Norsk stempelmotor kan bli 45 prosent mer effektiv enn en moderne dieselmotor

[Odd R. Valmot]

Norsk stempelmotor kan bli 45 prosent mer effektiv enn en moderne dieselmotor

[sedsberg]

Det begynner å bli mange av disse revolusjonerende forbrenningsmotorene. Men overraskende få ute i storstilt produksjon.

[del_diablo]

Så fra 30% til 50%?
Høres for godt ut til å være sant, uten mer detaljer.

[Roger Dyrøy]

Utrolig bra, nå snakker vi inovasjon! Tenk om vi Norge virkelig gikk inn for å benytte alle ressursene til vårt eget beste, i stedet for å lyve om klima.

[Ketill Jacobsen]

del_diablo skrev (23 minutter siden):

Så fra 30% til 50%?
Høres for godt ut til å være sant, uten mer detaljer.

Det er masse detaljer som forklarer den høye virkningsgraden. Jeg vil anbefale deg å lese artikkelen en gang til og svært nøye. Hvis ikke skal jeg forklare deg de ulike punktene.

Motoren blir litt stor og klumpete.  Vil ikke passe til F1!

[NERVI]

Meget spennende, og i tillegg en videreutvikling! Selv om man kan se det er involvert mange og tildels tunge komponenter og et stort antall sliteflater. Men dette kan jo modereres ved å introdusere noen elektromekaniske løsninger. Eksempel operasjon av ventiler med lineæraktuatorer, hvis det kan være en mulig løsning..

Eksempel på en annen variant som til nå er brukt i el-agregat..https://www.aquariusengines.com/technology/

 

[jacobandersen]

Diesel er fremtiden, elektrisk motor er fortiden

[Trestein]

Store diesel motorer i dag har over 50% virkningsgrad. Kjempestore 53%. Dette uten varme utnyttelse. Lager man steam fra eksosen øker virkningsgrad ytterligere. 

En vanlig BMW 3 liter diesel når 212g/kwh. Det gir ca 0.212Kg/KWH *42900KJ/kg 9094KJ/KWH det er 39.6% virkningsgrad

Hadde motoren nådd sitt optimum i en BMW I4 som bruker 130wh pr km ved 90 km/h ville en liter diesel produsere 3960wh eller nok til 30km eller 3.28l/100km

[Simen1]

For 12,5 år siden hadde TU en artikkel om et sterkt forenklet bensinaggregat, som skulle få lovende egenskaper. Uhyre få bevegelige deler lovet godt for slitasje, vedlikeholdskostnader og byggekostnader. Samt høy virkningsgrad og lite vibrasjoner i forhold til ytelsen.

Jeg venter fortsatt på denne..

@Ketill Jacobsen Kan du dele noe info med oss som ikke gidder å betale oss gjennom betalingsmuren? Evt. en link til en produsent som kan forklare mer.

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (38 minutter siden):

For 12,5 år siden hadde TU en artikkel om et sterkt forenklet bensinaggregat, som skulle få lovende egenskaper. Uhyre få bevegelige deler lovet godt for slitasje, vedlikeholdskostnader og byggekostnader. Samt høy virkningsgrad og lite vibrasjoner i forhold til ytelsen.

Jeg venter fortsatt på denne..

@Ketill Jacobsen Kan du dele noe info med oss som ikke gidder å betale oss gjennom betalingsmuren? Evt. en link til en produsent som kan forklare mer.

Motoren har styrbar variabel kompresjon. Råden har lineær bevegelse  og rådelengden (kompresjonen) kan styrs (se store totakts skipsmotorer med kryssholt). Motoren har langt slag og i tillegg går eksosen til en annen sylinder og ekspander videre og presser på et stempel i andre enden som komprimerer innsugsluft (stempelkompressor). I tillegg kan innsugsventiler (2 stk) både stenges og holde lengre oppe enn normalt. Alt dette gir optimal fylling (og kompresjon) også under dellast. Resultatet av alt dette er en motor som er suveren på dellast (35%) og maks virkningsgrad sikkert over 50%.

Summert opp: variabel kompresjon, maks ekspansjon av eksosgassene (bedre utnyttelse), maks fylling av sylindre under alle driftsforhold.

Motoren er optimal der den må gå mye på varierende dellast (som i en personbil).

Endret 2. september 2022 av Ketill Jacobsen

[AL123]

Ketill Jacobsen skrev (12 minutter siden):

Motoren har styrbar variabel kompresjon. Råden har lineær bevegelse (se store totakts skipsmotorer med kryssholt). Motoren har langt slag og i tillegg går eksosen til en annen sylinder og ekspander jo videre og presser på et stempel i andre enden som komprimerer innsugsluft (stempelkompressor). I tillegg kan innsugsventiler (2 stk) både stenges og holde lengre oppe enn normalt. Alt dette gir optimal fylling (og kompresjon) også under dellast. Resultatet av alt dette er en motor som er suveren på dellast (35%) og maks virkningsgrad sikkert over 50%.

Mao ikke så mye nytt under solen. Sliter med å se hvor markedet for en sånn motor skulle ligge.Dessuten er det ikke noe av dette som tyder på renere forbrenning, og det er jo den største utfordringen i dag.

[Trestein]

AL123 skrev (16 minutter siden):

Mao ikke så mye nytt under solen. Sliter med å se hvor markedet for en sånn motor skulle ligge.Dessuten er det ikke noe av dette som tyder på renere forbrenning, og det er jo den største utfordringen i dag.

Moderne motorer går i retning å kombinere turbin og stempelmotor. Turbiner klarer ikke temperature stempel motoren klarer men er bedre på å utnytte expansion energi bare temperaturen er lav nok. Vi ser trenden i F1. Man tar ut effekt i akslingen mellom turbinen og kompressoren. Potensialet er stort. På en kraftig motor er det gjerne 15-25bars trykk når eksos ventil åpner. Hadde dette gått rett inn i en turbin kunne mye av rest energien til motoren vert utnyttet. Det blir ikke utviklet turboladere som har dette til store motorer i dag. Ingen vil investere penger i stempelmotorer eller turboladere. De som gjør dette kjøper dette fra underleverandører som selger turbiner med generatorer som de kobler inn i eksossystemet. Virkningsgrad øker da gjerne fra 50 til 53% og kunne vert enda større.I formel 1 klarer de vel fra 45 til over 50% med integrerte løsninger. På en motor med over 50% forbrennings virkningsgrad kunne man klart noe mere. Ren forbrenning er ikke så veldig vanskelig. Problemet med diesel er NOx. Det fjerner man med katalysator. Partikler kan man også fjerne med filter. En super effektiv diesel motor vil ofte ha CO2 utslipp som er  30% lavere enn kullkraftverk.

[Ketill Jacobsen]

AL123 skrev (59 minutter siden):

Mao ikke så mye nytt under solen. Sliter med å se hvor markedet for en sånn motor skulle ligge.Dessuten er det ikke noe av dette som tyder på renere forbrenning, og det er jo den største utfordringen i dag.

Her er jo mye nytt (for eksempel overgangen fra lineær bevegelse til sirkulær). Høy virkningsgrad på dellast er sensasjonelt (stiger med 45%). Ved god styring av kompresjon og fyllingsgrad kan også NOx-utslipp reduseres mye.

AL123's kommentarer er derfor noe vanskelig å forstå!

Trestein skrev (25 minutter siden):

Moderne motorer går i retning å kombinere turbin og stempelmotor. Turbiner klarer ikke temperature stempel motoren klarer men er bedre på å utnytte expansion energi bare temperaturen er lav nok. Vi ser trenden i F1. Man tar ut effekt i akslingen mellom turbinen og kompressoren. Potensialet er stort. På en kraftig motor er det gjerne 15-25bars trykk når eksos ventil åpner. Hadde dette gått rett inn i en turbin kunne mye av rest energien til motoren vert utnyttet. Det blir ikke utviklet turboladere som har dette til store motorer i dag. Ingen vil investere penger i stempelmotorer eller turboladere. De som gjør dette kjøper dette fra underleverandører som selger turbiner med generatorer som de kobler inn i eksossystemet. Virkningsgrad øker da gjerne fra 50 til 53% og kunne vert enda større.I formel 1 klarer de vel fra 45 til over 50% med integrerte løsninger. På en motor med over 50% forbrennings virkningsgrad kunne man klart noe mere. Ren forbrenning er ikke så veldig vanskelig. Problemet med diesel er NOx. Det fjerner man med katalysator. Partikler kan man også fjerne med filter. En super effektiv diesel motor vil ofte ha CO2 utslipp som er  30% lavere enn kullkraftverk.

F1-motorers høye virkningsgrad under konstant turtall og maksimal effekt/dreimoment (gassen i bånn) kan kun forklares om turbin både lader for fullt (komprimert luft) og samtidig genererer ca 100 kW i generator mellom turbin og kompressor. Det tror jeg ikke skjer. Masse regenerering skjer under bremsing, det en helt annen sak. Det er ikke under slike forhold virkningsgrad måles.

[AL123]

Ketill Jacobsen skrev (2 minutter siden):

Her er jo mye nytt (for eksempel overgangen fra lineær bevegelse til sirkulær). Høy virkningsgrad på dellast er sensasjonelt (stiger med 45%). Ved god styring av kompresjon og fyllingsgrad kan også NOx-utslipp reduseres mye.

AL123's kommentarer er derfor noe vanskelig å forstå!

 

SAAB hadde produksjonsklare kompressormatede motorer med variabel kompresjon på 1990tallet. MCE5 lanserte en motor med variabel kompresjon og lineær stempelbevegelse for 15 år siden. Koenigsegg starter produksjon av motor med pnaumatisk ventilstyring i 2023, Fiat fjernet kamakselen på innsugssiden for 10 år siden. Rover sitt VVC system fra 90 tallet kunne bremse hastigheten på kamakselen gjennom en omdreining og klarte således ganske imponerende åpningstider. Uansett, i bil har iallefall bensin og dieselmotor passert middagshøyden med god margin, og det er no turning back fra elmotor nå.

[Ketill Jacobsen]

AL123 skrev (26 minutter siden):

SAAB hadde produksjonsklare kompressormatede motorer med variabel kompresjon på 1990tallet. MCE5 lanserte en motor med variabel kompresjon og lineær stempelbevegelse for 15 år siden. Koenigsegg starter produksjon av motor med pnaumatisk ventilstyring i 2023, Fiat fjernet kamakselen på innsugssiden for 10 år siden. Rover sitt VVC system fra 90 tallet kunne bremse hastigheten på kamakselen gjennom en omdreining og klarte således ganske imponerende åpningstider. Uansett, i bil har iallefall bensin og dieselmotor passert middagshøyden med god margin, og det er no turning back fra elmotor nå.

At det er elmotorer som er fremtiden har lite å gjøre med at hvorvidt et nytt konsept er bra eller ikke. Ellers er det veldig sjelden at alt er nytt. Ofte er det nye måter å kombinere kjente ting som er bemerkelsesverdig. Her er det i tillegg flere helt nye måter å gjøre ting på!

 

 

 

[Dubious]

Effektive motorer ble oppfunnet for mange år siden, men ble gjømt av oljeindustrien.

Finner mange historier om slikt, hvor oppfinnere forsvant etter å visst fram løsninger som var effektive. 

[Trestein]

Ketill Jacobsen skrev (1 time siden):

F1-motorers høye virkningsgrad under konstant turtall og maksimal effekt/dreimoment (gassen i bånn) kan kun forklares om turbin både lader for fullt (komprimert luft) og samtidig genererer ca 100 kW i generator mellom turbin og kompressor. Det tror jeg ikke skjer. Masse regenerering skjer under bremsing, det en helt annen sak. Det er ikke under slike forhold virkningsgrad måles.

Hvorfor tror du ikke det skjer? Målinger viser vel opp mot 52% virkningsgrad på nye F1 biler. 100KW fra turbingeneratoren er et rimelig tall. Vanligvis er effekt i turboaksling ca 30% av det som kommer ut av motoren. Det går fint ann å pushe mere engergi ut av turbinen enn det kompressoren trenger. Det er derfor mange turboer har wastegate 

[Ketill Jacobsen]

Trestein skrev (6 minutter siden):

Hvorfor tror du ikke det skjer? Målinger viser vel opp mot 52% virkningsgrad på nye F1 biler. 100KW fra turbingeneratoren er et rimelig tall. Vanligvis er effekt i turboaksling ca 30% av det som kommer ut av motoren. Det går fint ann å pushe mere engergi ut av turbinen enn det kompressoren trenger. Det er derfor mange turboer har wastegate 

Jeg er enig med deg at det er godt mulig. Det rare er at jeg aldri har sett denne forklaringen på den høye virkningsgraden når en måler i en testbenk.

[NERVI]

Simen1 skrev (11 timer siden):

For 12,5 år siden hadde TU en artikkel om et sterkt forenklet bensinaggregat, som skulle få lovende egenskaper. Uhyre få bevegelige deler lovet godt for slitasje, vedlikeholdskostnader og byggekostnader. Samt høy virkningsgrad og lite vibrasjoner i forhold til ytelsen.

Jeg venter fortsatt på denne..

@Ketill Jacobsen Kan du dele noe info med oss som ikke gidder å betale oss gjennom betalingsmuren? Evt. en link til en produsent som kan forklare mer.

Det er vel hyllevare nå https://www.aquariusengines.com/technology/

[esfets]

13 hours ago, Trestein said:

Store diesel motorer i dag har over 50% virkningsgrad. Kjempestore 53%. Dette uten varme utnyttelse. Lager man steam fra eksosen øker virkningsgrad ytterligere. 

En vanlig BMW 3 liter diesel når 212g/kwh. Det gir ca 0.212Kg/KWH *42900KJ/kg 9094KJ/KWH det er 39.6% virkningsgrad

Hadde motoren nådd sitt optimum i en BMW I4 som bruker 130wh pr km ved 90 km/h ville en liter diesel produsere 3960wh eller nok til 30km eller 3.28l/100km

Det viser at det ikke er noe galt med dagens motorer, men anvendelsen av dem. Den BMW'en er jo langt fra å oppnå det forbruket, og grunnen skyldes at den virkningsgraden oppnås bare i noen sekunder av gangen. Fordi motoren går på alt fra 0-100% belastning og turtall fra 800-5000rpm. Det er fullt mulig å oppnå slike virkningsgrader, men da må motorene skaleres slik at de går optimalt hele tiden. Rent praktisk betyr det en dieselelektrisk pakke hvor et batteri driver bilen, og en dieselmotor starter for å lade batteriet, hvorpå motoren kun går med sitt optimale arbeidsområde i den gjerningen.