Sprzęganie silnika Stirlinga z napędem elektrycznym
- Mathew
- Uczę się econologic
- Wiadomości: 40
- Rejestracja: 05/05/11, 12:04
- Lokalizacja: Vasteras, Szwecja
Sprzęganie silnika Stirlinga z napędem elektrycznym
Dobry wieczór wszystkim.
W ramach studiów myślałem o sposobie napędu samochodów. Co ciekawe, w sieci nie znalazłem nic na ten temat. Szukam jednak po angielsku, więc powinienem zarzucić szerszą sieć.
Podstawowa idea jest następująca:
1/ Pod maską silnik Stirlinga, który może pracować na dwóch prędkościach: normalnej i szybkiej.
2/ Jeszcze pod maską silnik elektryczny.
3/ W bagażniku i/lub pod podłogą: akumulatory.
Nie jest to hybryda, ale samochód o napędzie w 100% elektrycznym. Silnik Stirlinga nie jest podłączony do kół, ale do alternatora w celu ładowania akumulatorów.
Przy uruchomieniu, akumulatory naładowane do 100%, silnik Stirlinga nie kręci. Baterie się rozładowują. Po kilku kilometrach, gdy poziom naładowania akumulatora osiągnie określony próg, silnik Stirlinga uruchamia się z normalną prędkością i zapewnia wystarczającą moc, aby naładować akumulatory podczas kontynuowania jazdy.
A jeśli na przykład chcesz jechać szybciej na długich trasach autostradą, silnik przełącza na drugi bieg, aby zapewnić wystarczającą moc.
Po wyłączeniu zapłonu Stirling zatrzymuje się.
Szybka ocena termiczna: silnik spalinowy, n=35%
Układ ten: silnik Stirlinga, n1=40%
silnik elektryczny: n=90%
straty w kablach i bateriach: 10% --> n3 = 90%
N = n1*n2*n3 = 32.4%
Niekoniecznie lepszy od klasycznego silnika cieplnego. Ale o napędzie elektrycznym nic nie powiem: moc dostępna od rozruchu, cisza użytkowania.
Zalety Stirlinga:
* spalanie zewnętrzne, dzięki czemu znacznie łatwiejsze do kontrolowania
* cichy
*w wartościach bezwzględnych, może wykorzystywać dowolne źródło energii
* Przy stałej prędkości (tylko dwie prędkości) można zoptymalizować wydajność.
W latach 70., 40 lat temu Ford umieścił Stirlinga w Turynie. Błędem była chęć bezpośredniej wymiany silnika benzynowego i walka z ówczesnymi samochodami typu muscle car, które bez problemu wytwarzały 400 KM. Lepsze osiągi może osiągnąć jedynie napęd elektryczny.
Samochód ten teoretycznie miałby być cichy, mieć duży zasięg dzięki standardowemu zbiornikowi paliwa, a dzięki zewnętrznemu spalaniu emitowałby mniej zanieczyszczeń niż konwencjonalny silnik.
Więc. To tylko zasada. Nie posiadam danych odnośnie rodzaju mieszania, mocy, pojemności akumulatora, działania regulacji zapłonu silnika....
Co o tym sądzisz?
U mnie już wieczór
W ramach studiów myślałem o sposobie napędu samochodów. Co ciekawe, w sieci nie znalazłem nic na ten temat. Szukam jednak po angielsku, więc powinienem zarzucić szerszą sieć.
Podstawowa idea jest następująca:
1/ Pod maską silnik Stirlinga, który może pracować na dwóch prędkościach: normalnej i szybkiej.
2/ Jeszcze pod maską silnik elektryczny.
3/ W bagażniku i/lub pod podłogą: akumulatory.
Nie jest to hybryda, ale samochód o napędzie w 100% elektrycznym. Silnik Stirlinga nie jest podłączony do kół, ale do alternatora w celu ładowania akumulatorów.
Przy uruchomieniu, akumulatory naładowane do 100%, silnik Stirlinga nie kręci. Baterie się rozładowują. Po kilku kilometrach, gdy poziom naładowania akumulatora osiągnie określony próg, silnik Stirlinga uruchamia się z normalną prędkością i zapewnia wystarczającą moc, aby naładować akumulatory podczas kontynuowania jazdy.
A jeśli na przykład chcesz jechać szybciej na długich trasach autostradą, silnik przełącza na drugi bieg, aby zapewnić wystarczającą moc.
Po wyłączeniu zapłonu Stirling zatrzymuje się.
Szybka ocena termiczna: silnik spalinowy, n=35%
Układ ten: silnik Stirlinga, n1=40%
silnik elektryczny: n=90%
straty w kablach i bateriach: 10% --> n3 = 90%
N = n1*n2*n3 = 32.4%
Niekoniecznie lepszy od klasycznego silnika cieplnego. Ale o napędzie elektrycznym nic nie powiem: moc dostępna od rozruchu, cisza użytkowania.
Zalety Stirlinga:
* spalanie zewnętrzne, dzięki czemu znacznie łatwiejsze do kontrolowania
* cichy
*w wartościach bezwzględnych, może wykorzystywać dowolne źródło energii
* Przy stałej prędkości (tylko dwie prędkości) można zoptymalizować wydajność.
W latach 70., 40 lat temu Ford umieścił Stirlinga w Turynie. Błędem była chęć bezpośredniej wymiany silnika benzynowego i walka z ówczesnymi samochodami typu muscle car, które bez problemu wytwarzały 400 KM. Lepsze osiągi może osiągnąć jedynie napęd elektryczny.
Samochód ten teoretycznie miałby być cichy, mieć duży zasięg dzięki standardowemu zbiornikowi paliwa, a dzięki zewnętrznemu spalaniu emitowałby mniej zanieczyszczeń niż konwencjonalny silnik.
Więc. To tylko zasada. Nie posiadam danych odnośnie rodzaju mieszania, mocy, pojemności akumulatora, działania regulacji zapłonu silnika....
Co o tym sądzisz?
U mnie już wieczór
0 x
- chatelot16
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 6960
- Rejestracja: 11/11/07, 17:33
- Lokalizacja: angouleme
- x 264
przy mieszaniu użycie energii elektrycznej jest niemal obowiązkowe, ponieważ mieszanie jest zbyt wolne, aby kontrolować jego moc
wydajności wspomnianego mieszania 40%? Stirling nie ma stałej wydajności dla wszystkich Stirlingów... ma ograniczoną moc Carnota w zależności od wysokich i niskich temperatur cyklu: a ponieważ ciepło musi przechodzić przez ścianę, materiał musi utrzymać temperaturę cyklu
w przypadku silnika spalinowego lub wysokoprężnego materiał silnika nie osiąga temperatury cyklu, na tym polega cała zaleta silnika tłokowego: materiały cylindra przyjmują jedynie średnią temperaturę
są już silniki Diesla o sprawności do 50%... w przypadku Stirlinga aż trudno w to uwierzyć
aby uzyskać wysoką wydajność w procesie mieszania, potrzebne są bardzo drogie materiały, aby osiągnąć wysokie temperatury... w przypadku oleju napędowego możesz uzyskać żądaną wydajność za pomocą żeliwa
wydajności wspomnianego mieszania 40%? Stirling nie ma stałej wydajności dla wszystkich Stirlingów... ma ograniczoną moc Carnota w zależności od wysokich i niskich temperatur cyklu: a ponieważ ciepło musi przechodzić przez ścianę, materiał musi utrzymać temperaturę cyklu
w przypadku silnika spalinowego lub wysokoprężnego materiał silnika nie osiąga temperatury cyklu, na tym polega cała zaleta silnika tłokowego: materiały cylindra przyjmują jedynie średnią temperaturę
są już silniki Diesla o sprawności do 50%... w przypadku Stirlinga aż trudno w to uwierzyć
aby uzyskać wysoką wydajność w procesie mieszania, potrzebne są bardzo drogie materiały, aby osiągnąć wysokie temperatury... w przypadku oleju napędowego możesz uzyskać żądaną wydajność za pomocą żeliwa
0 x
Zgadzam się z chatelot16 (z małym minusem: diesle o sprawności 50% to ogromne silniki przeznaczone do zasilania kontenerowców).
Dodam, że przy tej samej mocy silnik Stirlinga jest znacznie cięższy od silnika spalinowego.
Ale waga naprawdę jest wrogiem samochodu.
Ostatecznie mamy samochód, który zużywa niewiele (dzięki lepszej wydajności) w porównaniu z pojazdem o tej samej masie, ale który ryzykuje, że zużyje więcej niż równoważny pojazd termiczny, który będzie lżejszy
Co więcej, wydaje mi się, że przy obliczaniu wydajności ignoruje się wytwarzanie energii elektrycznej?
Dodam, że przy tej samej mocy silnik Stirlinga jest znacznie cięższy od silnika spalinowego.
Ale waga naprawdę jest wrogiem samochodu.
Ostatecznie mamy samochód, który zużywa niewiele (dzięki lepszej wydajności) w porównaniu z pojazdem o tej samej masie, ale który ryzykuje, że zużyje więcej niż równoważny pojazd termiczny, który będzie lżejszy
Co więcej, wydaje mi się, że przy obliczaniu wydajności ignoruje się wytwarzanie energii elektrycznej?
0 x
- chatelot16
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 6960
- Rejestracja: 11/11/07, 17:33
- Lokalizacja: angouleme
- x 264
nie tylko ogromne silniki do łodzi osiągają sprawność 50%.
znajdujemy mniejsze, z 47%, co już nie jest złe
http://international.schnellmotor.de/sm ... 1040kW.pdf
oczywiście to 1000kW... wciąż trochę za duży... to V12... na jednym cylindrze mielibyśmy tę samą moc, a więc 83kW
dla dobrej wydajności potrzebna jest duża pojemność skokowa, aby niewielka część ciepła tracona była przez ścianki komory spalania: to jest zaleta dużych silników
aby uzyskać maksymalną wydajność przy małej mocy potrzebny jest pojedynczy cylinder: niestety to sprawia, że silnik jest 2 lub 3 razy cięższy niż 4-cylindrowy, ponieważ potrzebne jest przynajmniej duże koło zamachowe, a w dodatku duży ciężar w całym silniku, aby nie wibrował za dużo: to dobre rozwiązanie dla silnika stacjonarnego... trudniejsze, ale nie niemożliwe dla silnika pojazdu: potrzebne jest wysokoobrotowe koło zamachowe obracające się w kierunku przeciwnym do silnika... wałki wyrównoważające jak w motocyklach jednocylindrowych
kolejny problem, aby osiągnąć taką wydajność, Schnell wykorzystuje nie tylko turbosprężarkę, ale dodatkową turbinę do zakończenia rozprężania: przy jednym cylindrze turbiny pracują słabo, trzeba to robić kompresją i rozprężaniem za pomocą tłoków, dobrze zsynchronizowanych z cylindrem głównym ...to dobra ścieżka, ponieważ tłoki mają lepszą wydajność niż turbiny... jeśli Schnell zarobi 47% na turbosprężarce, pojedynczy cylinder z dodatkowymi tłokami mógłby osiągnąć jeszcze większą wydajność, ale znacznie gorszy stosunek mocy do masy
ten wzrost wydajności poprzez sprężanie i rozprężanie w oddzieleniu od głównego cylindra można również osiągnąć w przypadku benzyny, z tą zaletą, że można szybciej obracać się, a zatem jest lżejszy
Dużo większą nadzieję na zwiększenie wydajności przez te dodatkowe tłoki widzę niż przez stirling
ponadto te ulepszone silniki będą nadal przydatne w połączeniu z klasyczną skrzynią biegów
znajdujemy mniejsze, z 47%, co już nie jest złe
http://international.schnellmotor.de/sm ... 1040kW.pdf
oczywiście to 1000kW... wciąż trochę za duży... to V12... na jednym cylindrze mielibyśmy tę samą moc, a więc 83kW
dla dobrej wydajności potrzebna jest duża pojemność skokowa, aby niewielka część ciepła tracona była przez ścianki komory spalania: to jest zaleta dużych silników
aby uzyskać maksymalną wydajność przy małej mocy potrzebny jest pojedynczy cylinder: niestety to sprawia, że silnik jest 2 lub 3 razy cięższy niż 4-cylindrowy, ponieważ potrzebne jest przynajmniej duże koło zamachowe, a w dodatku duży ciężar w całym silniku, aby nie wibrował za dużo: to dobre rozwiązanie dla silnika stacjonarnego... trudniejsze, ale nie niemożliwe dla silnika pojazdu: potrzebne jest wysokoobrotowe koło zamachowe obracające się w kierunku przeciwnym do silnika... wałki wyrównoważające jak w motocyklach jednocylindrowych
kolejny problem, aby osiągnąć taką wydajność, Schnell wykorzystuje nie tylko turbosprężarkę, ale dodatkową turbinę do zakończenia rozprężania: przy jednym cylindrze turbiny pracują słabo, trzeba to robić kompresją i rozprężaniem za pomocą tłoków, dobrze zsynchronizowanych z cylindrem głównym ...to dobra ścieżka, ponieważ tłoki mają lepszą wydajność niż turbiny... jeśli Schnell zarobi 47% na turbosprężarce, pojedynczy cylinder z dodatkowymi tłokami mógłby osiągnąć jeszcze większą wydajność, ale znacznie gorszy stosunek mocy do masy
ten wzrost wydajności poprzez sprężanie i rozprężanie w oddzieleniu od głównego cylindra można również osiągnąć w przypadku benzyny, z tą zaletą, że można szybciej obracać się, a zatem jest lżejszy
Dużo większą nadzieję na zwiększenie wydajności przez te dodatkowe tłoki widzę niż przez stirling
ponadto te ulepszone silniki będą nadal przydatne w połączeniu z klasyczną skrzynią biegów
0 x
- chatelot16
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 6960
- Rejestracja: 11/11/07, 17:33
- Lokalizacja: angouleme
- x 264
schnell osiąga tę sprawność 47% przy mniejszym silniku
http://international.schnellmotor.de/sm ... _265kW.pdf
jest to 6-cylindrowy silnik dający nadzieję na taką samą moc w mono o mocy 44 kW
lub dwucylindrowy o mocy 88 kW, lepiej wyważony niż pojedynczy
http://international.schnellmotor.de/sm ... _265kW.pdf
jest to 6-cylindrowy silnik dający nadzieję na taką samą moc w mono o mocy 44 kW
lub dwucylindrowy o mocy 88 kW, lepiej wyważony niż pojedynczy
0 x
- drwal
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 4731
- Rejestracja: 07/11/05, 10:45
- Lokalizacja: Mountain ... (Trieves)
- x 2
chatelot16 napisał:nie tylko ogromne silniki do łodzi osiągają sprawność 50%.
znajdujemy mniejsze, z 47%, co już nie jest złe
http://international.schnellmotor.de/sm ... 1040kW.pdf
oczywiście to 1000kW... to wciąż trochę za dużo... to V12... na jednym cylindrze mielibyśmy tę samą moc, a więc 83kW [...]
Nie jestem wcale pewien, czy możemy wykonać tak uproszczoną interpolację liniową!
Poza tym te silniki SCHNELL są interesujące, ale ich specyfika polega przede wszystkim na tym, że są to silniki Diesla, ale na GAZ!
0 x
"Jestem wielkim brutalem, ale rzadko myli ..."
- chatelot16
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 6960
- Rejestracja: 11/11/07, 17:33
- Lokalizacja: angouleme
- x 264
to nie jest interpolacja: pojedynczy cylinder działa dokładnie tak samo, jak 12 cylindrów razem w tym samym silniku
tak, silniki Schnell są zbudowane jak diesle, ale wtryskują tylko niewielką ilość oleju opałowego do zapłonu i połykają metan przez wlot powietrza... to nie zmienia zbytnio osiągów... to po prostu dobry adres, który pokazuje jego osiągi lepszy od innych producentów
tak, silniki Schnell są zbudowane jak diesle, ale wtryskują tylko niewielką ilość oleju opałowego do zapłonu i połykają metan przez wlot powietrza... to nie zmienia zbytnio osiągów... to po prostu dobry adres, który pokazuje jego osiągi lepszy od innych producentów
0 x
- Remundo
- moderator
- Wiadomości: 16219
- Rejestracja: 15/10/07, 16:05
- Lokalizacja: Clermont Ferrand
- x 5270
Wysokosprawne diesle powinny w idealnym przypadku mieć bardzo wysokie PME (średnie ciśnienie efektywne), wolno pracować i wysoki stopień sprężania. Generalnie trzeba je przekarmiać.
Konieczne jest również zamontowanie korbowodu/wału korbowego na łożysku, a nie na łożysku nasmarowanym.
W idealnym przypadku korbowód powinien być długi, aby ograniczyć siły poprzeczne tłok/tuleja. Ogranicz także moc urządzeń pomocniczych (w szczególności zamontuj zawory na rolkach/zatrzasku)
Te cechy są bardziej prawdopodobne u potwornych Diesel Marinów.
Konieczne jest również zamontowanie korbowodu/wału korbowego na łożysku, a nie na łożysku nasmarowanym.
W idealnym przypadku korbowód powinien być długi, aby ograniczyć siły poprzeczne tłok/tuleja. Ogranicz także moc urządzeń pomocniczych (w szczególności zamontuj zawory na rolkach/zatrzasku)
Te cechy są bardziej prawdopodobne u potwornych Diesel Marinów.
0 x
- drwal
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 4731
- Rejestracja: 07/11/05, 10:45
- Lokalizacja: Mountain ... (Trieves)
- x 2
No cóż, z tą różnicą, że pewne rzeczy pochłaniające moc rozkładają się na jeden cylinder zamiast na 12 i z drugiej strony, jak naszkicowałeś, doładowanie nie działa na jednym cylindrze... Więc nie, to nie jest takie proste.chatelot16 napisał:to nie jest interpolacja: pojedynczy cylinder pracuje dokładnie tak samo, jak 12 cylindrów razem w tym samym silniku […]
0 x
"Jestem wielkim brutalem, ale rzadko myli ..."
- chatelot16
- Econologue ekspertem
- Wiadomości: 6960
- Rejestracja: 11/11/07, 17:33
- Lokalizacja: angouleme
- x 264
turbodoładowanie słabo działa na pojedynczych cylindrach, ale nie chodzi tylko o turbiny, to samo możemy zrobić z tłokami, a jeśli zrobimy 47% z turbo i turbosprężarką, to daje nam nadzieję, że z tłokami pójdzie lepiej
Mam zamiar to zrobić dla małego, stałego silnika, gdzie nie ma problemu z masą, ale myślę, że wtedy mogłoby się przydać do pojazdu
Mam zamiar to zrobić dla małego, stałego silnika, gdzie nie ma problemu z masą, ale myślę, że wtedy mogłoby się przydać do pojazdu
0 x
Kto jest online?
Użytkownicy przeglądający to forum : Brak zarejestrowanych użytkowników i gości 111