По повод колите със сгъстен въздух и електромобилите с двигатели от мотокари... Побързайте!

http://auto.xprize.org/downloads/AXP_Dr ... 070402.pdf

X-Prize очаква заявки за участие до септември, но регистрацията май е догодина. Целта е кола с 100+MPG и аз мисля че е постижима (прочетох условията).

С поставените условия - не е възможно.



и това:


Просто искат да вземеш купе от наличните на пазара и да го направиш да харчи 2.35 / 100. Трябва да се сметне, но не мисля, че е възможно.

Да не говориме, че искат и некви бизнес планове и глупости. Че аз ако имам такава технология и бизнеспланове за кво ми е изобщо тоя X-Prize?!

Що да не може .. според мен може, 2.5/100 не е малко, купето трябва да е леко за да се изпълни изискването за ускорение 0-100, изискването за 160 км/ч емалко по шибано, трябва да е доста аеродинамично купе, но пак според мен е възможно. За да е ефективно трябва да е хибрид, на въздух не знам как ще стане, ще е по скъпо ми се струва, а и фуздуха като флуид не е много ефективен за задвижване на турбини, но пук може на други принципи, където пък КПД не е високо толквоа.
Хбрида бензин/електро, има предимството на лесна обратимост на енергията. Тук по интересното е кой е инвестира в това нещо.

Няма как да е леко купето, бате, щото или няма да им мийтва правилата за безопасност, или няма да е достатъчно евтино. Иначе най-ефективно ще е дизел-електро, като тук вече трябва да се види кои електромотори са с най-голямо КПД и едновременно с това са подходящи за целта. Тряба да се сметне и дали има смисъл да се реверсират (да стават на генератори), като това зависи най-вече от условията на надпреварата.

Условията са драконовски, но това е X-prize все пак
Донякъде в това е шансът ни, защото задачата изисква преди всичко много нестандартна идея. Ако беше конкурс за стандартно решение хептен няма шанс - кога ще биеш примерно BMW след като те разполагат с 7000 инженера и то добри...

А освен това кой е казал че непременно трябва да се спечели X-Prize ?
Според са важни две неща:
1) Да се достигне до стойностна идея.
2) Да се участва в играта - тук X-prize не е самоцел... От X-a e достатъчно да се вземе правото да се наречеш “Automotive X PRIZE Contender”. А парите могат да дойдат от други места - да не споменавам еврофондовете

Мда... и планове ще трябват, но за тая работа си има драскачи... Специално за еврофондовете даже не е необходимо да им плащаш предварително - работят на процент


Но за мен лично крастата е в идеята или по-точно да се достигне до техническо решение на проблемите. По-добре да видим дали може да се реши задачата чисто технически, пък после да мислим дали могат да се изкарат пари от решението. Затова аз предлагам да ограничим дискусията само в техническата страна на задачата.

Според мен задачата е следната:
Евентуален двигател/кола трябва да реши много технически проблеми, които са свързани помежду си. Всеки от проблемите е решим поотделно - примерно разхода лесно може да се свали ако е за сметка на себестойност или вредни газове и т.н. Но задачата е да се свали разхода без да се влошава нищо друго, даже още по-кофти - не само разхода трябва да се подобри ами и всички други фактори...

На теория задачата е решима - т.е. евентуалния двигател няма да е перпетум мобиле. На практика обаче, стандартните двигатели НЕ МОГАТ да постигнат такъв резултат. По-точно ние не бихме могли да подобрим дотолкова един стандартен двигател. Може би някой от Toyota, Ford, BMW или друга голяма риба - биха могли, защото условията на задачата са малко над предела над възможностите на съвременните двигатели. Но ние нямаме шанс, затова ние трябва да мислим за нестандартни решения!

Аз имам няколко идеи, но основно закъсъсвам поради липса на "материалознание". Трябва ми някой мноооого добър в тая област

Малък разбор на условието....

Ще разгледам само "извънградското" щото на мен там най-много ми куцат нещата. Също така ще позакръгля малко цифрите (мързи ме да смятам точно).

Значи искат грубо разход 2.5л/100км при скорост 90км/ч и пробег да речем 400км.

Резервоарът трябва да е 10л бензинов или еквивалентно около 110 kW/h, като отнесено към пробега консумацията трява да е под 22kW.
Стандартно купе и автомобил при тия условия си искат поне 20kW ама да предположимм че по-малко и по-аеродинамично купе ще спре на 15kW.

С други думи търси се двигател/гориво/резервоар с кпд 70%. Е тук топлинните двигатели леко закъсват... Не че не може да се постигне, ама при тия мощности и при драконовските мерки за вредни газове (ограничено налягане и температура) си е бая проблем...

Условията не са драконовски, те са неизпълними. Ще стане както и с наградата за орбитален полет с многократен апарат. Накрая го дадоха на Рутан за суборбитален подскок. За незапознатите - разликата е огромна.

Tesla car с 45 kWh в батериите минава 400 км, заделени са по 11 kWh за 100 km, а батерията е 450 кг, т.е. за електромобил не е проблем да се вмести в този разход от 2,5 л/100 км.
Примерно: 1000 кг литиеви батерии + мотор 80 кВт = 110 kWh запасена енергия и достатъчно мощност. Остава да се измисли рекуперацията при спиране и забавяне на движението, особено за градското, и да се върне 20% обратно в батерията.

Рек. тая тема все пак е в раздел "безумни" и мисля че малко розови очила са разрешени

Верно ако говорим за стандартен двигател с вътрешно горене и някой стандартен цикъл - работата е mission imposible
Да тръгнеш да се конкурираш в тая област с големите риби е все едно да тръгнеш да се биеш с чекийско ножче срещу американската армия

Не можем да изкараме такова кпд при тия условия, затова пък може да си мислим за подмяна на условията....

Конкретно ако говорим за термодвигател - имаме стандартен цикъл ограничен от температура и налягане. В рамките на ограниченията не може да се постигне нищо, затова дай да мислим как да махнем ограниченията. Ето идеи:

Отдолу, сме ограничени от атмосферната температура и налягане. Температурата нямам идея как да се свали, но налягането може. Достатъчно е да се добави инверсен цикъл. Преди време пусках тема за "хартиен двигател" в тоя раздел мисля че я обеснявах тая идея. Просто стандартния двигател изпуска газове над атмосфрното налягане и доста висока температура (400-1000С). Ако тия газове въртят турбина в другия край на която има много ниско налягане (да речем 1/10 от атмосферното) и след това се охладят до атмосферна температура ще получим енергия която е по-малка от енергията необходима да поддържаме ниското налягане с някаква вакуум помпа. Нарича се инверсен Брайтънов цикъл. Това е само идея, чиято ефикасност не е голям и едва ли ще вдигне кпд-то с повече от 5%.

Отгоре, температурата и налягането са ограничени от две неща - едното са вредните газове, другото е умората на материалите. По-строгото условие на практика са вредните газове. Единствения начин да се избегнат вредните газове е просто да не се използва въздух Което не е чак толкова неразумна идея колкото изглежда.
Спомнете си идея със сгъстен въздух. Сега да предположим че имаме два резервоара - един за гориво от сорта на Метан и друг за окислител от сорта на кислород. Представете си цикъл, който започва от 200-300 атмосфери, като в горивото се инжектира малко количество кислород, но такова че не цялото гориво изгаря. Въпреки че имаме огромно налягане и евентуално доста висока температура - няма вредни газове! Просто от CH4+O2 няма как да дойдат NOx и други буболечки.
В случая източникът на енергия е PV-то на входните газове + топлината от горенето затова в уравнението трябва да включим и промишления компресор, но на теория си мисля че може да се постигне много прилично кпд.
Все пак има проблеми. Първо са материалите - който е чел как работи затворения цикъл при руските ракети знае какъв проблем е окислител + висока температура. Все пак руснаците са го решили тоя проблем, друг е въпроса как...
Другия проблем е че от практична гледна точка ни трябва доста добро съотношение мощност/тегло, т.е. отива се към турбини, които по възможност са много малки за да могат да се вградят в пространство което да се защити от високото налягане. Получават се обаче високи обороти и фиксирана мощност - неща които не са удачни за автомобили. Затова това не може да е основен двигател. Решения може да се търсят в две направления - електрохибрид, т.е. динамо ->суперкапове -> ел.двигатели
Другото направление е второ ДВГ/пневмомотор. Вече споменах че не е задължително цялото гориво да се окислява, така че каквото излезе след турбините може да се ползва за гориво на нормален двигател. Нормалният двигател ще е с по-бедно гориво, но това може да се компесира с суперчарджинг - ако просот турбините не изпускат налягането съвсем до атмосферата ами го оставят на 20 атмосфери примерно. Могат да се ползват и интерсни решения като 2-тактов OPOC двигател, така че обедненото гориво както и съотношението мощност/тегло няма да са проблем. Още повече че метанът няма стохаистичните капризи на бензина и може да се ползва и в много бедни смеси, нискооктанов е и няма проблем с налягането.

Абе такива ми ти работи да не се отплесвам повече... очевАдно във всяка от идеите има доста неразрешени проблеми, някои не ги споменавам умишлено Така че не се напрягайте да тъсите проблеми, по-скоро търсете решения на проблемите....

електриката също е интересна, макар че по-скоро за "специалния" клас, щото трудно ще се съчетаят теглото на батериите - ако са леки няма пробег, ако са тежки няма пъргавина... Да не говорим че според Toyoata ли-ионa не е достатъчно сейфти още...
Аз по-скоро го виждам като "мини" с малки батерии и голям покрив от примерно 4 кв.м. слънчеви батерии. За южни места като Атина направо се е утепало такова решение



това вече го пусках:
http://www.seriouswheels.com/2006/2006- ... 0x1200.htm

Нещо май няма фенове на идеята. Интересно ми е, кое би имало по-голямо КПД - една турбина с генератор, или елементи на Пелтие? Всъщност, колко им е КПД-то на пелтиетата?

аха... няма фенове на безумни идеи, виж ако беше за безсмислени спорове;-)

За кпд... важно е да се уточни за какво кпд иде реч. В термодинамиката перфектното кпд не е 100% а по формалута на Карно, съответно това се нарича термо кпд. Термо кпд-то зависи от температурната разлика и от цикъла който се ползва. Най-високо кпд има Стирлиц, следван от Ото, след това е Рудолф и Брайтон.
На практика обаче е точно обратното. Двигателят с най-високо кпд което съм чувал е турбинен, но това е изключение понеже става дума за самолети и за различни температури и за компресии от 1:70+ и за много пари разбира се... Наземните турбини са в порядъка 40-50%, така че на земята победител е Дизел с 50-60%.
Щирлиц, както и термоелементите са добри на теория, но при тях има сериозен проблем с топлообмена. Автомобилните двигатели работят при температурна разлика от 1500-2000 градуса. Един термоелемент ако му сложиш в двата края такава разлика имаш сериозен проблем да я поддържаш, все пак по средата е метал Така че те вършат работа само при малки температурни разлики и вадят примерно 5% кпд при 10% теоретично възможно.
Преди време бяхме човъркали една тема за термодвойки и там бях споменал за термотрона на един руснак. Ако е вярно твърдението му може да се постигне разлика от 1000 градуса и относително висок кпд. Но тая разлика не е достатъчна за да се постигне 70% както се иска в Х-прайз, да не говорим че изобщо няма идея как това да изглежда като двигател...

миро, тези дизели специални ли са , да не би да си забравил да разделиш на 2?

Ми не знам, така казват ролс-ройс... Дай 100-на милиона да купим един и да го тестваме

За Джъмбото твърдяха че е с над 70% кпд, а самото джъмбо харчеше май по 4 литра на километър... демек 400/100, ти ми кажи какво е кпд-то и кой наземен двигател има мощност мегавати и такава консумация