Fordon
Lufthybriden behöver ingen växellåda
Fria ventiler i bilmotorn kan göra växellådan överflödig. Istället används ventilstyrningen som en virtuell, treväxlad växellåda. I höga farter körs motorn i fyrtakt, vid lägre farter i tvåtakt. Vid start används uppfinnaren Mats Hedmans egen tvåtaktcykel, som ger enormt vridmoment.
För en vecka sedan skrev Ny Teknik om den svenska lufthybriden, som tack vare sina fritt styrda ventiler är lika bränslesnål som en elhybrid fast billigare. Hybridmotorn fick stor uppmärksamhet och många kommentarer på Ny Tekniks webbplats.
Nu visar uppfinnaren bakom lufthybriden hur hans fria ventiler kan ersätta växellådan i en vanlig bil. Ventilerna kan styras så att motorn får en virtuell, trestegs automatväxel:
Vid start och acceleration vid låga hastigheter körs motorn i en speciell tvåtaktcykel, utvecklad av uppfinnaren Mats Hedman själv. I den så kallade Hedmancykeln släpps återvunnen tryckluft (se tidigare artikel) in i motorn tillsammans med bränsle. Blandningen pressas in i cylinder då kolven är i sitt övre dödläge. Kolven trycks ned till en fjärdedel eller mindre beroende hur stor effekt som önskas, ventilerna stängs och blandningen antänds varvid ett enormt tryck pressar kolven i botten. Avgasventilerna öppnar och återstående avgastrycket återvinns i en turbokompressor.
Eftersom en stor mängd luft och bränsle som pressats in i cylindern blir vridmomentet upp till tio gånger högre än i en vanlig fyrtaktsmotor. Något som räcker för att starta bilen från stillastående. Under de allra första motorvarven hjälper tryckluften till för att dra runt motorn.
Hedmancykeln tappar dock effekt när motorvarvet kommer upp i 2 000 varv i minuten, på grund av gasväxling och sen förbränning. Då ställs motorn, med hjälp av de fria ventilerna, om till traditionell tvåtakt. Bränsleblandningen släpps in i kolvens nedre dödläge, samtidigt som avgaserna släpps ut och hjälper till att suga in ny bränsleblandning. Eftersom tvåtaktsmotorn tänder vid varje kolvslag ger den större vridmoment än en vanlig fyrtakts bilmotor, som bara tänder på vartannat kolvslag.
Tvåtaktaren fungerar dock effektivast mellan cirka 2 000 och 4 000 varv i minuten. Vid högre varvtal är fyrtaktsmotorn bäst. Tack vare de fria ventilerna kan motorn lätt ställas om mellan tvåtakt och fyrtakt.
- Omkopplingen känns som när man lägger i en högre växel på en vanlig bil, säger Mats Hedman.
Det är först när det höga vridmomentet behövs, vid start eller acceleration, som ventilerna växlar ned motorn till ett starkare driftsläge. Vid acceleration går den från noll till femtio som Hedmans tvåtakter, upp till hundra som vanlig tvåtaktare och däröver som en fyrtaktare. Obelastad och vid konstant fart går motorn i sitt bränslesnålaste fyrtaktsläge.
(Uppdaterad korrigerad version)
