Vi Bilägares forum

Avgasrenaste bensinmotorn

Avgasrenaste bensinmotorn

Hur konstruerar man den ur avgassynpunkt optimalaste bensindrivna- och katalysatorutrustade fyrtaktsmotorn? Med detta menar jag lägsta möjliga avgasvärden över hela varvtalsregistret. Volymen på motorn, det vill säga hur många kubikcentimeter per cylinder? Kort- eller långslagig modifikation? Antal ventiler till varje cylinder? En respektive två överliggande kamaxel/axlar? Och vilken utav rem och kedja driver denna/dessa effektivast? Möjligtvis är kamaxeldrivningssystemet som bland annat Nimbus MC var utrustad med på 30-talet, med en vertikal axel och två vinkelväxlar ännu effektivare än kedja och rem. Konventionell- eller direktinsprutning? Manuell respektive automatisk växellåda?

Uppdaterat: 2011-02-09 14:40

Kommentarer

Det här är ju något som varje biltillverkare jobbar med.
Jag föreslår att du vänder dig till så många agenter som möjligt för olika bilmärken och ställer samma fråga till dem, sedan sammanställer du svaren och publicerar dem här.

Uppdaterat: 2011-02-09 15:45
Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Här är den ur avgassynpunkt bästa bensinmotorn som säljs i Sverige med de lägsta utsläppen:
http://www.vibilagare.se/nyheter/toyota-och-smart-slapper-ut-minst-728

Uppdaterat: 2011-02-09 22:17

Det finns nog snålare bensinmotorer med lägre CO2 utsläpp än Prius.
Man får ju inte räkna in den del av körningen som den har batterihjälp.
I så fall kommer man ju till de felaktiga siffror som nämns för Volt/Ampera med förbrukning på 0,19 l/mil.
Men man kan nog räkna med att just en seriell hybrid bör ha möjlighet att få en låg förbrukning genom att laddmotorn kan konstrueras för ett konstant varvtal där effekt och utsläppsvärden kan optimeras.
Men hur laddmotorn ska se ut kan det ju spekuleras om.
Här har vi säkert inte sett den slutgiltiga lösningen.
Personligen har jag alltid trott på en tvåtaktsmotor.
Man kan ju jämföra med en fartygsdiesel som ju nästan uteslutande är av tvåtaktstyp och dessutom konstantvarvsgående största delen av driftstiden.
En modern konstantvarvsgående tvåtaktsmotor borde kunna få en hög verkningsgrad och dessutom med en låg vikt och en låg tillverkningskostnad.
Hur ventilstyrningen sedan sker är en annan sak, kanske pneumatiska ventiler?

Uppdaterat: 2011-02-11 11:52
Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Man får ju inte räkna in den del av körningen som den har batterihjälp.
Skriver saabnisse. Men det är en väsentlig skillnad mellan Priusen och
Volt/Ampera. Priusens energi för framdrivandet av bilen kommer bara från bensinen i tanken i bilen, till skillnad från Volt/Amperas framdrivning som får en del av framdrivningen genom laddning från elnätet och därför blir missvisande för den korta körcykel som används vid beräkning av bränsleförbrukningen hos bilen. I Priusen utnyttjas att bensinmotorn har bäst verkningsgrad vid en viss belastning och varvtal som inte överensstämmer med motorbelastningen vid bilkörning. Priusen laddar batteriet samtidigt som bensinmotorn mekaniskt driver bilen vilket gör att bensinmotorns verkningsgrad blir högre än på en bil som bara drivs fram med förbränningsmotorn med för låg belastning eller för hög vilket är ogynnsamt för bränsleförbrukningen.
Här ser man vilka varvtal som ger lägre verkningsgrad hos Prius bensinmotor. http://www.techno-fandom.org/~hobbit/cars/prius-curves.gif
För att nå lägsta utsläppsnivå krävs att inga partiklar alls får släppas ut och att bilen inte släpper ut några bränsleångor under hela bilens hela livslängd.
AT PZEV – Advanced Technology Partial Zero Emission Vehicle is a vehicle emissions rating within California’s exhaust emission standards. An AT PZEV meets the same requirements as a PZEV (meets Super Ultra Low Emission Vehicle exhaust emission stardard, has zero evaporative emissions, and includes a 15 year / 150,000 mile warranty on the emissions system) and includes zero emission vehicle enabling technologies such as hybrids and hydrogen internal combustion engine vehicles. AT PZEVs have a Smog Score of 9.
Här kan man läsa om vad som krävs för att få kallas PZEV tex.
http://www.driveclean.ca.gov/Do_Your_Research/Glossary_of_Terms.php
Men i Europa är det som tur är bara CO2 som vi andas ut var dag som är farligt för vår miljö och inte övriga hälsofarliga delar av avgaserna, som dödar och skadar många mer mäniskor än trafikolyckor vart år.
BTW, the '04 Prius is rated AT-PZEV. (Approximately 96% cleaner than the average 2003 model vehicle.)
Det är väl därför Bilprovningen inte gör någon avgastest på Priusbilar vid besiktningen.

Uppdaterat: 2011-02-13 11:55
Elbil2

Previa, men det var ju precis det jag menade med sättet att bedöma hybridbilars bränsleförbrukning.
Frågan från början handlade ju om att konstruera den mest effektiva förbränningsmotorn och här har ju hjälpen av hybriddrift noll inverkan.
Det man vet är att det är avsevärt lättare att konstruera en konstantvarvsgående motor med ett konstant moment till att få högre verkningsgrad än en motor med variabelt varvtal.
Den får alltid lägre verkningsgrad, det är oundvikligt.
Hur man sedan tar hand om den utvecklade energin är en annan sak.
Man kan som i Volt /Ampera ladda den i accumulatorer eller som i en del andra fall i svänghjul, kanske så småningom i superkondensatorer (fast dit är det nog långt) eller på något annat sätt.

Uppdaterat: 2011-02-13 17:52
Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Men tillverkaren av Volt /Ampera säger att deras batteri inte kan laddas med hjälp av den bensinmotordrivna generatorn utan bara från elnätet. Så när bilen körs efter man tömt batteriet går elen från generatorn till elmotorn utan att batteriet blir mer uppladdat och därför måste bensinmotorn direkt svara på elmotorns krav på mer elenergi vid gaspådrag. Man kan även förbereda bilen på körning upp i berg med att trycka in en knapp för att inte töma batteriet till den grad att man inte har den energireserv som kan behövas, då går bensinmotorn in tidigare för att spara energin i batteriet.
Man vill nog slippa den energiförlust som sker i att först ladda batteriet för att sedan ta ut energin vid behov.

Uppdaterat: 2011-02-13 21:06
Elbil2

Det är både rätt och fel.
Det sker en kontinuerlig underhållsladdning med hjälp av generatorn, men det är riktigt att man tar elen till driften direkt från generatorn.
Därför låter man bensinmotorn gå på några optimerade varvtalsområden.
Det är ju inte säkert att det här är den bästa metoden, men förmodligen är man inte riktigt säker på Li-Ion cellernas livslängd med en kontinuerlig upp-urladdning.
Skulle man köra generatorn med ett enda konstant varvtal, vilket ju är normalt med alla kraftaggregat, hade man även kunnat nå en optimal verkningsgrad, men man hade kanske fått använda en annan typ av mellanlagring t.ex. superkondensatorer för att inte riskera överladdning av batterierna.
Kanske skulle man kunna ha valt NiMH som Toyota, de är ju inte lika känsliga vid laddning.
Men vi har ju bara sett början ännu, det kommer att hända mycket inom det här med olika tekniska lösningar.
Seriella hybrider har ju funnits i 110 år, då gick elen direkt från generatorn till bly- eller Fe/Niaccar (de var ju inte så kräsna) och därifrån till elmotorerna.
Dessutom var ju effekterna låga på den tiden.

Uppdaterat: 2011-02-14 09:26
Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre
saabnisse skrev:

Previa, men det var ju precis det jag menade med sättet att bedöma hybridbilars bränsleförbrukning.Frågan från början handlade ju om att konstruera den mest effektiva förbränningsmotorn och här har ju hjälpen av hybriddrift noll inverkan.Det man vet är att det är avsevärt lättare att konstruera en konstantvarvsgående motor med ett konstant moment till att få högre verkningsgrad än en motor med variabelt varvtal.Den får alltid lägre verkningsgrad, det är oundvikligt.Hur man sedan tar hand om den utvecklade energin är en annan sak.Man kan som i Volt /Ampera ladda den i accumulatorer eller som i en del andra fall i svänghjul, kanske så småningom i superkondensatorer (fast dit är det nog långt) eller på något annat sätt.

Jag tror visst att hybriddriften gör nytta för att kunna använda en motor med Atkinsoncykel vilken ger ett sämre vridmoment men samtidigt en bättre verkningsgrad än bensinmotorn med Ottocykel. När man läser om vid vilket varvtal och vridmoment en bensinmor har sin bästa verkningsgrad förstår man att vid landsvägskörning blir energibehovet för lågt för bästa verkningsgrad, och vid varierande belastning blir det svårt att hamna inom de snäva vartal och vridmoment där verkninsgraden är på topp. När belastningen på bensinmotorn blir för låg i Hybridbilen stängs den av och elmotorn driver bilen eller så laddas batteriet samtidigt med att bilen drivs framåt av bensinmotorn mekaniskt för att öka verkningsgraden hos bensinmotorn som då får gå med rätt belastning och varvtal.
En modern bensinmotor har bäst verkningsgrad vid 40-50% av topp varvtalet,och vid 70-80% av sitt högsta vridmoment.Vid högre varvtal ökar friktionsförlusterna.Högre vridmoment fås av en fetare bränsle luftblandning vilket minskar verkningsgraden.Vid lägre vridmoment ökar pumpförlusterna i motorn.Så den så kallade sweet spot då motorn har bäst verkningsgrad inträffar då motorn producerar 40% av maxeffekt.
Men då bilen bara behöver 15 hk för att köras i 100 Kmt så får den en dålig verkningsgrad med en normalstark motor.Man skulle kunna sätta i en 30hk motor,men då skulle man få en långsam fartökning från start och i motlut skulle bilen inte gå så fort.
Enligt Argonne Labs mätningar har Prius 34% verkningsgrad vid 13.5 hk.
Vilket enligt dom är en bra verkningsgrad för en bensinmotor vid sitt bästa varvtal/vridmoment.Motorn i Prius har en Atkinsoncykel,inte som vanliga bensinbilar som har ottocykel.
http://mggm.net/prius/Prius_Speed_vs_MPG.jpg
Verkningsgraden ser man här sidan 11.

http://www.transportation.anl.gov/pdfs/HV/2.pdf

Uppdaterat: 2011-05-22 21:53
Elbil2