Skrivet av GilbertG:
Var får du dina siffror från? Sist jag läste om detta (riktiga faktaböcker till en universitetskurs) för några år sedan var effektiviteten förbränningsmotor till hjul på en personbil inte större än 20%.
Till hjulen ja, i flesta fallen pratar man om verkningsgrad ut till motoraxeln innan bilgenerator, AC etc. tar sitt, och transmission med kanske 4-hjulsdrift, växellådor etc. drar av mer än vad man kanske tror - det är bara att prov-vrida när man har bilen nere (tex kopplingbyte eller vrida runt hjulen vid däcksbyte) så inser man att det är ganska mycket moment som behövs för att komma över friktionen i packboxar etc. vidare viskos friktion i växellådor etc. och i lite äldre bilar så är det inte allt för sällan som bromsen ligger på en smula - inte så att det luktar bränt men det blir några grader varmare än stillastående vid körning, samma sak med varma hjullager etc. - att transmissionen tar åtskilliga % av motorkraften är ingen nyhet och ur den synvinkeln kan man undra varför folk kör med 4-hjulsdrift om man anser sig miljömedveten...
En modern bil är också elektroniktung med bensinpumpar, insprutningssystem, fläktmotorer etc. och dessutom med en fordonsgeneratorn på >=110 A som standard i modern bil och som knappt kommer över 50% i mekanisk verkningsgrad, vilket gör att flera hästar avgår till elektriska förbrukare och kan väl vara uppe i samma nivå som framdrivning av själva bilen vid lägre hastighet - dvs flera kW och en varm dag med AC på för fullt och och max fläktar på så kan bara det ta 3-5 kW - en 200W kylarfläkt kommer dra 400 Watt från motorn pga. generatorns dåliga verkningsgrad... - detta är energislösande tillbehör som inte fanns på 60-70-talet, generatorn på den gamla Ford tanusen var på 7 Volt och max 50 Ampere (max 350 Watt) och det mesta av energin den producerade gick till belysning och ventilationsfläkten typ...
Även i en elbil så vill man ha komfort, både värme, ganska många kW i början som tas från lagrad energi i batterier (eller via en bränslevärmare...), samma sak med kyla/AC eller att en del av värmen genereras med värmepump - motorerna där är på flera hästkrafter. komfortgrejorna kan dra mer ström/energi än vad energiåtgången drar för själva transportsträckan en sval höstmorron.
Men allt sådant måste man också räkna på alternativa motorkällor, transmissionen så att man jämför äpplen mot äpplen.
---
Traditionellt har man sagt att bensinmotor är 25% värmeverkningsgrad vid optimal last och dagens använda bränsletyper och dess begränsning när det gäller hu hög kompression man kan tillåta (vet inte vad moderna bensinmotorer ligger idag, men förmodligen lite högre och över större varvtalsområde än tidigare), sedan har den helt klart lägre effektiv verkningsgrad vid låglast som personbilskörning eftersom motorn går ganska låglastat en stor delen av drifttiden (eftersom folk envisas med att köpa +200 hk bilar men den verkliga behovet för transporten är sällan mer än 40 hk mesta delen av tiden), diesel straffas mindre av låglast men går inte gratis vid lättare last heller - och vintertid är man ganska glad över tillgången till spillvärmen från bensinare medans på dieslar måste man elda med ogynnsam förbränning för att ge varmare avgaser (och varmare motor därav) - både för reningen av partikelfiltren men också för komfortvärmen - alternativ används externa dieselvärmare som stödvärme.
Persondieslarna har traditionell angivits till ca 35% verkningsrad vid optimal drift - hur det ser ut idag vet jag inte, men de moderna reningssystemen som man häger på idag (inklusive tungdrivna pumparna för comm-railsystem med > 1000 bar tryck) har negativ påverkan av den totala verkningsgraden och om man stödeldar med sen insprutning för att få värme i motorn vid kallt väder och för att höja avgastemperaturen för att reningsprocessen skall fungera så höjer sådant definitivt inte motorns verkningsgrad räknat över en längre körcyckel
När det gäller lastbilsmotorer så lärs det ut att de har över 40% och om man tittar lite på vad SCANIA har levererat i forskningsrapporter över deras olika lastbilsmotorer och vägen till dessa så är man en bit över detta - med tanke på de allt mer avancerade växellådorna med massor av steg så håller man motorn i ett effektivt smalt varvtalsområde och den vägen kan optimera den ännu mera än en motor som skall dra fint och kraftigt från 800 rpm - 6300 rpm i en bensinpersonbilsmotor (4500 rpm som max i en Dieselbil) - Det är svårt att göra motorer som har hög verkningsgrad över stor varvtalsområde, mycket lättare om varvtalet hålls konstant med små avvikelser.
- större fartygsmotorer förutsätts ger 50% i värmeverkningsgrad och tom lite över detta vid ekonomisk driftläge och hela fartygets ekonom baseras på att den delen uppfylls av tillverkaren, dessa motorer är också oftast en-varvtalsmotorer typ 60 eller 120 varv i minuten.
Kördynamisk och flexibel och varvvillig motor för inspirerad körning går illa i hand med bra verkningsgrad oavsett förbränningsteknik, samma sak med gasturbiner - flexibilitet och stort kraftdynamik för tex. stridsflygplan ger inte en drift med hög verkningsgrad medans jetmotorer för passagerarplan med väldigt bestämd arbetscykel när det startar, flyger och landar är lättare att optimera i verkningsgrad (och därmed bränsleeffektivitet)
---
Moderna mindre bensinbilar går idag under 0.5 l/mil och för att nå detta måste man fått till högre verkningsgrad på motorn och lägre förluster för samma transportsträcka som för en bil på 70-talet, annars skulle man inte nått dessa siffror - trots AC, trots elektroniktung utrustning, sätesvärmare och defroster etc..
På en av lånebilarna noterade jag att mycket av förtjänsten ligger på de mer avancerade automatiska lådorna med flera steg och den vägen ser till att motorn arbetar på låga varvtal med hög lastgrad mest hela tiden - det är inte bara dieslar som ligger på 1500-2000 rpm vid 100 km/h idag, - även bensinare går vid låga varvtal numera även vid 90-100 km/h och hålls ganska hårt lastat vid dessa varvtal och den vägen får en bättre genomsnittlig verkningsgrad än tidigare.
---
Jag har själv läst en hel del i Henrik Alvarez Energiteknik ((ISBN 91-44-04509-3) och är man seriöst intresserad av energifrågor så tycker jag att man bör skaffa dessa böcker och titta på värmeläran som startar på sidan 245, sedan vidare till ångkraftanläggningar, (sid 781), gasturbinanläggningar (957) och förbränningsmotorer (997) och läsa igenom många av exemplen och utföra en del av övningarna - de är väldigt praktiskt inriktade och fullt troliga exempel man räknar på och har man greppat bara lite del av detta så skulle mycket av bull-skiten som rinner ur våra politikers munnar när det gäller energifrågor - helt upphöra och man kanske kunde börja diskutera mer konstruktiva lösningar på energiproblemen istället. Våra kärnkraftverk och vattenkraftverk gjordes av människor inom politikåren på 50,60 och delar av 70-tal som faktiskt försökte lösa sammhällsmässiga behov och som vi nu lever i frukterna av utan att förstå det eller ens uppskatta det - var är dom människorna idag - för mycket broileruppfödda politiker som aldrig har haft en fot ute i verkligheten???
den dagen en politiker kan prata om entropi, entalpi, isentropisk verkningsrad etc. och på sådant sätt att denne visar att denne förstår innebörden av det - ja då kommer jag rita kors i taket.
Om inte annat så kanske man blir av med den romantiska drömmen på rosa moln om vad som man önskade vad som gick att göra och istället förstå reglerna på vad som faktiskt går att göra inom energiteknik och använda dessa så bra det går...
Och en av de första sakerna att skaka av sig är att energiteknik är inte något som kan förbättras 'tusentals gånger' med hänvisning till hur tex. datorkretsar har utvecklats och förfinats över åren.
Energiteknik är synnerligen handfasta saker och extremt kvantitativa objekt i form av fysiska saker faktiskt måste flytta på sig, saker som kan mätas - det finns ingen zoomruta där man kan förstora eller förminska, det finns ingen copy-funktion för att duplicera något billigt. Energiteknik är lika handfast som maten vi äter (för det _är_ en leverans av energi i en för levande organismer hanterbar form - för att sedan kunna resa sig ur stolen eller göra löpar-rundan)