/transport

Sig farvel til gearkasse og kobling: Hydraulik-biler sparer benzin

Et britisk firma har pillet gearkasse, kobling og trækaksler ud af en BMW og erstattet det med et hydraulisk system, som fordeler trækkraften til hjulene. Det får BMW'en til at køre dobbelt så langt på literen i byen. Nu vil også Sauer-Danfoss benytte systemet.

Af Kent Krøyer, onsdag 04. jun 2008 kl. 13:53

Fremtidens hybridbiler skal ikke have en elmotor til at supplere forbrændingen af benzin eller diesel, men derimod en avanceret hydralikpumpe.

Det mener det skotske firma Artemis Intelligent Power, som har afsluttet et 22 måneder langt forsøg med en BMW 530i. Den blev strippet for kobling, gearkasse og træktøj, og hele herligheden blev erstattet med en nyudviklet, hydraulisk transmission.

Resultatet var, at BMW'en kørte dobbelt så langt per liter benzin i bykørsel. Når motorvejskørsel regnes med, blev forbedringen samlet på 30 procent.

En af de væsentlige fordele i bykørsel med den hydrauliske transmission er, at den opsamler bremseenergi i en tryktank og afleverer den igen, når bilen skal accelerere.

Foruden tryktanken er der en digitalt styret hydraulisk pumpe ved motoren og ligeledes digitale hydrauliske motorer ved hjulene. Komponenterne fylder omtrent det samme som en manuel gearkasse, kobling og træktøj.

Den digitalt styrede hydraulikpumpe, som overtager energien fra benzinmotoren, er opbygget omtrent som en stjernemotor med seks cylindre i cirkel. Hver cylinder har to ventiler, der styres af en computer. Ventilerne åbnes og lukkes med elektromagnetiske spoler, der drives af en computerkontrolleret power-FET-transistor.

Styringen er så hurtig, at hvert enkelt stempelslag kan kontrolleres med variabelt væskeflow. Det betyder, at kraftoverførslen fungerer som et "milliongear", et kontinuert variabelt gear. Dermed kan den tilknyttede forbrændingsmotor optimeres til et mindre omdrejningsinterval, som giver bedre benzinøkonomi.

Energieffektiviten i hele transmissionsleddet overstiger 90 procent, og til forskel fra andre højeffektive hydrauliktransmissioner er den også effektiv ved lav belastning.

Artemis hævder på sin hjemmeside, at hydraulikken er meget robust og oven i købet billigere end traditionelle el-hybrid-biler.

Prototypen er finansieret af det britiske transportministerium, efter at opfindelsen for fem år siden blev valgt som en af de få teknologiske kandidater til at opfylde regeringens ambition om en væsentlig reduktion i CO2-udslip fra trafikken, skriver internetmagasinet Greencarcongress.

Danske Sauer-Danfoss, som er en af verdens største leverandører af hydraulik til maskinindustri og landbrug, har tegnet kontrakt om at bruge Artemis' digitale hydrauliksystemer. Sauer-Danfoss har overført ingeniører fra USA og Europa til Skotland for at involvere sig i Artemis' udviklingsarbejde.

Artimis' digitale hydraulikpumpesystem er opfundet på University of Edinburgh under et forskningsprojekt ledet af professor Stephen Salter. Ideen var at kombinere digital ventilstyring med eksisterende komponenter, som har høj styrke og pålidelighed.

Et af Artemis' aktuelle projekter er at udvikle ny hydraulisk gearkasse til store vindmøller. Firmaet hæfter sig ved, at cirka 30 procent af den tid, vindmøller er ude af drift, skyldes problemer med traditionelle gearkasser, som er møllebranchens akilleshæl.



04. jun 2008 kl 15:18

Thomas Pedersen

Det lyder satme smart!!

Hvor længe mon de ventiler, der regulerer flowet kan holde?

Det lyder også utrolig interessant til vindmøller. Det åbner samtidig for muligheden for at placere generatoren i bunden af møllen.

Det vil dog give nogle andre ulemper, såsom vægt ubalance i mølletoppen samt meget stor mængde hydraulikolie, som sikkert er træls at håndtere ved vedligehold? Brandfare..?


04. jun 2008 kl 15:27

John Larsson

Er det en hybrid?

Jeg synes at "hybriden" her er lidt tyndbenet! Er det den hydraulisk bremsning der får skotterne til at kalde den en hybrid? Bilen kan formentlig ikke køre mere en 50 m med en fuldladt trykakkumulator!

Hydauliske transmissioner kan have deres berettigelse mange steder, men tabene er traditionelt betydende. Det er derfor ret bemærkelsesværdig at at systemet er mere effektivt end en almindelig tandhjulstransmission. er svårt at forstå! Altså også ved en jævn belastning!


04. jun 2008 kl 15:29

John Larsson

Re: Er det en hybrid?

Jeg synes at "hybriden" her er lidt tyndbenet! Er det den hydrauliske bremsning der får skotterne til at kalde den en hybrid? Bilen kan formentlig ikke køre mere en 50 m med en fuldladt trykakkumulator!

Hydauliske transmissioner kan have deres berettigelse mange steder, men tabene er traditionelt betydende. Det er derfor ret bemærkelsesværdig at systemet er mere effektivt end en almindelig tandhjulstransmission. Altså også ved en jævn belastning!


04. jun 2008 kl 16:12

Kurt Aggesen

Hydraulisk og mekanisk transmission

Det som de beskriver er umiddelbart det samme som hydrostatisk transmission, som eks. har været brugt på eks. entreprenørmaskiner siden 70'erne, virkningsgraden er ikke over 0.75., dvs. lidt dårligere økonomi end traditionel mekanisk transmission. Som lidt nyt omtales i artiklen opsamling af bremseeffekt, som er forsøgt i mange varianter.

Virkningsgraden på alm. gearkasse er ca. 0.85, aut.gear ca. 0,78. Dertil skal differentialet multipliceres, typisk med en virkningsgrad på 0,92. Virkningsgraden på kardalaksler er fra 0.98 (lige) til ca. 0,7 ved en vinkel på 15 grader.

Se iøvrigt linket her om tilsvarende, mine ansøgninger virker ikke, men teknikken gør: http://www.aggesen.dk/Motor%20...html .







04. jun 2008 kl 17:05

Stig Per Andersen

Re: Hydraulisk og mekanisk transmission

Ja ja - jeg har en dårlig dag på kontoret - sq ren Blakmann dag.

Hvad er forskellen på en digital styret motor og en analog styret moter ?

Tilslutter mig koret af, at nogle artikler på ing.dk bare ikke lever op til noget, der ville slippe gennem censors øjne.


04. jun 2008 kl 19:16

avatar

Casper Madsen

Hydraulik...

Har biler og hydraulik i samme sætning ikke generelt været fy-ord hos bilmekanikerne siden Citröen og deres hydrauliske støddæmpere? Jeg kan huske da jeg var lille hvilket et helved det var at finde en mekaniker som ville røre ved dem, men må sige at det var ganske behageligt når de virkede :)


04. jun 2008 kl 19:28

avatar

Lars Althof

Re: Hydraulik...

Så vidt jeg ved har det ikke været et problem i Citroënerne i snart 20 år, jeg ved at jeg var glad for det, og aldrig havde problemer. Jeg ville ønske, at jeg kunne købe Citroëner her i USA, så jeg kunne få den hydrauliske undervogn.


04. jun 2008 kl 19:30

avatar

Lars Althof

Re: Re: Hydraulisk og mekanisk transmission

Forskellen er, at man normalt bruger en mekanisme til at ændre fortræningen i cylindrene ved at ændre slaglængden på stemplerne. Det nye her er, at slaglængden er konstant, og man bruger ventiler til at regulere hvor meget olie der lukkes ind og ud.


04. jun 2008 kl 19:31

avatar

Lars Althof

Re: Det lyder satme smart!!

Nu har jeg ikke været direkte involveret i det her projekt, så jeg kender ikke til alle detaljer, men jeg kan da sige, at det ikke er usædvanligt at teste denne type ventiler til 100 millioner aktiveringer eller mere.


04. jun 2008 kl 23:43

John Johansen

Re: Hydraulik...

Casper Madsen:

siden Citröen og deres hydrauliske støddæmpere
Øhm?
Citröens støddæmpere var (er?) da vist luftdæmpede, ikke?
- Noget med hydropneumatik?


05. jun 2008 kl 07:45

avatar

Casper Madsen

Re: Re: Hydraulik...

John Johansen:
Øhm?
Citröens støddæmpere var (er?) da vist luftdæmpede, ikke?
- Noget med hydropneumatik?

Der kan man bare se :) Jeg har altid været den i den tro at det var hydrauliske støddæmpere der var på Citröenerne, det var i hvert fald det de sagde på værkstedet når de fik min fars BX'er ind, men efter jeg googlede så kunne jeg godt se på Citröens hjemmeside at der er tale om hydroneumatiske støddæmpere:
http://www.citroen.com/CWW/en-...que/

Men på selv samme side står der noget med 2 væsker... Nu er jeg en smule forvirret!

Men ændrer ikke på at vores Citröen var adskillige gange på værkstedet pga støddæmperne :)


05. jun 2008 kl 08:32

Jacob Thorup Filipowicz

Re: Re: Hydraulik...

Casper Madsen:
siden Citröen og deres hydrauliske støddæmpere
Øhm?
Citröens støddæmpere var (er?) da vist luftdæmpede, ikke?
- Noget med hydropneumatik?

Citroens affjedring består af en cylinder der, ved belastning, trykker olie ud i en kugle som er forsynet med en membran som adskiller olie fra nitrogen. Nitrogenen er tryksat til ca. 50-60 bar, så vidt jeg husker. I kuglens tilslutningsstuds er der en blænde med en specifik diameter, som bestemmer dæmpningsgraden i affjedringen.

Fungerer i princippet som en alm. akkumulatortank i et husvandværk.


05. jun 2008 kl 08:44

Tyge Vind

En mulig udvikling


For omkring 40 år siden gennemførtes et projekt med digital styring og højtrykshydraulik for dampturbiner.
Vi fandt ingen hindringer og de fordele, som Artemis nævner fandt vi også. Men dampturbinekulturen er lige så konservativ som jernbanekulturen, så digital hydraulisk styring er så vidt jeg ved ikke indført endnu.
Et anlæg blev udført på en 100 MW fjernvarmeturbine, og det er stadigvæk i drift (40 år) uden køling med minimale tab ~1 kW.

Ovenstående indlæg stemmer med mine erfaringer, og jeg kan nævne:
1) Udstødsventiler, indsprøjtningsventiler, låsningsfrie bremser styres i dag "digitalt" dvs elektriskt via hydrauliske (poppet) sædeventiler
2) Citroën har på visse modeller et hydropneumatiskt affjedringssystem med separat oljesystem (som for bremser). Det pneumatiske består i min 4 trykklokker lignende Artemis, ikke andet.
Vi har haft 6, tror jeg, Citroën uden fejl på dette system.

Mine egne forsøg med hydrostatisk transmission viste, at det blev dyrt, hvis man skulle opnå høj virkningsgrad.
Derfor er det nok fornuftigt for Artemis at teste på en dyr bil.
Motorerne nævnes ikke, og jeg mistænker at de må mekaniskt veksles, hvis BMW'en skal kunne køre 250 km/h.
Det er virkninggraden ved lave omløbstal og høj last samt ved høje omløbstal og lav last, som kan blive Artemis's akilleshæl, hilser Tyge



05. jun 2008 kl 09:20

Hans Henrik Hansen

Re: Re: Re: Hydraulik...


I kuglens tilslutningsstuds er der en blænde med en specifik diameter, som bestemmer dæmpningsgraden i affjedringen.

- leder tankerne i retning af en god gammeldags(?) rekylbremse!(?)

(Bliver væsken iøvrigt ikke opvarmet (meget), hvis systemet belastes vedvarende (hårdt)??)


06. jun 2008 kl 10:29

Jørgen Pedersen

Re: Det lyder satme smart!!

Jeg er enig i at det lyder smart!

For at det hele ikke skal drukne i diskussioner om franske støddæmpere og leksikale definitioner på ordet 'hybrid', kunne jeg derfor godt tænke mig at dele min erfaring med min Audi A2 TDI med panelet.
Ved siden af vægtreduktionen er det nemlig især det 'automatiske' gear, med et for nye ejere overaskende tidligt gearskift (og deraf følgende lave omdrejninger), som sikrer den fine brændstoføkonomi (minimum 28km/l ved gnsn. 130-40 km/t på motorvej samt lidt bykørsel - ofte bedre).
Nu er der så kun 5 gear at skifte tidligt med i Audien. 10 gear havde sikkert været bedre, og 50 endnu bedre, for så blev perioden lige før et gearskift, hvor man formentlig er mindst økonomisk kørende, kortere. Jeg tænker derfor, at hvis den hydrauliske transmission kan forstås som et 'million-gear', som journalisten skriver, ja så kan jeg faktisk godt se det supersmarte i det. Uden at vide om det er nyt - men hvis ikke det er nyt, så er det det jo bare pinligt/ærgerligt at det ikke bruges i moderne biler. Mens vi venter på et andet brændstof kunne vi jo spare på det vi allerede har?


12. jun 2008 kl 09:33

Ole Stein

Re: Det lyder satme smart!!

Det gør et vindmølle amerikansk firma allerede :)


11. mar 2009 kl 16:11

Thorkil Pedersen

En olieand!

Forfatteren skriver tryktank, bedes rettet til hydraulisk akkumulator-- (ses også på billedet).
-
Den nævnte pumpe, er så en "radialpumpe" og det må formodes at der også i denne pumpe er en fast slaglængde, da den trinløse radialpumpe ikke rigtig er slået igennem endnu*G* (Stempelslaget kan IKKE kontrolleres??, men olien hidrørende fra stemplernes bevægelse kan) - hvis disse "digitale ventiler" skal kunne regulere noget, skal olien, hvis den ikke bruges til fremdrift, ledes til tank, - hermed kan en sammeligning med en gemen tandhjulspupe fastslåes, rent energimæssigt, idet du udmærket kan, som i effektelektronik, hakke oliestrømen i stykker og bruge enkelte af stykkerne til fremdrift, og smide andre til tank--- digitalt kontrolleret. Danfoss pvg.32 ventil hakker også, i sin styrefunktion olien i små stykker- kald det bare digital regulering for min skyld. Det samme system sad også i de gamle Danfoss proportionalventiler, udmærket til grovere regulering. --- bortset fra DET- taler vi, som flere debattører har nævnt tydeligt, - om et klassisk hydrauliksystem, med de klassiske fejl. Der henvises til billedet i køretøjets front, en oliekøler ? hvad laver den der? jaaaen det er til tabet!! jep. Adskellige fabrikanter af hyd, transmissioner kunne også for 25 år siden i nogle tilfælde undlade en køler, men ikke disse gæve skotske gutter- altså vi er nogle der er på rette spor - der er ingen nyheder her- gamel most på gamle flasker.
-Dog kan udnyttelsen af opbremsningen af energi, som rigtig nævnt, være interr. idag, pgå. de høje energipriser, og fokus på miljø.


11. mar 2009 kl 21:27

Erik Zinck

Hydrostatisk overføring

Det er utroligt, at bilproducenter har været så længe om at satse på hydrostatisk kraftoverføring. Indvendingen har altid været: det har særdeles ringe virkningsgrad. Men det er jo fordi man i stedet for en trinløs reguleret pumpe har anvendt en konstantpumpe og feset den overskydende energi af i en overtryksventil. Den trinløse radialpumpe, hvor den variable krumtap(excentrik) arbejder direkte mod olien uden mellemliggende leje er opfundet. Med hydrostatisk transmission kan således både gear, transmission (2/4-hjuls træk) differentiale (med variabel spærring) bremser (ABS) og så videre erstattes af eet system. Hvis man tillige gider at opsamle bremseenergi og eventuelt støddæmperenergi, er det kun yderligere en (lille) gevinst.


14. mar 2009 kl 19:15

Thorkil Pedersen

En olieand

Den mest anvendte hydrauliske transmisionspumpe er en aksialpumpe - type, tit over center typen, hvor du kan vende oliestrømmen uden ventil, trinløst. En 100HK. transmissionspumpe, og 2 dertil hørende motorer, der også kan virke som bremse, og derved opsamle bremse- energi (men kun det der svarer til maks. ydelsen) - alt dette koster ca. 120 - 180.000kr. + indbygning, tank mm.. Så kan eventuelt interr. jo regne lidt på sagen*G*--- En sådan løsning bruger langt mere kraft end en gearkasse, navnlig ved sammenligningen - "konstant hastighed" af køretøjet. Nu er selv Erik Zink opdateret. Den type "trinløse radialpumpe" du omtaler har jeg aldrig set / hørt noget om, som et masseprodukt, men måske som Storm P. model. En "krumtap der arbejder direkte mod olien" det lyder interr. -


14. mar 2009 kl 19:55

John Larsson

Föttiger

Men det er jo fordi man i stedet for en trinløs reguleret pumpe har anvendt en konstantpumpe og feset den overskydende energi af i en overtryksventil. Den trinløse radialpumpe, hvor den variable krumtap(excentrik) arbejder direkte mod olien uden mellemliggende leje er opfundet.

Hvilke fordele har den fremfor Hermann Föttigers geniale momentomvandler?


14. mar 2009 kl 20:54

Erik Zinck

Re: Olieand

Hvis man byggede biler lige så klodsede og i lige så små styktal som tunge enterprenørmaskiner, ville de også koste millioner. Men der skal naturligvis en omfattende produktionsoptimering til.
Jeg kender ikke specifikt Föttinger, men er det ikke den hydrodynamiske glidekobling, der (tidligere) er anvendt i forbindelse med automatgear?


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.