Litet dieselelverk

[Bäckman]

Om det blir enklare så borde man kunna ha ett antal fasta växlar istället för en variabel. Då kommer motorn i alla fall närmre det effektivaste varvtalet än om man inte hade haft växel.

[Anders Olsson]

Hej!

Jag har alltid förvånats över hur viss typ av information är nästan omöjlig att hitta på Internet.
Till exempel klar, konkret fakta om olika motorers specifika bränsleförbrukning vid olika varvtal och belastning.

Som tur är har jag ett välanvänt exemplar av Traktorboken (tryckt 1950) i hyllan.
Den innehåller i stort sett allt om hur förbränningsmotorer fungerar, något alltid luta sig tillbaka mot när man går bet på Internet
Här kommer lite om specifik bränsleförbrukning:

DSC06015.JPG

DSC06014.JPG

[blueint]

Massbilismen vaknade väl runt 1955 så det finns väl en massa literatur om det från den perioden. I internettiderna finns det online.. om datorer. Det gamla materialet får man inhämta på den tidens media.. böcker.

Sådan böcker med direkt på sak är guld värda.

[YngLi]

Jättemycket tack för informationen Anders Olsson,
om jag fattat diagrammet (det första i vart fall) rätt skall motorbelastningen helst vara mellan 2/3 till 1, och det nästan oavsett varvtal (bild 13).

Säters idé är kanske bättre/ enklare?

Sen borde det säkert gå att använda olika växellådor eller transmissioner för att få "snurr" på svänghjulet, det extra svänghjulet borde förstås inte behöva snurra med något exakt varvtal borde väl funka med stegade lådor också för att driva det, men driften från svänghjulet till generatorn måste nog vara steglös (med vanlig generator), tycker jag.

Jag försökte räkna på vilken energi man kan lagra med ett svänghjul (jag tog ett ganska stort, för det var kul, jag vet inte om siffrorna stämmer, jag tog varvtalet och omkretsen och räknade hastigheten på vikten som om den var belägen i omkretsen, de som är bra på fysik kan ju kontrollera och rätta, gjorde en jämförelse med kondensatorer, vore nog bra om någon ville se på om siffrorna stämmer, tycker det blev så stor kapacitans, kanske är fel

Vore nog bra se över vilka effektbehov man har, och hur de uppstår också.

Det är möjligt att generatorns kylfläkt drar massor av onödig effekt om generatorn är avsedd för stora effektuttag och man inte knappt tar ut någon effekt, kanske vore bättre att ta bort fläkten och svetsa på rör på kylflänsarna och sedan ordna med temperaturstyrd vattenkylning i stället.

Edit, bit96, Bäckman, och inget annat/ mer, mellan motor och generator?

Edit, Om diagrammen, om man ökar motorbelastningen genom att sänka varvtalet, belastningen ökar om man plockar ut fler av de hästkrafter som finns tillgängliga vid olika varvtal, så borde bränsle besparingen kunna bli ganska stor.

[blueint]

Ett d=1,5 m och 100 kg svänghjul är också en väldigt rejäl sak i jämförelse med kondensatorerna. Det tar plats mm.

[YngLi]

blueint,

Jo, men en motsvarande kondensatorbank borde också bli ganska stor och tung.

Edit, Det är klart, om pereferihastigheten närmar sig 300km/h så går det antagligen lite tungt samt det blir nog lite "läskigt" också, kanske är dumt att överdriva

[Andy]

Hydrostatiska transmissioner är mycket praktiska till många applikationer men genererar stora mängder värme och kräver stor volym hydraulolja och/eller kylare och fläktar för att fungera. Det handlar dessutom om väldigt dyra komponenter som kräver service och är känsliga för föroreningar. Endast om man kan tillgodogöra sig all spillvärmen från en sådan anläggning skulle den kunna betraktas som en hyfsad lösning, direktdrivning är det mest kostnadseffektiva för energiframställning.

För övrigt när det gäller dieselmotorer till generator så finns de bästa besparingarna i lagring i olika former av energin som inte direktförbrukas. Man bör ta ut >=60 % av kapaciteten hela tiden som motorn arbetar. Det går att ladda en batteribank som sedan levererar energi (ev. via inverter) medan motorn står stilla. Det går att värma vatten (stor varmvattenberedare) eller man kan pumpa vatten till en högre nivå, vattentorn, damm eller ackumulator. Det finns många alternativ och möjligheter att lagra energin.
Man ska naturligtvis också sträva efter att på något sätt ta tillvara spillvärmen från motorn oavsett hur lösningen ser ut för övrigt.
Det finns mycket bra dieselmotorer som närmar sig 50 % verkningsgrad och arbetar på lågt varvtal (1500 rpm) vid max effektuttag.

[YngLi]

Jo, så verkar det vara.

I "skiss2" så får man direktdriving och man kan ju köra direktdrift ned till t ex 50% av maximalt effektuttag, direktdriva med motorn med ett varvtal på 3000 eller 1500 varv ned till t ex 50%. Men under det effekttutaget hur gör men då om man vill ha tillgång till en stor energimängd mycket snabbt, för att få till en lösning som inte innebär att man manuellt måste starta t ex ett annat elverk o s v.

Exempel, Du har ett elverk som kan ge t ex 2kVA (det kan förstås vara större) elverket är direktdrivet och motorn har ett arbetsvarvtal på 3000RPM.
Du startar elverket och använder det för att dra en mängd apparater som behöver "ganska mycket" effekt, en stund senare minskar ditt effekt behov du kanske inte förbrukar någon elektrisk effekt alls en period, eller så behöver du bara energin som krävs för att driva TVn, micron och någon lampa. Om man nu är bekväm av sig (man skulle kanske inte vara så bekväm av sig) så man inte orkar eller vill koppla ifrån elverket och koppa in någon annan slags omvandlare (t ex koppla in en batteridriven omvandlare) så skulle det kunna ett alternativ att låta motorn gå ned i varv för att kunna minska förbrukningen.

Det samma om man går från att förbruka mycket lite energi (mickro, TVn, och kanske någon lampa), till att komma på att man nog skulle ta och svetsa lite (en liten svets) eller kanske ta och köra micron och kanske damsuga en stund samtidigt, hur gör man då?
Det är klart man skulle kunna ha en knapp på väggen som man kunde trycka på för att starta ett elverk för att göra systemet redo för en stor last. Å andra sidan är det lätt hänt att man glömmer bort att trycka på såna där knappar, vad händer om man glömmer att trycka på knappen om den batteridrivna omvandlaren inte klarar av den last som "hängs på?"

Som man kanske skulle vilja använda ett elverk vid en sommarstuga i alla fall periodvis, eller vid ett strömavbrott.

Dessutom hur stor batteribank kan man behöva, och hur mycket ström drar batteribanken vid laddning, relativt de 60% av vad ett "matchande" elverk skulle kunna tänkas behöva ge?

Det finns garanterat väldigt många sätt, men hur behoven ser ut och hur de uppstår mm kan det nog vara bra att "kolla" på.

Osv.

Edit, Skrivfel.

[Andy]

Det är här som ”bufferten” kommer in i bilden.
En batteribank med en inverter som klarar max last kostar mindre än en hydrostat konstruktion och arbetar smidigare och med mindre förluster.
Batteri och inverter dimensioneras för max last och när förbrukningstoppen infinner sig har motorn god tid på sig att starta upp och fasa in. Den går sedan medan förbrukningen är hög med viss hysteres och fortsätter efter toppen att återladda batteribanken innan den stannar. Samma sak om man kör låg last under en tid på batterierna så startar motorn när man kommer ner på en förutbestämd minimum nivå i batterierna. På detta sätt går motorn bara när man kan lasta men t ex 60 % eller mer.

[säter]

#En batteribank med en inverter som klarar max last kostar mindre än en hydrostat konstruktion och arbetar smidigare och med mindre förluster.#
Är det verkligen sant att blybatterier skulle ha mindre förluster än en hydrostat?
Jag vill minnas att verkningsgraden för ett blybatteri är neråt 60%.

[Andy]

Jämfört med X % för hydrostaten under de omständigheter som uppstår?

[säter]

Ett normalvärde på verkningsgrad för en axialkolvpump är 96%.
Samma gäller för en axialkolvmotor som inte behöver reverseras.

Produkten av dessa blir 92%.

[xxargs]

#En batteribank med en inverter som klarar max last kostar mindre än en hydrostat konstruktion och arbetar smidigare och med mindre förluster.#
Är det verkligen sant att blybatterier skulle ha mindre förluster än en hydrostat?
Jag vill minnas att verkningsgraden för ett blybatteri är neråt 60%.

laddningsverkningsgraden i Ah är bättre än 90% på blybatterier, men det är sant att det kostar lite med 14 Volt laddspänning och 12 Volt urladdningsspänning om processen skall gå hyffsad fort, så totalt kanske det hamnar på runt 70%. NiMh har betydligt sämre verkningsgrad. - mycket av förlusterna sitter också i laddarna även om batterierna nästan skulle vara perfekta.

sedan skall man räkna lite på energi - hur stor hydraltank och vid vilket tryckspann behöver du för att lagra 1 kWh i energi... - klarar du det på ca 25-30 kg som en blybatteri av den kapaciteten klarar?

använder man tryckluftspumpning, trycktank och en luftmotor så är det en synnerligen dålig affär.
det finns en anledning till varför man inte använde kondensatorer som batteri oavsett om det handla om mekanisk eller elektrisk kondensator...

[Andy]

Ett normalvärde på verkningsgrad för en axialkolvpump är 96%.
Samma gäller för en axialkolvmotor som inte behöver reverseras.

Produkten av dessa blir 92%.

Verkningsgraden av specifika komponenter kan man inte praktiskt sätta in i ett system med reglering och strypningar mm som krävs för en praktiskt fungerande variabel transmission.
Om verkningsgraden på en praktisk reglerad överföring kunde komma i närheten av 92 % skulle man inte behöva stora oljevolymer och kylare med fläktar för att hålla temperaturen under kontroll.

[YngLi]

Fast man behöver varken stora oljevolymer eller strypningar för att reglera hydrostatiska transmissioner.

Edit,
Exempel, 2kW elverk, Då behövs en omvandlare som klarar 2kW (man skall klara topparna). Verkningsgrad för omvandlaren ? <- verkningsgrad in och ut ur blyackumulatorer 70% (tillkommer förluster hos laddare?) <- verkningsgraden hos generatorn som skall förse laddarna med spänning.

Hur stor kapacitet behöver batterierna ha, för att man skall kunna ladda i dem tillräckligt snabbt. Och hur ofta får man starta och stoppa motorn (vad "kostar" det, varmkörning vid långa/ medel långa intervall) samt i hur långa intervall måste man köra motorn för att nyttja motorn effektivt vid olika elverksbelastningar.

Kompressorer och luftmotorer kommer väl inte i närheten av hydraulpumpar och hydraulmotorer vad jag vet.