Ämne: Erfarenheter av VW:s små TSI -motorer?

[Smurfen.]

Det är nog bensin också men så länge planerar de flesta inte sina bil inköp och i dag finns ju inga alternativ.

[torbjorn_forsman]

En ottomotor som är avsedd för bensin går ju alltid att konvertera för något annat flytande eller gasformigt bränsle, vid behov.

[xxargs]

Skall man ha hög verkningsgrad så måste man ha motorer med hög kompression.

Problemet är att dagens motorer är anpassad kompressionsmässigt för soppans som finns till 'låg' pris - dvs. bensin och diesel.

Men skall man basera sin energiförsörjning på förnyelsebar energi så har man inte råd att basera det på den relativt låga kompressionen som bensinmotorerna har idag och dess resulterade lägre verkningsgrad, utan det måste upp i dieselkompressionsnivå.

Ren etanol kan man använda i motorer där det komprimerar hårt utan att det knackar - väl i dieselkompressionsgrad (faktum är att etanolbussarna kör med ca 5-30% annat inblandat än etanol som fungerar som tändhjälpare) då ren metanol/etanol självtänder sig inte ens i motorer med dieselkompressioner.

Dieselmotorer har visat sig gå mycket väl med DME (dimetyleter) med ingen sotbildning alls (inga partiklar)  och rimliga förbränningstemperaturer (låg NOx-nivå).

...men kräver ett trycksatt och läckfri bränslesystem på motorsidan och även i distrubitionsledet, när det gäller högkompressions-ottomotorer med tändstift så vill man heller ha det i form av metanol/etanol eftersom alkoholerna har väldigt hög oktanvärde (runt 120 oktan), ja så länge de inte blandas ut med bensin då bensininblandningen är kraftigt oktansänkande.

Både metanol och dimetyleter använder samma process i tillverkningen utom sista steget när man gör bränslet från förgasad bioråvaror och det är en process som används i industrin redan idag väldigt mycket - men inte för bränsletillverkning utan annan råvaruproduktion inom kemi och petrokemi.

---

Att hålla på med vätgas, hybridbilar etc. med nuvarande nivå av batterier så är det ungefär som att pinka på sig - det är varm och skönt en stund (för förstabilägarna), men eländigt senare (för andra-bilägare och senare) när det gått 3-6 år och batterier mm börja bli gistet och det börja bli väldigt kostsamt att hålla det där under armarna - samma sak kommer att gälla bränsleceller (celler som förgiftas med tiden om vätgasen inte är extremt rent - i analysklass, om man tycker att det är problem att katalysatorn blir dålig efter 10-20 kmil så är dessa ingenting mot vad det kommer att bli med bränsleceller )...   Det är högst tveksamt i en livscykle-energianalys från utvinning av malm  till skrotning av el/hybridbilen rent energimässigt spar någon energi gentemot en bil från 70-talet trots att den drar 1.3 liter milen - just för att det kostar så mycket energimässigt att tillverka batterier, magneter etc pga. dåliga tillgången till jordartsmetaller (och även litium, Tesla köpte en hel lithium-gruva bara för att försäkra sig försörjning av detta) - kort sagt så förbrukar man en stor del av den totala enegiförbrukningen under bilens livslängd redan innan bilen levererats till förstaköparen...

Dessutom är vätgas förbaskat riskabelt att hantera (kan detonera i luft, och det är något helt annorlunda i konsekvens än när bensin och gasol 'exploderar' (deflagrerar). Att förvara vätgasen i metallhydrider kommer heller inte på fråga - det finns inte sällsynta jordartsmetallen cerium i tillräcklig mängd på jorden för att tillgodose behovet som miljontalstillverkning av bilar med vätags i metalhydrid som gaslager (dessutom konkurrerar det med NiMh-batterier som till stora delar av den aktiva massan just är cerium) och ingår dessutom i mindre mängder även i moderna LiIon-batterier.

När det gäller elbilar så kan man inte långsiktigt basera på motorer med neodymmagneter, vilket är närmast livsnödvändigt för att få energibudgeten att gå ihop i en batteribil då alla lösningar baserad på elektromagneter ger lägre verkningsgrad på motorer och påverkar menligt på den totala räckvidden för en given kapacitet på batterierna. Man tittar förvisso på reluktansmotorer mm. men det är ingen lätt nöt att knäcka att få fram en verkningsgradshög elmotor utan sällsynta jordartsmetaller i större mängd i sig,  då neodym också är jordartsmetall och sällsynt samt alla jordartsmetaller kostar mycket energi att utvinna.

Dessutom är vätgas piss verkninsgradsmässigt om den tillverkas av elström, och kommer strömmen från värmekraftverk (dit räknar jag också kärnkraft men då med bara 37% verkningsgrad) så är det max 42% verkningsgrad av insatt (fossil)energi från det som bränns, 10% distrubitionsförluster, max 40% verkningsgrad i vätgascellen som tillverkar vätgasen, vätgascellen senare i fordonet max 50% verkningsgrad i ideala förhållande minus  hjälpsystemens förbrukning för att hålla igång hela den delen) och räknar man hela kedjan så har en bensinmotor högre verkningsgrad av insatt energi början av försörjnings-kedjan än om man skall köra på vätgas. Bara att pumpa gasen till 200 Bar i trycktank står för 10% i avgiven värme till ingen nytta från kompressorerna av vätgasens resulterande energiinnehåll...   

Räknar man vad som hystas in i pannan i börja till en vätgasdriven bil så blir kedjan:

1 * 0.42 (värmeverk) * 0.9 (1-0.1 i distrubitionsförlust av el) * 0.4 (vätgascell för tillverkning av vätgas)  * 0.9 (1-0.1, kompressionsförlust när vätgasen komprimeras upp till 200 bar för transport) * 0.5 (bränslecelleverkningsgrad (i bästa fall) ) * 0.8 (1-0.2 förlust i hjälpsystemet för bränslecellen) = 0.054 = 5.4%, det innan strömmen går in till motorstyrenhet och elmotorn...

En bensin eller etanolmotor på tomgång i en bil har bättre verkningsgrad (i form av elströmmen från bilgeneratorn räknad som nyttig energi) än ovanstående... och även om man räkna sol och vind som matar vätgascellen med el - så är det svårt att nå över 10% verkningsgrad ändå...
     
Man kan tillverka vätgas från fossila bränslen och biobränslen (så görs redan idag i industrin) men att få det så rent att det inte förgifta vätgascellen på rimlig tid innebär väldig stora ansträngningar i rening av vätgasen - vilket också drar mer eller mindre mycket energi.

tittar man på alternativet och räknar tillräckligt  stort i systemtänk - så är inte bensin och dieselmotorer så dåliga ändå - alternativen, trots att det ser fint ut i en kolumn i räknearket (tex bränsleceellen i sig), ger att helheten i de flesta fall ger sämre verkningsgrad än dagens bensin och dieselmotorer... tex. fartygsdieslar ligger på 50% arbete på vevaxeln av inmatad värmemängd i energi i form av bränsle - inte ens bränsleceller kommer så högt även om man räknar bort alla andra faktorer som kostar energi i form  av framställan av vätgasen i sig och dess transport.

Lastbilsdieslar ligger på 43-44% idag (Scanias siffror).




 

[karlmb]

Magerkör man en Ottomotor, vilket är enkelt med etanol, kan man nå dieselns verkningsgrad utan dess höga kompression.
Men 13:1 eller ännu mer går med E85. Kompressionshöjningen är endast en mindre del av varför en diesel är snålare på dellast, än en Otto.
Den stora anledningen är att dieseln går magert på dellast, vilket är svårt att få till med usel handelsbensin i en Otto.

[Smurfen.]

Skönt attt höra att bensin motorn har en framtid vem skulle missunna nästa generation ljudet av en 6a ☺

[karlmb]

Skönt attt höra att bensin motorn har en framtid vem skulle missunna nästa generation ljudet av en 6a ☺

Eller en 12a!

[xxargs]

Hög kompression är nödvändigt för hög verkningsgrad, termodynamiken kräver det.

Låg verklig kompression med hårt strypt insug gör att en bensinmotor har dålig verkningsgrad vid tomgång, dels också pumpförluster när den leker vakumpump.

Vid nära fullgas så är skillnaderna mindre mellan motortyperna och skillnaden i kompression är dominerande orsaken för skillnaden i verkningsgrad. Termodynamiskt har en Ottomotor bättre verkningsgrad än en dieselmotor vid samma kompressionsgrad.

De flesta som trimmart moppar vet ju vikten av att plana toppen (tillsamman med andra åtgärder för bättre flöde och högre varvtal) för högre kompression då det står för signifikant ökning av  effekten tillsamman med den ofta mycket högre satta arbetsvarvet

Avgasåterföringens roll delvis var att återföra en del inert gas så att man får högre arbetande tryck för högre kompression men ändå så att blandningsförhållandet bränsle/luft var tändbart med tändstift och den vägen har ambitionen att få högre verkningsgrad även vid tomgång.

Men annars är strypt insug och del-last bensinmotorns stora svaghet gentemot diesel och därför har man experimenterat (och kanske använder detta i en del motorer)  med rik bränsle blandning kring tändstiften och tunnare blandning i resten av luftmängden för att kunna hålla en högre genomsnittstryck i cylindern och därmed bättre verkningsgrad.

Nu vet jag inte riktigt LEL och UEL på metanol/etanol men är den bredare än bensin så kanske man kan köra med magrare blandning men mer av det (mindre strypt insug) och därmed högre effektiv kompression och därmed högre verkningsgrad även låglast och tomgångsdrift.

[Roland]

max 40% verkningsgrad i vätgascellen som tillverkar vätgasen, vätgascellen senare i fordonet max 50% verkningsgrad i ideala förhållande minus  hjälpsystemens förbrukning för att hålla igång hela den delen) och räknar man hela kedjan så har en bensinmotor högre verkningsgrad av insatt energi början av försörjnings-kedjan än om man skall köra på vätgas. Bara att pumpa gasen till 200 Bar i trycktank står för 10% i avgiven värme till ingen nytta från kompressorerna av vätgasens resulterande energiinnehåll...   

Såg i en 30 år gammal bok att verkningsgraden för kommersiellt tillgängliga elektrolysörer som producerade vätgas vid 30 bar tryck då var ca 65 %. Kompressionen till 200 bar kostar sedan inte mycket energimässigt, den stora delen av arbetet är redan gjort. Men det är mer anmärkningar i marginalen. 

[karlmb]

Hög kompression är nödvändigt för hög verkningsgrad, termodynamiken kräver det.

Låg verklig kompression med hårt strypt insug gör att en bensinmotor har dålig verkningsgrad vid tomgång, dels också pumpförluster när den leker vakumpump.

Vid nära fullgas så är skillnaderna mindre mellan motortyperna och skillnaden i kompression är dominerande orsaken för skillnaden i verkningsgrad. Termodynamiskt har en Ottomotor bättre verkningsgrad än en dieselmotor vid samma kompressionsgrad.

De flesta som trimmart moppar vet ju vikten av att plana toppen (tillsamman med andra åtgärder för bättre flöde och högre varvtal) för högre kompression då det står för signifikant ökning av  effekten tillsamman med den ofta mycket högre satta arbetsvarvet

Avgasåterföringens roll delvis var att återföra en del inert gas så att man får högre arbetande tryck för högre kompression men ändå så att blandningsförhållandet bränsle/luft var tändbart med tändstift och den vägen har ambitionen att få högre verkningsgrad även vid tomgång.

Men annars är strypt insug och del-last bensinmotorns stora svaghet gentemot diesel och därför har man experimenterat (och kanske använder detta i en del motorer)  med rik bränsle blandning kring tändstiften och tunnare blandning i resten av luftmängden för att kunna hålla en högre genomsnittstryck i cylindern och därmed bättre verkningsgrad.

Nu vet jag inte riktigt LEL och UEL på metanol/etanol men är den bredare än bensin så kanske man kan köra med magrare blandning men mer av det (mindre strypt insug) och därmed högre effektiv kompression och därmed högre verkningsgrad även låglast och tomgångsdrift.

Nja, det är inte en högre kompression man får om man tar bort gasspjället på en Otto, utan minskade pumpförluster, och de är de som skiljer mest på dellast, jfrt med en diesel.
Ja, GDI har man försökt få till i 20 år nu men resultaten är begränsade, det funkar bara i begränsaede varvtals o lastområden, lite som dieslar också begränsat varvtalsområde där de är effektiva.
Med ett bättre bränsle däremot, blir Ottomotorn möjlig att köra magert homogent, dvs utan avancerad stratifiering som du skrev om. Samtidigt som den kan leverra rejält med effekt till låg vikt och med stort varvtalsspann.
Det är alltså dagens fossilbränslen som sänker Ottomotorn, inte den lägre kompressionen.

[torbjorn_forsman]

Stratifierad blandning fungerade utmärkt på större stationära ottomotorer för över 100 år sedan, men det var ju maskiner som kördes med konstant och lågt varvtal, sällan över 120 r/min. Det var en standardlösning för de masugnsgas- eller koksugnsgasdrivna motorer som fanns vid varje stålverk på den tiden, och som användes för elproduktion eller direktdrift av blåsmaskiner. Dubbla insugningsventiler, en för luft och en för gas, man reglerade pådraget genom att ändra ventiltiderna (t ex genom koniska nockar på kamaxeln och att låta regulatorn förskjuta ventillyftaren längs kamaxeln).

[karlmb]

En ottomotor som är avsedd för bensin går ju alltid att konvertera för något annat flytande eller gasformigt bränsle, vid behov.

Ja, jag anser den mer framtidssäker än en diesel. Visst biodiesel börjar bli vanligt, men om det var en framkomlig väg i längden skulle inte lastbilstillverkarna satsa på  dieslar för etanol och DME (här i Sverige)-utveckling.

[nic2]

Den gick riktigt fint den lilla turbomaskinen
Hyffsat pigg och räcker för oss, vi slog till och hämtar den i morgon.

Bara hoppas på ett bekymmerslöst bilägande några år....

[karlmb]

 
När spriten blir billig så går det extra fint i en turbo!

[nic2]

Ännu mer nöjd nu, fann mycket utr som jag ej visste om.
Adaptiv farthållare, satan vad smart.
Para ihop iPhone med bilen och allt bara funkar, handsfree, spotify, google maps etc.

Tydligen kylt handskfack också, och när jag hittade det så hittade jag också en cd-växlare därinne, jaja en snabb affär blev det och kul att hitta alla finesser. Har hänt en del på 11 år som skiljer mot den gamla.

[Carl N]

CD-växlare?
Finns nått mer antikt som kassettbandspelare? 
Sen brukar de ibland erbjuda wifi i bilen...