En ny hybridbil, svensk, men också som en islandshäst

Eftersom jag är road av allsköns tekniska framsteg, stora som små, bevakar jag Ny Teknik med stort intresse. Det har lett till åtskilliga bloggar under de här två åren. Det är inte mycket jag missar, även om jag inte skriver om allt på långa håll. Dock visar det sig att en del väsentligheter så när går mig förbi.

För mer än en vecka sedan hade Ny Teknik en mer än lovligt intressant artikel som jag fullständigt missade. Jag hittade den igår sent. Det handlar om en i mitt tycke epokgörande variant på bensinmotorn. Och det var uppenbarligen fler än jag som tyckte så, för listan med kommentarer var på över 100 nummer och utprintad var den på 15 sidor. Jag läste i sängen till jag somnade.

Idag kommer en uppföljare i samma tidskrift  i allt väsentligt baserad på en del av kommentarerna som f ö härstammar från Mats Hedman, en ur den trio som, under företagsnamnet Cargine engineering. utvecklar motorn utanför Ängelholm.

Poängen med motorn är att den till skillnad från vanliga motorer inte har någon kamaxel utan har ventiler som kan öppnas och stängas när dom har lust, eller snarare när konstruktören tycker det är lämpligt. Fördelarna är många och revolutionerande.  

Efter Ny teknik. Vid inbromsning fungerar motorn som kompressor. Den trycksatta luften lagras i en tank och driver motorn vid start.

Motorn har en hybridfunktion, vid inbromsningar styrs ventilerna om så att cylindern komprimerar luft och lagrar den vid upp till 25 Bar i en tank, som vid nykonstruktion av bil för ändamålet mycket väl kan göras som en integrerad del av karossen i form av t ex slutna håligheter i ramen. Vid behov utnyttjas den komprimerade luften för effekthöjning. Man beräknar att denna kan bli nästan 50 % av energiförlusten vid inbromsning, en siffra som väl mäter sig med vad  vanliga hybridbilar, som lagrar energin som elektricitet i ett batteri,  presterar. Men det blir långt billigare främst för att dyra batterier helt kan undvaras.

Om alla bilens möjligheter utnyttjas halveras bensinförbrukningen med bibehållen prestanda.

Övriga fördelar är:

Det krävs inget strypande gasspjäll utan effekt kan regleras med den tid som insugningsventilerna står öppna.

Motorn tänder endast när kraft behövs, annars står ventilerna stängda och motorn går bara runt utan bensinförbrukning.

Momentkurvan blir mycket flackare. Följaktligen är motorn inte beroende av sitt varvtal utan behåller i huvudsak effekten även vid låga varv.

Det blir lätt att styra kompression och förbränning. Det innebär att motorn lätt kan ställas om för olika bränslen.

Vidare kan alltså motorn ställas om till kompressor vid bromsning så att energi kan lagras.

Listan på kommentarer är som jag nämnde lång. Den är också av ovanligt slag. Läsvärdet är långt större än vad man är van vid, särskilt om man är miljöskribent.  Då är man van vid att vettiga synpunter störs av talrika inlägg från skeptiker och miljöfnattar som excellerar i nedsättande omdömen om sina motståndares intelligens, parat med briljerande med fakta som de oftast inte begriper utan bara vidarebefordrar.

Helt annorlunda denna gång.

Mats Hedman bidrar generöst med flera långa utläggningar med ytterligare synpunkter på konstruktionen och flera andra har också långa intressanta inlägg. Övriga kommer med vettiga frågor och påpekanden och alla verkar entusiastiska och fascinerade av den nya motorns möjligheter.

Mats Hedmans senaste inlägg bland kommentarerna citeras nedan i sin helhet:

Mats Hedman – 2008-09-04 23:11
Utlovad fortsättning om möjligt vridmoment och förslag på användningStort vridmoment vid 2-takt med gasväxling i öd – möjliggör den virtuella växellådanInnan 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 ända upp till kanske 4000 varv.
Och sedan växlas till 4-taktscykler.

Invändningar och synpunkter mottages tacksamt.

Jag är ju inte själv ingenjör och har lite svårt att hänga med på ett par ställen men i allt väsentligt fattar jag vad det handlar om och känner mig imponerad. Ungefär som en islandshäst som har fem gångarter, så är den här bilen både två sorters två-taktsmotor och en fyrtaktsmotor.

 

Växlingssystemet, virtuella växlar, som förklaras ovan, beskrivs idag i Ny Teknik och illustreras grafiskt med ovanstående figur.

Man önskar onekligen Cargine Engineering en lysande framtid och hoppas att företaget håller sig kvar utanför Ängelholm, eller åtminstone i Sverige.

 

 

Läs även andra bloggares åsikter om , , , ,

5 svar till “En ny hybridbil, svensk, men också som en islandshäst“

  1. Erland skriver:

    Man blir så glad! Att vara svensk!

    En sådan härlig innovation av en produkt som man trodde färdigslipad efter över hundra års utveckling och massproduktion. Undrens tid verkar verkligen inte vara förbi.

    Hoppas bara att detta fenomen får bli kvar i lilla Sverige och får all den näring som behövs nu. Gör er plikt, alla utvecklingsfonder!

  2. Bengt Axmacher skriver:

    Javisst, blir man glad ända in i själen. Och det mest fantastiska är att det är så enkelt och billigt. I befintliga bilar behöver man bara byta toppen och dra lite nya rör och ordna med pneumatik till ventilerna.Kostnad: Några tusenlappar.

  3. Peter Ingestad skriver:

    Hur mycket är klockan?

  4. Bengt Axmacher skriver:

    Spelar inte så stor roll. Det är dags, eller möjligen hög tid. Välj själv.

  5. kallstrom_74 skriver:

    ja skulle den fattiga svensken ha råd att få detta installerat så vore framtiden här o för både företaget och hybridtrkniken på allvar

Lämna ett svar