Ecco il motore a scoppio con 78% di efficienza!

[jumpjack]

http://cordis.europa.eu/project/rcn/197577_en.html

E' un progetto di ricerca dell'Unione Europea.
Vanta risultati strabilianti... ma non ho capito se li ha raggiunti perchè l'hanno già costruito, o se li raggiungerà se arrivano i soldi... :

The Anyoon Rotary Engine is a concept engine that incorporates a unidirectional rotary design and obeys the Otto cycle to perfection. The engine allows for all four phases of the Otto cycle to be optimised for better efficiency without losing power. Anyoon can boast an exceptional break thermal efficiency of more than 78%, achieved by:

1. constant volume heat addition (CVHA);
2. a higher expansion ratio;
3. internal cooling by water injection.

1. CVHA can provide 50% more power while using the same amount of fuel and thereby more efficient (15% of total fuel energy is gained).
2. By implementing a higher expansion ratio, through the Atkinson Cycle, a 30% improvement in efficiency is achieved (9% of total fuel energy).
3. The internal cooling by water injection creates an 80% improvement in efficiency by reducing cooling loss by 50% (15% of total fuel energy) and exhaust loss by 30% (9% of total fuel energy).

Assuming the efficiency of the current petrol engine is 30%; the new engine can provide efficiency of 78% (50+30+80=160%).

As affect Anyoon can reduce fuel consumption by 1/3 and Co2 emissions by 50%.

Anyoon is being further developed within by SUMs who require furthering funding to: de
monstrate and validate the performance of the engine in an operational environment; run a fully operational commercial pilot with fleet testing for product qualification; industrialisation of Anyoon, including the design for manufacturing and assembly and the optimisation of costs: and scaling up production to 20,000 units.

Sono perplesso... questi sommano gli incrementi di efficienza come fossero zucchine.... 50+30+80=160% ???

Vediamo un po':

Punto 1:
"Guadagno di energia di carburante" (?) del 15%; potenza in più a parità di consumi: 50%

Punto 2:
"Guadagno di energia di carburante" del 9%; incremento di efficienza del 30%

Punto 3:
"Guadagno di energia di carburante" del 15% e del 9%; incremento di efficienza dell'80%


Supponendo che anche la "Potenza in più a parità di consumi" sia da intendersi un aumento dell'efficienza, io direi che il calcolo giusto è, partendo dall'efficienza "standard" del 30% del motore a scoppio:

30% * 0.5 = 15% in più
30% * 0.3 = 9% in più
30% * 0.8 = 24% in più

In effetti verrebbe un 48% in più, che sommato al 30% iniziale dà 78%.... ma sono giusti questi calcoli?
E, soprattutto, è fisicamente possibile tutto questo?
E se lo è fisicamente... lo è anche praticamente? No perchè fisica teorica e fisica applicata mica sempre coincidono...

[battilei]

Originariamente inviato da jumpjack

Sono perplesso... questi sommano gli incrementi di efficienza come fossero zucchine.... 50+30+80=160% ???

cos'è, il software della Volkswagen ?

[jumpjack]

Un post (del 2010!) dell'inventore di questo motore:
http://www.cfd-online.com/Forums/blo...ry-engine.html

[marchigiano]

To deal with sealing problem I have invented a new sealing system which provides 3D sealing. The new sealing system uses a microcellular rubber strips at the bottom of the metallic seals so that it seals both upper and bottom part of the seals.

bello sulla carta ma poi realizzarlo mi pare difficile...

[Doraneko]

[walter sampei]

domandone: ok, rendimento alto, ma a che regime? e agli altri regimi? curve di potenza e di coppia? e soprattutto, una prova imparziale?

fino ad allora, non ci credo. e continuo a pensare che per rendimenti simili l'unica sia l'elettrico (se facessero un qualcosa tipo panda elettra, rozza ma con autonomia e prestazioni decenti e tempi bassi di ricarica, ci farei ben piu' di un pensierino!!!).

[xenom]

ragionamento così, a secco... dai ricordi di termodinamica che ho, il massimo rendimento possibile per un ciclo termico è quello di carnot: 1- Tmin/Tmax, quindi dipende sostanzialmente dal rapporto tra le due sorgenti di calore... in definitiva dalla temperatura di combustione.
Poi ovviamente vanno sommate tutte le perdite di efficienza per attrito ecc.

fatto sta che per avere un rendimento (termico) superiore al 70% bisognerebbe avere un deltaT di almeno 700°C...

detto ciò, mi eclisso perché probabilmente ci sono molti altri fattori di cui tenere conto

[jumpjack]

Originariamente inviato da xenom

ragionamento così, a secco... dai ricordi di termodinamica che ho, il massimo rendimento possibile per un ciclo termico è quello di carnot: 1- Tmin/Tmax, quindi dipende sostanzialmente dal rapporto tra le due sorgenti di calore... in definitiva dalla temperatura di combustione.
Poi ovviamente vanno sommate tutte le perdite di efficienza per attrito ecc.

fatto sta che per avere un rendimento (termico) superiore al 70% bisognerebbe avere un deltaT di almeno 700°C...

Perchè?
Per avere 1 - Tmin/Tmax = 0,78 deve essere Tmin/Tmax = 0,22, cioè Tmax =~5 Tmin.

O no?

[walter sampei]

un attimo: se la temperatura di combustione fosse 2500 gradi (la sparo a caso per avere dei numeri), vuol dire uscita dei gas dal motore a 500... o sbaglio?

qualcuno ha dati dei valori di combustione?

[xenom]

Originariamente inviato da jumpjack

Perchè?
Per avere 1 - Tmin/Tmax = 0,78 deve essere Tmin/Tmax = 0,22, cioè Tmax =~5 Tmin.

O no?

Si, con il piccolo dettaglio che il modello matematico usa i kelvin

considerando circa 300 K come temperatura ambiente (equivalenti a circa 30 °C), risulta appunto che Tmax dev'essere di almeno 1500 K, ovvero circa 1200°C.
io avevo fatto il calcolo per il 70%

[jumpjack]

Originariamente inviato da xenom

Si, con il piccolo dettaglio che il modello matematico usa i kelvin

considerando circa 300 K come temperatura ambiente (equivalenti a circa 30 °C), risulta appunto che Tmax dev'essere di almeno 1500 K, ovvero circa 1200°C.
io avevo fatto il calcolo per il 70%

Interessante.
La miscela aria-benzina a che temperatura brucia? Possibile sia questa "la chiave": il DeltaT c'è, ma i motori attuali non lo sfruttano adegatamente e questo invece sì?

[walter sampei]

chiedo scusa per aver mescolato kelvin e celsius

notavo l'iniezione di acqua... ma non lo facevano anche in alcuni aerei della seconda guerra mondiale, e gia' allora questo approccio aveva mostrato delle limitazioni?

[xenom]

Originariamente inviato da jumpjack

Interessante.
La miscela aria-benzina a che temperatura brucia? Possibile sia questa "la chiave": il DeltaT c'è, ma i motori attuali non lo sfruttano adegatamente e questo invece sì?

il mio ragionamento è estramente semplificato: vale solo per un ciclo termico ideale, e vale solo per l'efficienza termodinamica. ci sono molti altri parametri da tenere in considerazione in un motore a combustione interna...

sarebbe interessante se ci fosse qualche ingegnere meccanico o chimico/industriale a intervenire XD

https://it.wikipedia.org/wiki/Rendimento_termico

il rendimento che ho calcolato è quello massimo teorico, ma poi è ulteriormente abbassato da tutti questi fattori, quindi boh il mio ragionamento è un po' troppo superficiale in effetti
in effetti la temperatura dei gas prodotti in seguito alla combustione penso sia di gran lunga superiore ai 1500 K

[hibone]

Quando sarà il proprietario di un colosso dell'automotive gli crederò.

Come tutte le cose a questo mondo, anche i motori a combustione interna sono il risultato di una serie più o meno vasta di compromessi.

Per questo parlare di motore col 78% di efficienza, senza parlare di coppia, robustezza o tutta una pletora di aspetti che un motore deve avere, è come parlare del sesso degli angeli, o dei motori a moto perpetuo.

I motori rotativi non sono stati costruiti ieri, ed hanno avuto sempre applicazioni specifiche (avioniche soprattuto), per una ragione, aggiungerei...

[jumpjack]

Originariamente inviato da hibone

I motori rotativi non sono stati costruiti ieri, ed hanno avuto sempre applicazioni specifiche (avioniche soprattuto), per una ragione, aggiungerei...

bè, anche se avesse 78% di rendimento solo a un'unica precisa velocità, sarebbe una rivoluzione: basterebbe montarlo su auto ibride seriali, dove il motore non è mai collegato alle ruote.

[walter sampei]

Originariamente inviato da jumpjack

bè, anche se avesse 78% di rendimento solo a un'unica precisa velocità, sarebbe una rivoluzione: basterebbe montarlo su auto ibride seriali, dove il motore non è mai collegato alle ruote.

ottimo spunto

oppure in piccoli aerei, dove la velocita' viene controllata mediante la fasatura delle pale

[DarIOTheOriginal]

Beh ci sono diverse incognite ma certamente è un progetto interessante. Speriamo si concretizzi!

[hibone]

Originariamente inviato da jumpjack

bè, anche se avesse 78% di rendimento solo a un'unica precisa velocità, sarebbe una rivoluzione: basterebbe montarlo su auto ibride seriali, dove il motore non è mai collegato alle ruote.

Mi sa che non hai mai portato l'auto dal meccanico...

[walter sampei]

Originariamente inviato da hibone

Mi sa che non hai mai portato l'auto dal meccanico...

penso che intenda che nelle ibride il motore carica delle batterie, e poi a muovere fisicamente l'auto ci pensano uno o due motori elettrici

[hibone]

Originariamente inviato da walter sampei

penso che intenda che nelle ibride il motore carica delle batterie, e poi a muovere fisicamente l'auto ci pensano uno o due motori elettrici

Si, era evidente, ma ha interpretato in maniera restrittiva il senso della mia affermazione, trascurando tutti quegli aspetti che riguardano un motore, che non si riducono alla efficienza, anche volendola vedere come funzione della "velocità".

Se vuole fare pubblicità a quel progetto, liberissimo, basta saperlo ed evito di aggiungere altro.

Se invece ha aperto la discussione per capire le effettive potenzialità di quel progetto, a mio modo di vedere, ignorare gli aspetti di carattere pratico non porta da nessuna parte.

È un po come voler parlare di macchine overunit senza tenere conto dei principi base della fisica.

I motori rotativi non sono nati ieri, il Wankel è dal 1957 che esiste, è stato pure montato su un'auto (Mazda), ma commercialmente non ha avuto successo. Lo stesso vale per i motori a (micro) turbina. Il discorso si applica a tante altre tecnologie, ovviamente, come l'iniezione di acqua.

In primo luogo, per essere commerciale, un motore deve essere robusto, affidabile, durevole ed economico. Per buone ragioni, aggiungerei. Le prestazioni vengono dopo, molto dopo.

Se il motore devi cambiarlo ogni 10.000 km, va da se che di strada non ne fa tanta, neppure sul piano commerciale.

Da quel punto di vista mi pare improbabile che il motore abbia le carte in regola. Questo perchè di norma, l'efficienza la raggiungi scendendo a compromessi su altri aspetti, e temo che il costo (che sale) e la durata/longevità etc (che scendono), non siano tali da rendere quel motore, semmai costruibile, nulla di più che un esercizio di stile.

In quel caso tanto varrebbe brevettare il motore a "Diavoletto di Maxwell".