Outline · [ Standard ] · Linear+ Mașini hibride cu recupere de energie cu volantă?

Iată un articol foarte interesant care prezintă istoria și poate viitorul privind recuperarea energiei de frânare, nu cu sisteme electrice ci cu ajutorul roților volante. Energy Storage - Flywheel De ce un asemenea sistem mai simplu, mai fiabil și mult mai puțin poluant decât sistemele existente cu acumulatori chimici nu s-a dezvoltat?

Iată un articol foarte interesant care prezintă istoria și poate viitorul privind recuperarea energiei de frânare, nu cu sisteme electrice ci cu ajutorul roților volante.

Energy Storage - Flywheel

De ce un asemenea sistem mai simplu, mai fiabil și mult mai puțin poluant decât sistemele existente cu acumulatori chimici nu s-a dezvoltat?

Intrebarea mea este: costul suplimentar indus de dispozitiv, inclusiv poluarea cu realizarea (siderurgie, electricitate etc), in cat timp se amortizeaza (pe toate planurile: valoric, emisii poluante etc)?

Cit de grele trebuie sa fie volantele, ca sa fie eficiente? Ce motor iti trebuie sa le mai cari si pe alea? Mai bun un arc, ca la ceas.

Probabil pentru ca roata volanta se preteaza mai bine ca element stabilizator inertial decat ca recuperator mecanic de energie. Energia aia mecanica trebuie stocata undeva. Arcuri? Cat de mari si cat de tari ar trebui sa fie?
Parerea mea...

pai da. Nici una dintre idei nu ajuta. Arcul l-am bagat la trefla dar un arc spiralat ar putea inmagazina energie care sa fie folosita la demaraj. Cit la suta din greutatea unui ceas e arcul? Tot atit, proportional, poate fi fata de greutatea masinii. Consumurile maxime sint la marirea vitezei.

This post has been edited by corbex: 16 Feb 2012, 20:03

Daca se optimizeaza traficul astfel incat sa nu mai fie nevoie de franari dese, nu-i mai simplu?

Nu vezi ca nu e simplu? De trei zile vin partial pe jos, de la serviciu. Un arc ar fi fost bun.

Teoretic o volanta din asta pare simpla, dar practic ai tot felul de probleme ca s-o faci:
-prea grea nu merge pe masina, prea turata iar nu merge ca nu mai iei curba, masina devine un giroscop.
-la franare ai uneori nevoie de puteri mici, alteori foarte mari; prin frecare e simplu sa le disipi, dar daca vrei sa le convertesti in energie cinetica e mai complicat, trebuie un fel de cutie de viteze de franare.
-lagarele giroscoapelor sunt foarte pretentioase si cred ca si scumpe, ca sa ai energie multa cu mase mici trebuie turatii mari la care nu rezista rulmentii obisnuiti.

Intrebarea mea este: costul suplimentar indus de dispozitiv, inclusiv poluarea cu realizarea (siderurgie, electricitate etc), in cat timp se amortizeaza (pe toate planurile: valoric, emisii poluante etc)?

Bănuiesc că totuși soluția cu volanta NU este mai scumpă decât cu motoare electrice și baterii, tocmai pentru că sistemul cu volantă pare să fie mult mai simplu .

Cit de grele trebuie sa fie volantele, ca sa fie eficiente? Ce motor iti trebuie sa le mai cari si pe alea? Mai bun un arc, ca la ceas.

Dacă studiați bine articolul, se face chiar și un calcul, din care se poate observa că pentru a frâna o masă de 1.000Kg de la 100Km/h la 0 Km/h ar fi necesară o volantă de 8Kg.
Cred că greutatea unui sistem cu volantă va fi mai mică decât stocarea energiei în acumulatoare...

pai da. Nici una dintre idei nu ajuta. Arcul l-am bagat la trefla dar un arc spiralat ar putea inmagazina energie care sa fie folosita la demaraj. Cit la suta din greutatea unui ceas e arcul? Tot atit, proportional, poate fi fata de greutatea masinii. Consumurile maxime sint la marirea vitezei.

Volanta absoarbe energie la frânare și o eliberează la demaraj. Eficiența volantului e cea mai mare pentru astfel de sarcini dinamice, cu cât opririle și demarajele sunt mai dese cu atât sistemul e mai eficient și reduce consumul, indiferent că mașina e cu motor termic, hibrid sau electric.

Teoretic o volanta din asta pare simpla, dar practic ai tot felul de probleme ca s-o faci:
-prea grea nu merge pe masina, prea turata iar nu merge ca nu mai iei curba, masina devine un giroscop.

Nu e nevoie de o volantă cu masă mare pentru un automobil, doar câteva Kg, deci nici influența asupra dinamicii nu va fi semnificativă.

-la franare ai uneori nevoie de puteri mici, alteori foarte mari; prin frecare e simplu sa le disipi, dar daca vrei sa le convertesti in energie cinetica e mai complicat, trebuie un fel de cutie de viteze de franare.

Sistemul cu volantă se pretează foarte bine la recuperarea energiei cu frânarea și eliberarea energiei stocate la demaraj! Și da, va necesita un fel de cutie de viteze.

-lagarele giroscoapelor sunt foarte pretentioase si cred ca si scumpe, ca sa ai energie multa cu mase mici trebuie turatii mari la care nu rezista rulmentii obisnuiti.

Nu prea se folosesc rulmenți obișnuiți, de obicei se folosesc lagăre magnetice, pretabile mai ales la mase mici, chiar și fără consum de energie suplimentar.
Rezultă că masa volantului levitează în lagăr, deci fără frecare, fără pierderi și fără uzură.
Dacă urmăriți articolul și filmulețele din el o să vedeți că se poate.

This post has been edited by DFA: 17 Feb 2012, 10:52

Din start, nu zic ca nu se poate, am indicat niste posibile probleme; in general argumentul logic ar fi chiar faptul ca, desi par simple, nu sunt folosite: nu crezi ca le aveam deja pe masini daca intr-adevar aveau doar avantaje?

Nu e nevoie de o volantă cu masă mare pentru un automobil, doar câteva Kg, deci nici influența asupra dinamicii nu va fi semnificativă.

Energia se stocheaza sub forma de moment de rotatie, deci daca ai masa mica va trebui turatie mare. Oricum ai lua-o, sa virezi cu un rezervor de energie cinetica poate fi dificil.

Nu prea se folosesc rulmenți obișnuiți, de obicei se folosesc lagăre magnetice, pretabile mai ales la mase mici, chiar și fără consum de energie suplimentar.
Rezultă că masa volantului levitează în lagăr, deci fără frecare, fără pierderi și fără uzură.

De levitat leviteaza cand nu exista sarcina pe masa in rotatie. Cum o pui la incarcat (in franare) sau cum o descarci in roti, apar reactiunile care nu cred ca pot fi preluate de niste magneti permanenti. Si atunci, s-a terminat cu 'fara frecare, fara...'.

This post has been edited by LuluMOB: 17 Feb 2012, 11:11

Din start, nu zic ca nu se poate, am indicat niste posibile probleme; in general argumentul logic ar fi chiar faptul ca, desi par simple, nu sunt folosite: nu crezi ca le aveam deja pe masini daca intr-adevar aveau doar avantaje?

Da, posibil ca problema să fie una de mentalitate, un sistem electric pare mult mai "logic" decât o volantă care se folosește pe multe mașini încă din era industrială, de prin 1700 încoace...

Energia se stocheaza sub forma de moment de rotatie, deci daca ai masa mica va trebui turatie mare. Oricum ai lua-o, sa virezi cu un rezervor de energie cinetica poate fi dificil.

În articol se face referire la niște "autobuze" care foloseau volante și care erau într-adevăr mai greu de manevrat în curbe, dar acele mașini aveau vreo 10 tone..., pentru că foloseau volantele ca motor, nu pentru frânare/demaraj...
Așa că nu cred că o masă giroscopică de câteva Kg ar pune cine știe ce probleme...
În Formula1 se folosește așa ceva ca dispozitiv KERS și se pare că nu a tușit nimeni de ele, că le-ar fi redus dinamica sau că nu puteau lua virajele cum trebuie...
Ba chiar s-au câștigat GP-uri cu asemenea KERS-uri...

De levitat leviteaza cand nu exista sarcina pe masa in rotatie. Cum o pui la incarcat (in franare) sau cum o descarci in roti, apar reactiunile care nu cred ca pot fi preluate de niste magneti permanenti. Si atunci, s-a terminat cu 'fara frecare, fara...'.

Bănuiesc că problemele de genul ăsta au fost analizate și s-a găsit o rezolvare...

Domnu' DFA, ma scuzati ca va deranjez din reveerie, da' totusi, cum facem volanta aia sa ze roteasca continuu? Are si ea niste frecari. Sa misc o masina de 1000 kile cu o volanta de 8 kg? Nu sint inginer, da' cred ca nici nu e nevoie, ca sa realizez ridicolul. S-o misc pe o distanta de 100 de m, nu pe de 2 metri, cu o miscare uniform accelerata, nu uniform decelerata. Pe 2 m o misc, cu niste reductoare adecvate. Care au si alea o greutate proprie. Ce rpm trebuie sa aiba dinsa? Dinsa fiind volanta. 50.000/secunda? 100.000/secunda?
Volanta e la fel de veche ca lumea. Doamne-doamne i-a dat-o lu' Adam sa-i suceasca mintile Evei. De atunci si pina acum, in afara de producatorii chinezi de jucari, sa nu se fi gindit nimeni sa-i dea o utilizare de doamne-ajuta?
Imi fuge gindul la filtrul dinamic de aer si economizorul de curent.

This post has been edited by corbex: 17 Feb 2012, 11:51

La eliminarea frecarii/uzurii nu s-a gasit inca rezolvare practica. Levitatia in vid e o solutie teoretica, practic ai nevoie de campuri foarte puternice (electromagneti?) ca sa sustii incarcari mari pe lagar. Electromagnetii aia sa zicem ca-i racesti pana-i faci supraconductori... cred ca deja vorbim klingoniana.
Ai spus de mai multe ori ca masa volantei e mica si vreau sa-ti atrag atentia ca importanta e inertia acelei volante, adica energia pe care o stocheaza, nu masa ei. O volanta de o tona are acelasi efect cu o volanta de 1kg care se roteste mai repede, iar o volanta de 1kg care se roteste mai lent nu mai are eficienta; altfel spus, nu poti avea doar avantajul volantei pe accelerare/franare fara sa ai dezavantajul dificultatii schimbarii directiei de mers.

In ce priveste problemele de mentalitate, e posibil sa ai dreptate...

@corbex: aveam si eu aceleasi viziuni dar nu le identificam; am vrut sa zic ceva de generatorul de hidrogen sau de motorul magnetic, dar astea amintite de tine se pupa mai bine in contextul de aici

This post has been edited by LuluMOB: 17 Feb 2012, 11:48

Domnu' DFA, ma scuzati ca va deranjez din reveerie, da' totusi, cum facem volanta aia sa ze roteasca continuu? Are si ea niste frecari.

Dar de ce să se rotească continuu?
Sistemul e folosit doar pentru frânare și demarare! În rest poate să se oprească!
Cred că trebuie să citești mai mult și mai bine...
Nu știu cine e în reverie...

Sa misc o masina de 1000 kile cu o volanta de 8 kg? Nu sint inginer, da' cred ca nici nu e nevoie ca sa realizez ridicolul. S-o misc pe o distanta mai mare de 2 metri, adica. Altfel o misc, cu niste reductoare adecvate. Care au si alea o greutate proprie. Ce rpm trebuie sa aiba dinsa? 100.000/secunda? 200.000/secunda?

În mod incredibil, un sistem similar folosit în Formula1 are o volantă de 5Kg și o turație de vreo 65.000 rpm.
Așa că nu e ridicol...

Volanta e la fel de veche ca lumea. Doamne-doamne i-a dat-o lu' Adam sa-i suceasca mintile Evei. De atunci si pina acum, in afara de producatorii chinezi de jucari, sa nu se fi gindit nimeni sa-i dea o utilizare de doamne-ajuta?
Imi fuge gindul la filtrul dinamic de aer si economizorul de curent.

Ești haios, dar cred că nu ai fost suficient de atent, volanta s-a folosit de-a lungul timpului la diverse lucruri, la stabilizarea turației, pentru stocarea energiei (cu succes redus) dar acum revine cu oarecare succes la recuperarea energiei din frânare, unde potențialul e foarte bun și chiar s-au pus în aplicare asemenea sisteme.

17 Feb 2012, 12:07:

La eliminarea frecarii/uzurii nu s-a gasit inca rezolvare practica. Levitatia in vid e o solutie teoretica, practic ai nevoie de campuri foarte puternice (electromagneti?) ca sa sustii incarcari mari pe lagar.

Pentru domeniul de aplicare discutat aici - recuperarea energiei din frânare - pierderea energiei prin frecare în lagăre și restul mecanismelor nu au o importanță decisivă, pentru că avem nevoie ca volanta să se mai și oprească, ca să poată acumula cât mai multă energie din (următoarea) frânare.

Ce spui tu e valabil dacă vrei să folosești volanta doar ca acumulator de energie, pe timp cât mai mare, ceea ce nu e cazul la recuperarea energiei din frânare, unde interesul este înmagazinarea cât mai rapidă a energiei și eliberarea ei cât mai repede, lucru pe care volanta se pricepe de minune să-l facă.

This post has been edited by DFA: 17 Feb 2012, 12:07

Da, in trafic urban poate ar fi o feliuta pentru volanta asta, mai ales cand orasul n-are dealuri.
Insa daca ai de coborat/franat mai mult, volanta 'se umple' repede. Un sistem electric probabil are capacitate mai mare si preia si rolul volantei, poate aici e slabiciunea asteia din urma. Iar ca sa le pui pe amandoua pe masina, cred ca e deja exagerat de scump.

Nu e nimic SF la sistemul cu volanta, deja e implementat.

http://www.popularmechanics.com/cars/alter...hybrid-flywheel
http://green.autoblog.com/2011/11/15/porsc...t-drive-review/

Nu stiu cat de practic o sa fie pt masinile de strada, dar de fcuntionat functioneaza

Aici era vorba de utilizarea pe scara larga, nu daca exista sau nu.

Pai de masini de strada vorbim, nu de cele de 1.000.000 de dolari.
Pe discoperi am vazut multe minunatii, in perfecta stare de functionare.

This post has been edited by corbex: 17 Feb 2012, 12:23

Umbla vorba ca urmatorul 911 de strada o sa aiba sistemul asta, si ala nu-i chiar starship enterprise.

Si 918-ul hibrid o sa fie asa, si nu e 1000k para, doar 800k

http://money.cnn.com/2011/03/21/autos/pors...price/index.htm

This post has been edited by brunner: 17 Feb 2012, 12:42

În Formula1 se folosește așa ceva ca dispozitiv KERS și se pare că nu a tușit nimeni de ele, că le-ar fi redus dinamica sau că nu puteau lua virajele cum trebuie...

Nu stiam ca s-a implementat. La inceput toti au folosit un sistem clasic, inmagazinarea energiei cinetice ramanand la nivel de teorie.

http://livelyf1.blogspot.com/2009/01/10-in...espre-kers.html

oarecum off-topic, dar interesant de citit

This post has been edited by ArtVandelay: 17 Feb 2012, 14:27

În Formula1 se folosește așa ceva ca dispozitiv KERS și se pare că nu a tușit nimeni de ele, că le-ar fi redus dinamica sau că nu puteau lua virajele cum trebuie...
Ba chiar s-au câștigat GP-uri cu asemenea KERS-uri...
Bănuiesc că problemele de genul ăsta au fost analizate și s-a găsit o rezolvare...

Electric. Singurii care au experimentat cu volanta au fost cei de la Williams, si n-au folosit-o in vreo cursa pana la urma.

Eu sincer, vad un singur dezavantaj serios.

Daca, in caz de accident, volanta de cateva kile, care se invarte vesela cu cateva zeci de mii de rpm, se gandeste s-o ia la plimbare, trece prin orice ii sta in cale.

Nu cred ca-i vreo spaima. Si motoarele se invrt cu 20 mii si crapa in draci, fara efecte secundare.

Pai da, da' au ditai blocul motor in jur sa le tina-n loc in caz de asa ceva.

Avantajul mare al volantei fata de sistemul electric, ar fi masa totala adaugata mai mica. Ori daca trebuie s-o imbraci gros ca sa n-o ia la plimbare, deja avantajul incepe sa scada.

Vor fi multe probleme. La peste 50.000 de ture ai incalzire cacalau, pe rulment sau cuzineti, ce-o fi. Iti trebuie ungere sub presiune si debit mare. Incepe sa sune a intretinere de turbina de avion.
Noi nu avem nici turbinele care supraalimenteaza motorul foarte fiabile.

This post has been edited by corbex: 17 Feb 2012, 20:13

Noi nu avem nici turbinele care supraalimenteaza motorul foarte fiabile.

Turbosuflantele depasesc cu mult turatia aia de 50 mii. Ca unele se strica, asta-i alta poveste (nu se mai fac dom'le masini ca pe vremuri).

Nu cred ca-i vreo spaima. Si motoarele se invrt cu 20 mii si crapa in draci, fara efecte secundare.

Ba e spaima. "Motoarele" nu se invart. Cele mai multe componente fac miscari reciprocante. Doar arborele cotit, arborii cu came si volanta se invart cu viteza de rotatie despre care vorbim. Toate astea sunt facute cu mult efort sa fie cat mai usoare, tocmai ca sa nu inmagazineze energie cinetica multa, sa nu aiba inertie rotationala mare.

Un caz asemanator din practica sunt discurile pe care se monteza palele din compresoarele si turbinele motoarelor cu reactie. Cand, foarte rar, un disc de asta se dezintegreaza, bucatile rezultate trec prin orice intalnesc in cale: aripa, fuzelaj, elemente de structura, conducte, cabluri, ranforsari de orice fel. In procesul de proiectare a avioanelor aceste eventuale schije sunt luate in calcul cu energie cinetica infinita, adica proiectantii nici nu incearca sa gaseasca o solutie pt. a le opri.

Turbosuflantele depasesc cu mult turatia aia de 50 mii. Ca unele se strica, asta-i alta poveste (nu se mai fac dom'le masini ca pe vremuri).

Din nou: elementele din turbosuflanta sunt proiectate a fi cat mai usoare tocmai pt. a nu inmagazina multa energie cinetica.
In cazul volantei pt. KERS, urmaresti exact opusul. Devine periculos.