för högtryck. Med SAABen har vi visat att kamaxeln kan ersättas med luftstyrda ventiler. Direkt kom en biltillverkare och beställde motoranpassning. Fordonstillverkare förefaller känna til mycket av potentialen med fria ventiler. Men visst vill vi mäta upp SAABen så som du efterlyser.
Mest floskler
Tycker de hela består mest av floskler, fördelarna med fria ventiler har varit kända länge. Flera prototyper med fria ventiler har tillverkats, både med mekaniska, elektromagnetiska, hydrauliska, elektromekaniska och även peumatiska.
Problemet har väll varit att de aldrig fungerat riktigt lika bra i praktiken som i teorin. Såvida jag förstått av artiklen så har teorin inte till fullo testats i praktiken. Naturligvis kommer fördelarna om de fungerar... men de är bara OM.
Att man kan ladda motorn med mycket högre lufttryck via en tryckluft tank är ingen nyhet, de gorde britterna redan på andra väldskriget, tekniken har funnits i några bilar men aldrig riktigt slaget till förmån för vanliga turbo agregat.
Sasa Trajkovic siffra på 48% ser jag inte som något annat än rent båg, exakt var kommer den siffran från, en uträkning som jag gärna vill se.
Temperaturen kommer aldrig att bli 300K vid förbräning som Hedman tycks tro, ej heller kommer de att bli några 25bar. Anledningarna är flera, men de enklaste sättet att förklara det är att de tar lite tid att få in luften i cylindern och på den tiden hinner den bli både varm och förlora luft tryck. Förvisso blir trycker betydligt högre än för en sugmotor, men inte märkbart högre än en turbo motor på full effekt.
Vridmomentet torde därför bli ungefär de dubbla, möjligen upp till 3dubbla mot max vridmoment för en turbomotor.
Här kommer de riktiga kruxet, de är inte vridmoment som accelerar en bil frammåt (tvärt emot vad de flesta tycks tro) utan snarare effekten. Vid så lågt varvtal som det krävs för ett en sådan cykel ska fungera effektivt blir effekten mycket liten. I praktiken blir de samma effekt som att accelera på 5:an 100-110km/h när man acclerear från 10 till 20 km/h. Förvisso är de fullt möjligt att starta motorn med realtivt vrid från 0 varv/minut och på så vis starta en helt stillastående bil utan momentomvandare, men resultatet kommer att bli de samma som för en ångmaskin, dvs inget vidare.
Sv - 2008-09-05 15:53
Är du medveten om att Sasa Trajkovic lagt fram 48% återvinning i en licentitiatavhandling. Det är resultat av seriös forskning vid Lunds Tekniska Högskola.
Riskar du inte att få bristande
trovärdighet i dina övriga påståenden?
Sv - 2008-09-05 15:53
Det gäller att hänga med Sv. Gammal kunskap är ofta bra men ligger som en barlast ibland.
mil förbruking?
hej! ja kul med nya innovatia saker..grattis! jag har en fråga..och många med mig kanske..vad skulle saaben dricka per mil utan eran tekik? och vad blir det när ni har era grejjer isatta i motorn? maila mig gärna: kallstrom_74(a)hotmail.com
Grabbarna i Cargine
Så en sensation till och den är maxad.
Växellådan behövs inte längre.
Man växlar med ventilerna.
Via dessa underbara fritt styrbara luftassisterade ventiler finns tre olika körcykler optimerade för det aktuella behovet: start från stillastående, acceleration, hög fart.
Magnus - 2008-09-04 11:49
Många trevliga synpunkter - jag hinner tyvärr inte svara på så många som jag skulle önska.
Kommer in på din fråga om Isoterm kompression imorgon.
Ett kamaxelbaserat ventilsystem drar mindre energi vid höga varv och stor last. Vårt pneumatiska system drar mindre energi vid lägre last där man oftast kör. Det senare beror på att vi då kan nöja oss med att bara öppna den ena av de båda inlopps- respektive utloppsventilerna.
Det förefaller som hydrauliska system drar mer energi men vi är inte helt säkra. De blir förmodligrn dyrare pga toleranskraven.
Elektromekaniska system ligger på ungefär samma nivå men d har svårt med höga varvtal och kan inte användas för att öppna utloppsventiler mot höga cylindertryck.
Det pneumatiska systemet arbetar ofta med endast 3 bars absolut tryck. Vi får då så pass liten temperaturhöjning vid kompressionen att avgasvärme kan användas för att via värmeväxling öka volymen på luften som används. Att använda spillvärme så enkelt ger en stor fördel.
Köps upp och läggs ned sa jag 2008-08-30 10:08 och nämnde olika hot
Det finns nu ett kanske större hot än de jag nämnde tidigare.
Det kan bli en växellådstillverkare som köper upp och lägger ned.
Diverse (tryck) tankar ;)
Hur bra kontroll har man över ventilrörelserna med detta system? Tryckluft är ju tillskillnad från ex. hydraulolja kompressibelt vilket innebär att varierande last på de pneumatiska aktuatorerna kan påverka lyfthöjden. Hur har man löst detta problem? Används feedback från ventilrörelsen för att styra lyftet?
Fria ventiler har funnits kommerciellt tillgängligt ett bra tag nu, bland annat från Lotus som säljer en hydraulisk lösning. Men att som de bruka hydrauliska servoventiler som ursprungligen utvecklats för styrsystem i missiler är ju långt ifrån en billig lösning lämplig för serieproduktion. Tillverkare av dessa ventiler har ju tidigare visat ett totalt ointresse för att utveckla lågprisventiler för massproduktion, se på GM's försök att introducera Lotus aktiva hjulupphängning på Corvette i början av 90-talet. Effektkonsumptionen hos dessa system lämnar också mycket att önska. Annars så är ju dessa perfekta att styra en HCCI motor, som exemel den Scania motor som det rapporterats om tidigare i Ny Teknik.
Angående trycktankar så tror jag att det är svårt att få tillräcklig volym hos förslutna balkar (hydroformade och svetsade i plåt, som då dessutom måste helsvetsas). För ett par år sedan var Ford tillsammans med motorleverantören Cosworth först att införa ett system med trycktankar i rallyklassen WRC. Avsikten var förstås inte riktigt lika som här, utan att kringå det maximala luftflödet som begränsas av restriktorn som sitter före turbon, vilken all luft motorn förbrukar måste passera. Genom att låta turbon öka trycket hos den inkommande luften vid de driftfall då inte motorn behövde all luft restiktorn klarar av att leverera så kunde man fylla en trycktank som sedan kan användas för att mata motorn med luft och på så sätt öka vridmomentet. Trycktanken, en konstruktion i titanplåt, hade man placerat i utrymmet bakom bakre stötfångaren på ett sätt som gjorde att det hela såg helt oskyldigt utifrån. Vet inte exakt hur stor tanken var, men den hade en ganska stor volym.
Angående 48% verkningsgrad för motorn så ser jag inte det som någon omöjlighet, faktum är att dagens kommerciella dieselmotorer nästan är där idag. Caterpillar har dessutom redovisat några olika mindre modifikationer som tillsammans beräknas öka verkningsgraden till 50%.
Förbränningsmotorn har av vissa utpekats som döende i närmare 100 år nu, men det verkar inte motorn känna till utan den går glatt vidare. Som med mycket ny teknik så är tekniken egentligen inte så ny som man kan tro, utan mycket är baserat på saker som är 100 år eller mer. Lösningen på framtidens problem kan mycket väl alltså finnas i historieböckerna redan idag, det kan vara värt att tänka på.
Sök jobb hos Cargine
Ny Teknik har väckt intresse som medfört jobbansökningar och redan en nyanställning.
Är du/vill du bli "teknisk säljare"?
Och känner att din bakgrund är rätt.
Via hemsidan www.cargine.com mejlar du Urban Carlsson med din CV.
Johan - 2008-09-05 23:14
Läs gärna rubriken i mitt inlägg precis efter ditt!
Luft är kompressibelt och skulle ge det problem du nämner om vi inte hade ett lås.
Förfarandet är att vi, beroende på önskad lyfthöjd, tillför en mer eller mindre och precist avpassad portion tryckluft till en kammare med kolv i en cylinder i ventilöppnarens kropp. Tryckluften flyttar under expansion kolven som trycker på ventilskaftet.
På kolvens ovansida finns en tapp som löper i ett tätt slutande hål i kroppen. När kolven flyttas utåt följer vanlig motorolja efter via en backventil. När kolven nått sin yttersta position och pga motorventilfjädern vill vända tillbaka stänger backventilen. När motorventilen ska stänga öppnas, via en solenoid, för oljeflöde förbi backventilen. Motorventilen landar mjukt i sitt säte pga att oljeflödet bromsas på slutet.
Isoterm kompression
Infriande av återstående löfte gäller Isoterm kompression vilket intresserat flera läsare.
Bakgrunden finns i Hedmancykeln, ett 2-taktsförfarande med gasväxling i öd istället för i nd som vid känd 2-takt, och som förutsätter fritt styrbara ventiler. Komprimerad luft från en tank tillförs med början i öd under kolvens förflyttning i en arbetstakt. Då med hänsyn till önskat vridmoment lämplig portion luft tillförts stängs inloppsventilerna. Om extra stort vridmoment önskas ska luften vara så kall som möjligt för det innebär att en större massa luft tillförs och därmed kan mera bränsle förbrännas och ett större expansionsarbete erhållas. Vidare sänks, genom att utgå från kyld luft (som förklarats i tidigare inlaga), temperaturen under förbränningsförloppet vilket minskar bildandet av otjänliga kväveoxider.
En korrekt invändning från flera läsare har varit att det innebär energiförlust att kyla bort värme. Hedmancykeln kan förstås användas även om man behåller så mycket värme som möjligt och het luft släpps in i öd. Det ger god driftekonomi och möjliggör även det ett lågvarvs vridmoment som är många ggr större än Ottomotorns. Men låg NOx och lika stort vridmoment kan inte fås, men helt säkert stort nog för att kunna ta bort växellådan.
Men det bästa tyckte jag skulle vara om isoterm kompression kunde genomföras. Det innebär, som många av er vet, att värme förs bort under kompressionstakten vilket minskar kompressionsarbetet. Och skolboksformlerna visar potentialen. Vid adiabatisk kompression av luft till 25 bar åtgår, säg arbetet 100. Vid isotermisk kompression till 25 bar behövs, relativt nämnda siffran 100, endast arbetet 61. Maximalt nyfiken fick Excel även räkna ut arbetet i Ottocykeln och i densamma men med isoterm kompression istället för adiabatisk. Följande exempel, liksom nämnda, kan lätt kontrolleras (min skolbok har skrivits av Henrik Alvarez).
Atmosfärtrycket är 1 bar och lufttemperaturen 300 K. I rena Ottofallet är temperaturen efter kompression till 25 bar 753 K och vid förbränning 2753 K. Kompressionsarbetet är 53 och expansionsarbetet 193 vilket ger nettoarbetet 140.
Det ”orena” Ottofallet innefattar isoterm kompression till 25 bar som följs av adiabatisk expansion. Vid samma cylindervolym blir kompressionsarbetet 32 och expansionsarbetet 194 och nettoarbetet 162. Det orena fallet ger 15 % mer nettoarbete. Jag vet inte om den orena Ottocykeln omnämns i undervisningen? Om inte så föreslår jag att det görs. Det stimulerar till problemlösningstankar.
Jag började söka efter information om isoterm kompression och såg att många försök skett runt om i världen men utan att någon föreföll ha lyckats. Det bästa uppslaget fann jag i en licentiatavhandling av Jan-Gunnar Persson, nu professor på KTH. Han sprejade minsta möjliga droppar kallt vatten i luften som komprimerades i en skruvkompressor och uppnådde 6 % reduktion av kompressionsarbetet. Men det balanserades ganska precis av det arbete som förbrukades i sprejanordningen. Problemet bestod i, att kylarean som utgjordes av pyttesmå vattendroppar var för liten, eller i att dropparnas uppehållstid i luften som komprimerades blev för kort.
Mitt patenterade förslag blev att vattendropparna skulle upphettas innan de sprejades i luften som skulle komprimeras. Det ledde förstås till skratt på vissa håll – så bakvänt att spreja hett vatten i luft under kompression när uppgiften är att avleda värme. Men svaret fanns i skolbokens (Henrik Alvarez igen) redovisning av ångtryckskurvor. Jag jämförde temperaturstegringen i luft som komprimeras med temperaturen i ångtryckskurvorna och fann att vid 120 grader C så skär de varandra. Över 120 grader C så stiger ångtrycket snabbare än kompressionstrycket. Vid 120 grader C är trycket i båda fallen 4 bar. Som många av er skulle ha tänkt, tänkte även jag. Hetta upp vatten lagom mycket, det finns gott om spillvärme i en förbränningsmotor, och spreja det under kompressionstakten i lagom lång tid efter nämnd skärningspunkt. Vid tryckavlastningen exploderar spontant dropparna i sprejen, p g a ångtrycket som är väsentligt högre än kompressionstrycket, till många fler mindre droppar som via förångning stjäl värme under den fortsatta kompressionstakten.
Alltså en avkylning av luften som komprimeras stället för upphettning när man sprejar hett vatten. Jag beställde en utredning av Jan-Gunnar i vilken mina tankar bekräftades och därefter inlämnades patentansökan.
Vad som senare hänt i den delen är att professor Rolf Egnell i Lund räknat på vad den orena Ottocykeln skulle ge i bränslebesparing. Rolfs motormodell innehåller näst intill verkligheten, vad som försvinner i värmeförluster och friktion samt annat. Resultatet blev att i praktiken bör 8 % bränslebesparing kunna erhållas, att jämföra med 15 % som skolbokens ”nakna” formler ger. Men det var skolboken som ställde upp problemet och visade potentialen.
Mats Hedman avslöjar ingenjörskonst i sin bästa tappning
Jag skulle på nytt precis suga på den sista av de 3 karameller Mats lovat oss, nämligen om isoterm kompression.
Men då har tidningens uppdaeringsrutin startat så karamellen är borta ett tag men kommer som tur är igen senare.
Mats har gjort följande:
-Satt världsrekord i emissionsfri förbränning
-Med Hedmancykeln skapat en 2-taktscykel som ger möjlighet till ett alldeles enormt vridmoment så att växellådan kan tas bort.
-Visat, det såvitt känt, ingen annan lyckats med hur isoterm kompression kan genomföras.
Och ovannämnda finns det godkända patent på.
Grattis Mats, Cargine och Sverige.
Till läsare som inte sett det. De 3 karamellerna finns samtliga införda i detta forum.
Ja Thomas - bästa ingenjörsarbete
Lätt att förstå vad han skriver också!
Lite sur/avundsjuk att inte jag kom på det.
Sven, Thomas, alla
Motorhistoria skrivs framför våra ögon.
Varför inte kalla den "orena Ottocykeln" för Hedmans 4-taktcykel?
I inlagan nedan om isoterm kompression beskriver Mats Hedman en, åtminstone för mig, helt ny 4-taktscykel. Mats kallar den för "oren 4-taktscykel". Den har isoterm kompression och adiabatisk expansion att jämföra med den ideala Ottocykeln som har adiabatisk kompression följd av adiabatisk expansion.
Har någon sett den "orena" beskriven förut? Om inte föreslås härmed namnet
Hedmans 4-taktscykel
Hedmans 2-taktscykel, den med enorma vridmomentet, är med uppmärksamheten här ett myntat begrepp.
Båda cyklerna, Hedmans 2-takt resp Hedmans 4-takt, är uppenbarligen låg NOx metoder pga sänkt förbränningstemperatur. Den 1:a ger vridmoment, den 2:a ger hög verkningsgrad.
Frågan från Johan 2008-09-05 23:14 och Mats svar2008-09-06 11:34
Mats - du säger i svaret till Johan
"...Förfarandet är att vi, beroende på önskad lyfthöjd, tillför en mer eller mindre och precist avpassad portion tryckluft....".
Här nämner du förmodligen något som Bosch inte fixat, en exakt portion högtrycksluft.
Hur fixas det???
Det finns mycket energi kvar i nedre dödläget
Först tänkte jag att luften lär ta slut på nolltid med de arbetstakter Hedman 2-takt innebär. Resttryck vid kolvens nedre dödläge är runt 27 bar.
Min beräkning visar att i stort sett lika mycket arbete ytterligare ges om de 27 baren får expandera till atmosfärstryck. Men som framgår i texten om den virtuella växellådan evakueras avgaserna till en turbinkompressor. Och då kan väldigt mycket ny högtrycksluft produceras till tanken.
Det höjer verkningsgraden samtidigt som luften i tanken räcker länge.
Sök jobb hos Cargine
Hej alla läsare!
Har du läst artiklarna om Cargine och är intresserad av att bli teknisk säljare/konceptutvecklare av den teknik som beskrivs.
Tycker du att din bakgrund är rätt så gå in på www.cargine.com och mejla din CV till Urban Carlson, vår duktiga CEO.
Kalle - 2008-09-07 08:18 - om det Bosch inte fixade
Du har nog rätt Kalle!
Tänk dig ett rör med en källa tryckluft i ena änden. I röret sitter i serie intill varandra 2 st (A, B) solenoidstyrda ventiler. A är stängd för luftpassage genom röret och B är öppen. Genom att tidsanpassat, beroende på önskad portion tryckluft, öppna A och stänga B skapas den portion tryckluft som behövs för det aktuella lyftet av motorventilen.
Vi kallar det för saxning. Solenoidernas aktivering av A, B datorstyrs, kopplat till vevvinkelgrad, med en nogrannhet av några få mikrosek.
Vi har patent.
Förutsättning för isoterm kompression fanns redan i boken.
Har kollat på ångtryckskurvor och jämfört med tryckutveckling vid adiabatisk kompression ac luft. Och nu sett vad Mats Hedman beskrivit i kommentarerna om isoterm kompression.
Kurvorna skär varandra i närheten av 120 C. Ovanför 120 C stiger ångtrycket för varje grads ökning mer än vad lufttrycket stiger för samma ökning.
Förutsättning för isoterm kompression fanns redan i boken.
Råkade trycka på sänd så slutorden kom ej med i mitt inlägg.
Jag menar att varför har ingen dragit samma slutsatser som Mats Hedman tidigare?
Läroböcker med ångtryckskurvor och formel för adiabatisk kompression finns i hela välden.
Detsamma om att kombinera isoterm kompression med adiabatisk expansion i en nya körcykler, 4-takt eller 2-takt.
Bygg bilen själva
Läste idag om Automotive Fiskers elhybrid. De ska bygga bilen i Finland genom Valmet. Det kan vara ett sätt för Cargine om de stora inte vill anamma det eleganta förslagen. De stora har ju så svårt att ställa om sin produktion.
Hassesan - 2008-08-29 15:28, Tankeställare
Har du sett om bränslecellen som ska driva en helikopter enl 1:a sidan. Den levererar som stora bränsleceller uppges det, 400w/kg. Om man ska få ut 75kw så väger bränslecellen 187 kg.
Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Hej.
Varför kan man inte istället för 4 små förbränningkammare, som har hundratals explosiva förbränningar per minut, som behöver explosivt bränsle, istället ha 4 stora förbrännings-högtryckstuber som omväxlande laddas med tex lite sågspån och ca 15 kg/cm2 tryckluft varje laddningstakt (som visserligen förbränns snabbt i tryckluft) för att efter den långsammare förbränningen, i den slutna kammaren, ge avgastryck för drift av kolv eller turbinmotor?
På det viset kan vi alla gå ut i skogen och kratta ihop bränslet vi behöver, mala det och sedan driva generator till huset eller köra bilen.
Man får visserligen ha en större tank i bilen men det blir ju gratis bränsle så jag tror man står ut med en 3-4 ggr större tank i bilen.
M.Sc Magnus Ivarsson
Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Hej.
Varför kan man inte istället för 4 små förbränningkammare, som har hundratals explosiva förbränningar per minut, som behöver explosivt bränsle, istället ha 4 stora förbrännings-högtryckstuber som omväxlande laddas med tex lite sågspån och ca 15 kg/cm2 tryckluft varje laddningstakt (som visserligen förbränns snabbt i tryckluft) för att efter den långsammare förbränningen, i den slutna kammaren, ge avgastryck för drift av kolv eller turbinmotor?
På det viset kan vi alla gå ut i skogen och kratta ihop bränslet vi behöver, mala det och sedan driva generator till huset eller köra bilen.
Man får visserligen ha en större tank i bilen men det blir ju gratis bränsle så jag tror man står ut med en 3-4 ggr större tank i bilen.
M.Sc Magnus Ivarsson
M.Sc. Magnus Ivarsson - 2008-09-12 02:44, Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Ja visst Magnus kan man i princip göra som du beskriver. Det passar nog bäst som en stationnär anläggning för produktion av gårds- eller hemel. Överskottsvärmen gör gott vid uppvärmning av fastigheten och då ett sätt att närma sig 100% verkningsgrad.
Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Men varför finns inte systemet att köpa?
Vad är haken?
Regards M.Sc. Magnus Ivarsson
Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Men varför finns inte systemet att köpa?
Vad är haken?
Regards M.Sc. Magnus Ivarsson
Readers - Sharp up!
Gunnar, Per, Svante och Thomas sitter hos Thomas med ett gäng bärs i kylen. För att dessa ska räcka kvällen lång så varvar vi med "kluriga" inlägg.
Readers - Sharp up!
Readers - Show up!
Finns någon därute som kommer vilja se min kluriga bränslefråga som jag lägger ut inom en kvart?
Här är min kluriga multiple choice:
Svara så fort du kan - jag är här eller – dra något gammalt över dig.
Även i sistnämnda choice vet jag att du kollar?
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på mest kommenterat för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Lite kaffe mellan groggarna?
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Lite kaffe mellan groggarna?
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Visa att du är där - with anything to start with
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Visa att du är där - with anything to start with
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Visa att du är där - with anything to start with
Readers - Sharp up!
Ni verkar slöa – håll igen på groggen!
Vi siktar nu på "mest kommenterat" för alla tre artiklarna om Superbilen och Lufthybriden.
Varför? - Jo vi vill ha läsare/svarare på våra kluriga motorfrågor!
När alla tre är på topp i "mest kommenterat" kommer Gunnars kluriga bränslefråga - till att börja med alltså.
Så det är inget datatekniskt strul när nu detta upprepas.
Är det svensexa eller?
Är det svensexa eller?
Fatta att jag hjälper till!
Är det svensexa eller?
Är det svensexa eller?
Nubben - 2008-09-12 19:34
Fatta att jag hjälper till!
Är det svensexa eller?
Nubben - 2008-09-12 19:34
Fatta att jag hjälper till!
Är det svensexa eller?
Vi kör väl en kluring då
Klurig bränslefråga
Diesel, bensin eller biobränsle till förbränningsmotorn?
Håll med om att just det faktum att det finns flera bränslen bevisar att frågan är klurig.
Fanns det ett självklart svar så skulle det inte vara så eller?
Motivera ditt svar väl så att det finns mycket att racka ner på!!!
Per har kylt huvudet i duschen
Och ska racka ner på Nubben, the sharp one, vid artikeln om Superbilen.
Ska racka ner på Nubben
Alltså en dieselmotor har hög dellastverkningsgrad, högre än spritmotorns - där fick rackning Nubben!
Rackar dig i retur Per
Dieseln varvar pinsamt lågt och fiser NOx, sot och andra elaka partiklar.
Vi väcker Gunnar
Taskigt Nubben att dra till med varv och NOx.
Vi drar fram Gunnar och sen du!
F-n grabbar - Nubben ska minsann få!
Vridmomentet Nubben - dieseln ger det dubbla vid 2000 varv.
Vad är dieselns vrid vid 6000+
Ha, ha ha
Jag tror läsarna är trötta på Nubben
Det är klart man ska ha en diesel, den håller längre. Och slår man ut kostnaden på flera mil så är den inte dyrare.
Har du nåt mer Nubben så kläm fram det!
Varning alla läsare
Jag råkade bara hamna här och är inte alls teknikintresserad.
Men jag måste få ur mig - hur kan ni, som det verkar, raljera om nubbar och och skäms du inte Gunnar att dricka så du faller under bordet?
Läsare läs istället om saften som dödar myror. Där finns inga suputar med bland insändarna.
Nästa kluring Thomas med glad gänget
Bränslet är väl utrett nu. Det ska vara etanol och vatten.
Nästa klurfråga motses Gunnar, Thomas, Per eller Svante?
Har ni somnat eller?
Erik - 2008-09-13 00:12
Ja vi tar nästa kluring imorgon efter sen frukost.
Good night readers!
Erik - 2008-09-13 00:12
Ja vi tar nästa kluring imorgon efter sen frukost.
Good night readers!
Bränslegagget under lördagskvällen
Slutade med sprit och vatten och det är inte så dumt "för en motor" om man beaktar verkningsgrad. Etanol är aldrig vattenfritt men det kan vara idé att sätta till lite mer vatten för att dels kunna gå upp ytterligare i kompressionsförhållande, till dieselnivå, utan knack, och dels för att tillämpa "isoterm" kompression beskriven nedan (långt ned).
Kan lägga till att isoterm kompression i praktiken ger en temperaturökning på ca två hundra grader innan gnistan aktiveras. Så ett bättre namn kan vara "kyld" kompression.
Nästa kluring: Varför högt kompressionsförhållande?
Bensinmotorer har ofta ett kompressionsförhållande på 10:1 - ja en Huskvarna gräsklippare kanske runt 7:1. En dieselmotor har högre kompressionsförhållande kanske 17:1.
Moderna bilmotorer kan numera ha 12:1.
Det verkar som att högt kompressionsförhållande är till fördel.
Varför? eller är det ett missförstånd?
Svara gärna med utförlig motivering så kan vi få mer att racka ner på.
Vi har fyllt på öl i kylen så att det ska räcka hela lördagen.
Antar utmaningen!
Hur mår Gunnar idag?
Har han återhämtat sig efter dieselvrid vid 6000+.
Ha, ha...
Jesper - 2008-09-13 18:51
Instämmer med dig Jesper och väntar på rackarnas svar innan jag också klämmer till.
Kluring kompressionsförhållande
Vid litet kompressionsförhållande fås litet expansionsförhållande med hög temperatur och högt resttryck då avgaserna ska evakueras och nöjer vi oss där så blir verkningsgraden låg relativt att vi haft ett högt kompressionsförhållande.
Men genom att hänga på en turbokompressor får vi ut mer expansionsarbete som omvandlas till tryck i den luft som motorn matas med och ett positivt arbete under insugstakten.
Lika bra verkningsgrad som om vi haft ett högt expansionsförhållande från början.
Smaka på den era rackare!
Jesper
Fel svar Jesper - du har glömt att turbokompreesorn inte har 100% verkningsgrad. Således bättre att ta ut mer arbete i motorn.
Eller har du mer att lägga till?
Nu tar vi rackargänget Jesper
Motorn med turbo är fysiskt mindre och kan laddas mer utan knack och därmed ge mer effekt än den större.
Ger ni er?
Nubben - 2008-09-13 19:24
Nu tar vi rackargänget Jesper
Motorn med turbo är fysiskt mindre och kan laddas mer utan knack och därmed ge mer effekt än den större.
Ger ni er?
Maxracket följer: Ni har inte läst artiklarna om lufthybriden. Högre kompressionsförhållande ger bättre verkningsgrad vid kompressorbromsning förutom den i övrigt alltid bättre verkningsgraden. Har ni inte heller sett momentkurvornas innebörd - bu på er.
Rackargänget har jobbigt tugg
Och Nubben likaså!
Inte lika duktig som du Torsten 2008-09-13 19:36
Jag lär mig en hel del och tycker tjafset är rätt kul. Kanske finns fler som jag?
Rackare, Jesper och Nubben
Fortsätt!
Trevligt att få lite kunsakper på ovanligt sätt!
Rackar dig Lennart - 2008-09-13 19:41
Du skriver "Trevligt att få lite kunsakper på ovanligt sätt!"
Ber dig förklara ordet kunsakper.
Syftar du på mig på något vis när du skriver med per på slutet???
Är det ett rackanerförsök?
Per hos rackarna - 2008-09-13 19:48
Jag rackar din tröghet Per!
För att du inte förstår att det ska vara "kunskaper". Man kan snubbla på tangenterna ibland.
Det kommer en kluring 3
Först ska vi ta en bärs, lite Absolut motorbränsle och några kräftor.
Kluring 3
Kluring 3 för min revansch:
Varför ger en dieselmotor inget vridmoment vid varvtal 6000+ ?
Per i rackargänget - 2008-09-13 21:49
Trodde ni fick kräftfrossa då det varit så tyst.
Ok - jag kan svaret men vill ge andra en chans.
Förresten försvinner vridmomentet redan efter 4000 varv (1:a racket!).
Men svaret är detsamma.
Kluring 3, Per i rackargänget - 2008-09-13 21:49
Frågan var:
Varför ger en dieselmotor inget vridmoment vid varvtal 6000+ ?
Och Nubben anmärkte att det trappar ned redan vid 4000 varv och att han vet svaret men vill ge någon annan möjlighet att glänsa.
Det blir jag, om ingen hinner före precis nu.
Svaret är sen förbränning. Bränslet sprejas i övre död och förbränningen tar en stund och avslutas allt senare med högre varvtal.
Sebastian - 2008-09-14 00:11 vinner kluringfrågan 3
Bra Sebastian - yuo knocked us!
Då svaret dröjde trodde vi att ingen skulle klara det.
Långsam förbränning men mycket avgastryck?
Hej.
Varför kan man inte istället för 4 små förbränningkammare, som har hundratals explosiva förbränningar per minut(som behöver explosivt bränsle), istället ha 4 stora högtryckstuber som omväxlande laddas med tex sågspån och ca 15 kg/cm2 tryckluft (som visserligen förbränns snabbt i tryckluft) för att efter den långsammare men snabba förbränningen, i den slutna kammaren, ge avgastryck för drift av externa kolv eller turbinmotor? Avgaserna filtreras mellan förbränningstuber och kolv eller turbinmotor.
På det viset kan vi alla gå ut i skogen och kratta ihop bränslet vi behöver, mala det och sedan driva systemet med generator till huset eller köra bilen.
Man får visserligen ha en större tank i bilen men det blir ju gratis bränsle så jag tror man står ut med en 3-4 ggr större tank i bilen.
Om någon investerare vill se en fungerande prototyp så kan ni kontakta mig på
magi at hem.utfors.se
M.Sc Magnus Ivarsson
Sista kluringen
Gäsp - nyss vaknat. Här är sista kluringen:
Vad väger mest? En dieselmotor eller ottomotor.
Motivera svaret.
Sista kluringen: Vad väger mest en Diesel eller en Otto
Klart att jag vet men som igår vill jag släppa fram någon annan.
Nubben - 2008-09-14 18:24 låtsas
Nubben låstsas
Han visste inte svaret igår och han vet det inte nu!
Vad väger mest? En dieselmotor eller ottomotor.
Så får jag visa framfötterna igen men det här vet nog de flesta - knappast en kluring.
En Dieselmotor väger mest eftersom den måste dimensioneras för ett topptryck väsentligen högre än hos Ottomotorn.
Sebastian vann igen! Grattis!
Verkar som om Nubben och Sebastian bara väntat på sista kluringen - De var så snabba med sina svar.
Men kunde Nubben?
Tackar er läsare för denna gång!
Energirevolution är ordet!
Grattis Cargine till det luftdrivna ventilsystemet som är nyckeln till minskad bränsleförbrukning och ökad prestanda. Dessutom finns lufthybrid, ångexpansionstakter och isoterm kompression att ta till.
Energirevolution är ordet!
Volvo och Saab - gör som Koenigsegg!
Tack läsare och kommentatorer
Ja efter ett par extra trevliga veckor p g a exponeringen i Ny Teknik blir det nu dags att lämna scenen.
Under dagen kommer vi att försvinna från 1:a sidan och den naturliga ingången till artiklarna om Lufthybriden och Superbilen med de luftsyrda ventilerna är borta.
Jag vill passa på och tacka alla läsare och kommentatorer för de synpunkter och frågor som ställts.
Fan så bra Cargine!
Fan så bra Cargine!
Dra upp spåret för Volvo och Saab som går på knäna.
Re Tack läsare
Vadå borta från 1:a sidan. Hittade den är artiklen på 1:a sidan i rutan Mest kommenterat.
Sune B - 2008-09-18 22:05
Tack Sune - Jag har inte förstått att man kan klicka där.
...
interesting, i'll be back later http://recompostaje.com/img/sexy/