Discussione: Accumulatore di Energia Cinetica

Ciao a tutti.

Posto qui in free energy perchè in effetti questo potrebbe essere un modo per ottenere 'gratis' dell'energia che normalmente viene sprecata.
Stamattina mi son sparato un viaggio in macchina di 3 ore, e tanto che guidavo mi son lasciato andare un po' alle seguenti elucubrazioni.

Quando un'automobile viaggia, è noto che purtroppo il suo moto non è costante, ma è costretta a continue frenate ed accelerazioni. Tutto questo incide fortemente nel bilancio energetico del consumo reale.

Già ma.... quanto? Beh, così 'a naso' direi TANTO, quasi il 50%. Facciamo 2 conti della serva: un'auto da 10km/l in ciclo urbano potrebbe traquillamente attestarsi sui 20Km/l (5l/100km) a 90Km/h costanti. Parlo ovviamente di ciclo urbano di un caso reale, non le tabelle automobilistiche... un normale uso nel traffico o extraurbano...
In realtà bisognerebbe fare il confronto in un ciclo urbano dove la velocità media è la stessa di quella a v costante, quindi diciamo che il confronto diretto dovrebbe essere tra 50km/h fatti in media a forza di ad accelera-frena e sempre 50km/h costanti ed in piano. Probabilmente in questo caso le differenze tra i consumi sarebbero ancora più marcati. Il risparmio a v costante potrebbe arrivare anche a superare il 60% in meno. Ma prendiamo per buono un 50%.


Questo significa che META' dell'energia spesa per muovere l'auto, se si potesse ACCUMULARLA ad ogni frenata per poi rilasciarla nelle acc elerazioni, così da compensare le variazioni richieste al motore, ci ritroveremmo, almeno in teoria a consumare meno della metà.

Ora, come potrebbe essere accumulata un'energia cinetica proveniente da un movimento delle ruote che dovremmo tendere ad arrestare (frenata) ?
E quanta sarebbe questa energia da accumulare per ogni frenata?

Proviamo a rispondere alla seconda domanda, così da ipotizzare una soluzione alla prima.
Un 'auto da 1000Kg dovrà avere una forza frenante pari a f = k*m*a = 0,5*1000*9,8 dove k è il coefficiente d'attrito a terra, e vale c.a. 0,5. Quindi Fa = 5kN circa.
Se quest'auto viaggia a 100Km/h, cioè a 27,8m/s, per fermarsi dovrà trascorrere un tempo D t = m * D v / Fa dove Dt è il tempo e Dv è la variazione di velocità in m/s.
Da qui vien fuori che servono circa 5,5secondi per fermarsi. In quanto spazio? s = v^2 / (2*k*g) => s = 78metri (solo lo spazio percorso durante la frenata)

Quindi, quando un veicolo in movimento viene frenato fino a fermarsi, tutta la sua Energia Cinetica si trasformerà in lavoro della forza frenante, e sarà pari a Ec=1/2 * 1000*27,8^2 = 386kJ. Questa energia deve eguagliare il lavoro della forza frenante di Fc di 5kN applicata allo spostamento di 78metri.
Questo significa che ogni volta che il sistema frenante ha una potenza max di 390kJ/5,5s = 70kiloWatt. Considerando le entità di frenata in condizioni non estreme come in questo caso ma normali, una frenata pure energica può essere considerata pari ad 1/4, quindi con il 25% di potenza: c.a. 18kW.

Questa potenza potrebbe essere quindi applicata per mettere in rotazione un volano per accumulare energia cinetica!

Un volano, diciamo, da 100kg di 1m di diametro in grado di arrivare ad una velocità angolare di, per esempio, 12.000 giri/min pari a 200giri/s = 200*2*pi = 1200 rad/s. L'energia da immagazzinare abbiamo detto essere 386kJ quindi Ec = J w^2 / 2
Il momento inerziale è J = m r^2 /2 = 100 x 0,5^2 /2 = 12,5 [kg m2] e l'energia max accumulabile è pari a Ec = 12,5 x 1200^2 / 2 = circa 9MegaJoule, ovvero un numero di frenate pari a 9000/386= 23.

Cioè posso accumulare per 23 energiche frenate consecutive prima che la capacità di accumulo del volano si esaurisca. Ovviamente potrò attingere da esso ogni volta che mi servirà riaccelerare, quindi liberando altro spazio per nuove frenate.

Meccanicamente un disco di 100Kg montato sotto la macchina in corrispondenza del baricentro non dovrebbe dare problemi di effetto giroscopio o inerzia indesiderata, anzi, dovrebbe dare maggiore stabilità alla macchina qualora perdesse aderenza e tendesse a 'partire col posteriore'. Inoltre potrebbe aumentare il comfort donandole maggior inerzia nei movimenti verticali sulle sospensioni per effetto giroscopico sull'asse verticale.

Ora, il problema è soprattutto meccanico:
Da una parte ho un asse collegato alle ruote che gira in proporzione alla velocità della macchina. Per semplicità, supponiamo un rapporto pari alla presa diretta all'albero motore: alla vel. max. sarà circa equivalente al max. numero di giri, diciamo 7.000rpm.
Dall'altro, mi trovo un asse del volano che anche lui potrebbe trovarsi, a seconda se tutto 'scarico' o prossimo al max regime, a spaziare da 0 a 12.000 giri/min.
Nella peggiore delle ipotesi, ci troviamo a dover gestire una differenza di numero di giri pari alla somma dei 2 (se sto andando piano ed ho 100rpm di albero motore e devo 'caricare il volano' con potenza per 70kW, suponendo che il volano sia quasi al massimo dei giri, diciamo 9700, devo poter trasferire i 386kJ nei 5,5secondi della frenata.
Quindi, di quanti giri deve aumentare il volano? w = 2 * Ec / J cioè sqr (2 * 386.000 / 12,5) = 248 rad/s = 2370 rpm
In tal modo porterò il volano a 12000 giri, il suo massimo.

Ora, se ho 1 rpm all'albero e devo produrre 12000rpm al volano, avrò bisogno di un rapporto di 1:12000 circa. In caso opposto, volano fermo e velocità auto al massimo, sarò a 12000:1.
Negli altri casi, mi basterà un rapporto inferiore. Diciamo che all'incirca, con un rapporto variabile di 1:24000 (1:12000 ... 12000:1) meccanicamente risolverei il problema.
Ma forse non esiste un riduttore del genere, e se ci fosse sarebbe un multistadio con un sacco di perdite per attrito agli ingranaggi...

E allora? Beh forse c'è una soluzione: la doppia conversione elettrica.
Siccome i motori elettrici hanno un rendimento anche di oltre il 90%, e possono funzionare sia da motore che da generatore/freno elettrodinamico, si potrebbe, grazie alla recente tecnologia di pilotaggio 'inverter', realizzare una doppia conversione meccanica-elettrica-meccanica e cablare i 2 alberi direttamente ai motori, così da minimizzare gli attriti meccanici. Grazie al pilotaggio inverter è possibile far lavorare i motori elettrici a coppia costante e/o a potenza costante, riuscendo così a giocare con questo famoso rapporto di 1:24.000.

Vuoi vedere che c'è il modo di dimezzare il consumo di carburante con 2 motori da 75kW, un disco da 100Kg e un po' di elettronica?


P.S. Chi è arrivato fin qui o ha bevuto, o si è appena fatto, oppure è pazzo da legare...

Edited by ElettroRik - 2/3/2006, 23:03

L'idea non è nuova, viene già utilizzata su alcuni modelli di auto elettrica nel qual caso però la frenata "alimenta" un generatore che va a ricaricare la batteria. Come dici tu, in pratica si raddoppia la durata della batteria.

L'idea del volano forse potrebbe creare problemi di stabilità, pensa all'elicottero: ha bisogno dell'elica stabilizzatrice in coda per bilanciare la tendenza dell'abitacolo a ruotare in senso opposto all'elica.
Il problema potrebbe essere però facilmente aggirato utilizzando due volani controrotanti, ci avevi pensato?

Bhè, appesantire un'auto con 1000Kg equivale a dover aumentare la potenza del motore...per non parlare poi che in caso di incidenti diventerebbe un ariete. Si tratta di zavorra in più per il veiolo, meglio allora usare un elettrico che funge anche da generatore lavorando al contrario, magari in un'auto molto leggera, in fibra di carbonio o vetro con telaio in titanio.

Edited by Hellblow - 2/3/2006, 22:10

QUOTE (Docrates @ 2/3/2006, 22:06)

L'idea non è nuova, viene già utilizzata su alcuni modelli di auto elettrica nel qual caso però la frenata "alimenta" un generatore che va a ricaricare la batteria. Come dici tu, in pratica si raddoppia la durata della batteria.

L'idea del volano forse potrebbe creare problemi di stabilità, pensa all'elicottero: ha bisogno dell'elica stabilizzatrice in coda per bilanciare la tendenza dell'abitacolo a ruotare in senso opposto all'elica.
Il problema potrebbe essere però facilmente aggirato utilizzando due volani controrotanti, ci avevi pensato?

Ciao Docrates,

conoscevo il sistema per la ricarica delle batterie. Solo che in quel caso l'accumulo di energia della batteria è troppo lento per poter essere 'infilata' tutta nella batteria nel tempo della frenata. In realtà solo una minima parte rientra in reazione chimica, il grosso va via in calore.

L'elicottero ha l'elica controrotante per il semplice fatto che essa presenta attrito con l'aria, e oltre che a sviluppare la componente verticale che fa alzare il velivolo ha una componente di coppia torcente che tende a farlo girare su se stesso.

Siccome un disco pieno (volano) non ha praticamente attrito in aria, perchè è liscio (e poi sarebbe inscatolato), in condizioni di regime costante la componente torcente è pressochè nulla.
Però nelle fasi di variazione di velocità, per inerzia, esso produce una coppia torcente che si oppone alla variazione del numero di giri.
Questa sì che tenderebbe a destabilizzare un po' la vettura, se non altro a far 'tirare' il volante un po' da una parte o dall'altra in caso di frenata o accelerazione, quindi l'idea dei 2 volani sovrapposti (stesso baricentro) e a rotazione contrapposta (su annullano reciprocamente) è molto buona.
infatti quasi tutti i volani 'massicci' presenti su macchine in movimento sono implementati a coppie, proprio per questi motivi.

QUOTE (Hellblow @ 2/3/2006, 22:08)

Bhè, appesantire un'auto ......

Il trucco sta nello sfruttare il numero di giri più che la massa del volano. In effetti non so che limiti strutturali potrebbe avere un materiale idoneo.
io ho ipotizzato 100Kg che ruotano a 12000rpm, ma credo i possa fare molto di più... I tamburi dei separatori centrifughi so che viaggiano a oltre 50.000rpm e pesano sui 60kg. Sono d'acciaio, non so che tipo...

Sarebbe interessante calcolare il limite di carico di rottura per un metallo molto pesante ma resistente...

Edited by ElettroRik - 2/3/2006, 23:01

CITAZIONE

Sarebbe interessante calcolare il limite di carico di rottura per un metallo molto pesante ma resistente...

A 100 ^^ bhè qui ci vorrebbe un ingegnere meccanico per vedere anche il moltiplicatore da usare.
Però io vedo meglio l'uso di un generatore elettrico che un volano, dato che è più facile riutilizzare quel tipo di energia.

e immagazzinare energia grazie a un piccolo serbatoio di metallo che si ricarica ad aria ultracompressa? il peso è piccolo rispetto ad un volano da 100kg.... l'uscita aria compressa potrebbe avvenire tramite un getto posteriore (principio della propulsione a razzo) ; oppure facendo ruotare un elica anteriore o posteriore ; meglio ancora se si accoppia meccanicamente una turbina all'albero motore in fase di innesto marcia.

ciao rik,
un'idea interessante...

esistono modelli di auto ibride, tipo lexus,
che adoperano motori normali a benzina e motori elettrici di supporto per le partenze,sopratutto,
e che ricaricano le batterie nelle frenate,,
inserire un volano, potrebbe migliorare la ricarica della batteria,
da studiare...
anche l'aria compressa potrebbe azionare una piccola dinamo per una ricarica
più estesa nel tempo e migliore,

osservo che il volano, o meglio i due volani contrapposti,
darebbero comunque un effetto da giroscopio,si opporrebbero comunque a
cambi di direzione...
mettere sul campo e sperimentare questa idea, me sa comunque che costuccia...
saluti

ciao a tutti
anche l'idraulica ci può dare una mano

Traduzione dii un articolo del febbraio 2006

Il sistema di recupero energetico XXXXXX consente di ridurre il consumo
di carburante e le emissioni di un veicolo conservando la sua energia cinetica
quando vengono azionati i freni e riutilizzandola in fase di accelerazione.
A tal scopo viene utilizzata una trasmissione idrostatica dotata di un’unità
idraulica collegata alle ruote motrici del veicolo che funge da pompa idraulica
in fase di frenata e da motore idraulico in fase di accelerazione.
Il lavoro svolto dall’unità idraulica per frenare le ruote viene conservato
pressurizzando un fluido in un accumulatore. In fase di accelerazione, il fluido
pressurizzato aziona l’unità idraulica per aumentare la velocità del veicolo.
Un’altra unità idraulica è montata sulla fonte di energia primaria (in genere
un motore a scoppio). In genere questa unità funge da pompa e trasmette l’energia
dal motore all’accumulatore e all’unità idraulica collegata alle ruote motrici
I tempi cambiano La tecnologia impiegata non è una novità. Negli anni ‘80 furono
svolti test intensivi con sistemi idraulici di recupero energetico sui freni degli
autobus. Nonostante i considerevoli sforzi, la tecnologia non ha mai preso piede.
Oltre ai bassi prezzi dei carburanti, al suo insuccesso ha contribuito il fatto che
le tecnologie disponibili allora rendevano i sistemi relativamente pesanti e non
sufficientemente efficienti o affidabili. Oggi la situazione è cambiata.
I prezzi di benzina e gasolio sono saliti drasticamente e le normative ambientali
sui gas di scarico sono sempre più rigide. Questo vale in particolare per i veicoli
impiegati in percorsi urbani, le cui frequenti accelerazioni e decelerazioni
aumentano considerevolmente il consumo di carburante e le emissioni. Di conseguenza,
è aumentato l’interesse per i sistemi che recuperano o aumentano in altro modo
l’efficienza energetica riducendo le emissioni.
L’offerta XXXXXX Oggi, la XXXXXX dispone di tutte le tecnologie, i componenti e
l’esperienza necessari per sviluppare e produrre una trasmissione competitiva.
Nuovi materiali, nuove tecnologie e strumenti più avanzati hanno apportato
considerevoli miglioramenti ai componenti in termini di affidabilità, peso ed
efficienza. Attualmente otto delle XXXXXX stanno lavorando allo sviluppo e alla
produzione dei componenti per una trasmissione che non soltanto conserva e recupera
l’energia dei freni, ma consente anche di utilizzare l’energia prodotta dal motore
in modo più efficiente. Alla XXXXXX (Svezia) è in fase di sviluppo la C24. Questa
unità ad assale piegato funge sia da pompa che da motore per il sistema di recupero
energetico. La C24 mantiene un livello di efficienza elevato in una vasta gamma
di regimi, requisito essenziale per sistemi di questo tipo. Il veicolo è gestito
e monitorato dalla potente unità elettronica XXXX prodotta dalla XXXXXX (Svezia).
Una parte essenziale del lavoro di sviluppo riguarda il software, cioè le strategie
e i programmi di controllo efficienti che forniscono al veicolo i livelli elevati
di prestazioni richiesti e allo stesso tempo fanno in modo che il motore e la
trasmissione funzionino in modo ottimale per minimizzare il consumo energetico.
L’accumulatore è in composito e pesa quindi la metà rispetto agli accumulatori
tradizionali in acciaio. L’accumulatore ha un livello di efficienza elevato e,
in combinazione alla C24, è imbattibile in termini di recupero dell’energia
dei freni. Tuttavia, nel sistema di recupero energetico XXXXXX, l’accumulatore
non ha soltanto il compito di recuperare l’energia dei freni. Ugualmente
importante è la sua capacità di compensare i picchi di potenza. Anziché aumentare
il regime motore in fase di accelerazione, l’accumulatore interviene
e fornisce la potenza necessaria all’istante assicurando una maggiore efficienza
energetica e riducendo le emissioni. Oltre ai suddetti componenti, il sistema
include filtri, radiatori, flessibili e connettori idraulici, tutti ugualmente
importanti per un sistema di trasmissione affidabile.
Progetto in corso Una delle prime applicazioni è rappresentata dagli autocarri
per la raccolta dei rifiuti, che si fermano e si riavviano frequentemente.
La fotografia a lato mostra un autocarro senza cassone negli USA, equipaggiato
con il sistema di recupero energetico XXXXXX. Attualmente è in fase di messa
a punto il sistema di comando per ottenere la massima efficienza possibile.
All’inizio dell’anno sull’autocarro sarà installato il cassone per la raccolta
dei rifiuti e verrà quindi collaudato al lavoro. Il progetto avviene in stretta
collaborazione con cliente OEM e utente finale per assicurare che il prodotto
finito soddisfi tutte le esigenze del cliente. Il progetto mostra chiaramente
le potenzialità della XXXXXX in termini di tecnologie avanzate, esperienza e
capacità di lavoro coordinato delle varie XXXXXX.

Ciao
Livio

CITAZIONE (OggettoVolanteIdentificato @ 3/3/2006, 00:31)

e immagazzinare energia grazie a un piccolo serbatoio di metallo che si ricarica ad aria ultracompressa? il peso è piccolo rispetto ad un volano da 100kg.... l'uscita aria compressa potrebbe avvenire tramite un getto posteriore (principio della propulsione a razzo) ; oppure facendo ruotare un elica anteriore o posteriore ; meglio ancora se si accoppia meccanicamente una turbina all'albero motore in fase di innesto marcia.

Ciao OVI,
c'è un francese che l'aveva presentato 2/3 anni fa...

Il problema è il limite di pressione di 300bar, che non permette un gran accumulo. Inoltre ci sarebbero problemi di sbalzi termici per effetto del riscaldamento/refrigerazione liberati dalla compressione/espansione del gas.

Il volano è uno dei sistemi con capacità più alte in rapporto al peso-volume e con minor inerzia energetica (i sistemi chimici come le batterie sarebbero migliori come rapporto, ma sono troppo lenti a caricarsi/scaricarsi).

Rubo da wikipedia:

L'utilità dell'aria compressa nei veicoli è limitata con le attuali pressioni usate (200/300 bar). Si hanno densità di energia accumulate molto basse paragonabili a quelle delle batterie al piombo nei veicoli elettrici. Non è possibile spingersi oltre tali pressioni di compressione in quanto a 300 bar l'aria diviene liquida, e i liquidi sono incomprimibili.

Il ciclo più simile a quello del motore ad aria compressa è un ciclo Joule-Brayton aperto, in cui l'ambiente è una componente del ciclo. Mancano il riscaldamento e il raffreddamento(isotermi). C'è l'avvertenza che l'espansione non avviene fra temperature più elevate dellla compressione ,per cui i lavori di compressione e espansione si equivalgono. In fase di espansione l'aria compiono un lavoro pari a quello elettrico assorbito per la compressione. Infatti, le trasformazioni sono inverse, con lo stesso salto di presione (fra 300 bar e la pressione ambiente) e volumi specifici(dell'aria liquida e dell'aria-gas), variabili con temperatura e pressione(aria e metano sono aprossimabili come gas perfetti). Il lavoro utile ideale è zero.
Nella realtà è negativo, perché vi sono perdite di calore e entropia nel compressore e in espansione. Il lavoro va corretto coi rendimenti di pompa e compressore. Il compressore consuma più del previsto e l'espansione genera meno lavoro del caso ideale.

P.S. Sembra che Livio abbia smentito queste considerazioni col suo post. Evidentemente hanno trovato una quadra...

Edited by ElettroRik - 3/3/2006, 12:33

CITAZIONE (rabazon @ 3/3/2006, 01:52)

ciao rik,
un'idea interessante...

osservo che il volano, o meglio i due volani contrapposti,
darebbero comunque un effetto da giroscopio,si opporrebbero comunque a
cambi di direzione...
mettere sul campo e sperimentare questa idea, me sa comunque che costuccia...
saluti

Si Rab, in effetti in teoria hai perfettamente ragione, ma la coppia torcente dei volani rispetto al momento generato dalla rotazione della vettura in curva, anche ammesso che stia curvando molto stretta e a velocità vicina al limite della propria aderenza, dovrebbe restare comunque trascurabile rispetto all'effetto giroscopio dei volani.

Proviamo:
Se curva stretta fa 10-11m di diametro, per cui la rotazione sul suo asse che ne risulta è minima, così come la velocità di rotazione. Così a naso ci vogliono almeno 3s per compiere 360° tutto sterzato. Quindi la rotasione sul suo asse centrale è 3*2*Pi = 19radianti/s
Calcolando una larghezza vettura di 1,80m il momento è 1000*0,9^2 = 810Kgm2.
La resistenza opposta dal volano a 19rad/s è pari al suo momento diviso l'accelerazione angolare, cioè 12,5Kgm2 / (19/3) = 1,97N che è poco e niente se applicato ad una massa con momento inerziale di 810Kgm2 come quella di un'auto.

Spero di non aver cappellato i conti, ma dovrebbero essere giusti....

Edited by ElettroRik - 3/3/2006, 11:16

Caro elettrorik
L'accumulo di energia tramite volani è sicuramente la cosa più furba che si possa fare.
Preleva energia meccanica dall'esterno, si accumula come energia meccanica e viene resa come energia meccanica.
Nessuna trasformazione e relativi deludenti rendimenti, naturalmente ci sono gli attriti, ma ci sono in qualunque sistema concorrente.
Problemi che tu hai in parte, giustamente, evidenziato:
-Necessità di variatore continuo di giri, meccanicamente è un casino, con l'elettronica va sicuramente meglio, ma introduciamo delle trasformazioni di energia meccanica in elettrica e viceversa.
-Effetto giroscopico, i volani controrotanti possono limitare l'effetto, ma devono essere accuratamente bilanciati, minimo inghippo vai a finire nel fosso.
-Sicurezza,una massa rotante da 100 kg a velocità di 50000 giri al minuto è una bomba se va fuori asse, per un incidente, per esempio.
-Occorre verificare se l'aumento di peso è compensato dai vantaggi di recupero di energia.

Mi pare di ricordare che una ditta tedesca, la VW mi pare, avesse sperimentato un sistema meno ambizioso, ma abbastanza furbo.
Il volano aveva solo la funzione di motore di avviamento per il motore termico.
In fase di frenata in motore si fermava, come anche durante le pause al semaforo e poi ripartiva attingendo all'energia accumulata nel volano.
Non sembrava un'idea stupida, come inizio, ma non ne ho saputo più nulla.

Complimenti per i calcoli che hai fatto, non li ho verificati, ma è indubbio che conosci l'argomento e ti sai muovere con le formule.
A proposito, hai valutato la forza di gravità che si genererebbe con quelle velocità angolari?
Non c'è il rischio di creare un buco nero?

Ciao
Tersite

CITAZIONE (tersite1 @ 3/3/2006, 11:42)

...
A proposito, hai valutato la forza di gravità che si genererebbe con quelle velocità angolari?
Non c'è il rischio di creare un buco nero?

Hahaha!
Beh, non dirlo a nessuno, ma ho già un contratto con la Ferrari, perchè con il mio sistema aumento di 100 volte la gravità e quindi l'aderenza a terra.... Credo che nel prossimo campionato vedrete una Ferrari a forma di freesbey!
Il problema che devo risolvere è la fornitura di "travelgum" per i piloti.... dicono che gli gira un po' la testa e gli viene da vomitare...

Grazie per i complimenti... sono pipp....ehm, elucubrazioni mentali 'a spanne' che mi son fatto in 3 ore di macchina mentre guidavo e che poi ho voluto mettere giù su carta, così, tanto per discuterne...

La tua osservazione sulla sicurezza è acuta. Credo che si dovrebbe mettere in conto quasi altrettanto peso per 'blindare' il volano in un robusto 'guscio'. E a proposito del peso in più da portarsi dietro, dovrebbe incidere quasi quanto un paio di passeggeri... quindi non troppo da non giustificare il giochino....

Ciao.


Edited by ElettroRik - 3/3/2006, 12:30

Mi chiedevo quanto pesasse una ruota di macchina,quella posteriore,e quanto possa inficiare il suo effetto giroscopico sulla parte frontale dell'autovettura quando si affronta una curva..... non peserà 100 Kg, però le ruote sono due e insieme pesicchiano...

QUOTE (OggettoVolanteIdentificato @ 3/3/2006, 19:58)

Mi chiedevo quanto pesasse una ruota di macchina,quella posteriore,e quanto possa inficiare il suo effetto giroscopico sulla parte frontale dell'autovettura quando si affronta una curva..... non peserà 100 Kg, però le ruote sono due e insieme pesicchiano...

L'effetto giroscopico in contrapposizione alla curva ce l'hai perchè i volani sono orizzontali per minimizzare l'effetto giroscopico sul moto. Così la contrapposizione maggiore la oppongono verticalmente, tendendo ad evitare che la macchina si alzi e si abbassi sulle sospensioni, dando tutto sommato un effetto di stabilità. Inoltre avrebbe parecchio effetto anche nell'evitare l'imbarcata in curva, tendendo a tenerla orizzontale.

Le ruote comunque sono verticali, pesano un 30-50Kg e la loro velocità di rotazione è abbastanza bassa.
Comunque quando vedi una moto o una bici che va da sola senza guidatore, è grazie all'effetto giroscopico verticale delle ruote.

Se vuoi farti un'idea, fatti un piccolo volano con un motorino elettrico e un disco di metallo che giri molto veloce, e poi provane lo spostamento nelle varie direzioni, e sui vari assi paralleli e ortogonali rispetto al piano del disco in rotazione. Per ultimo prova a 'inclinare' l'asse di rotazione in vari modi.
Ti accorgerai che è come se ci fosse la mano dell'uomo invisibile che ti contrasta.

per questo basta prendere una semplice smerigliatrice o un flessibile per accorgersi dell'effewtto giroscopico

ciao a tutti,
per l'effetto giroscopico,
le ruote di un'auto lo producono,
ma rispetto ail volano, girano molto più lentamente, quindi ha minore effetto..
una volta, quando i servosterzo non c'erano, sentivi propio sul volante la resistenza alla curva, delle ruote, quello era l'effetto giroscopio,
o come diavolo si chiama-
saluti

QUOTE (rabazon @ 4/3/2006, 12:12)

ciao a tutti,
per l'effetto giroscopico,
le ruote di un'auto lo producono,
ma rispetto ail volano, girano molto più lentamente, quindi ha minore effetto..
una volta, quando i servosterzo non c'erano, sentivi propio sul volante la resistenza alla curva, delle ruote, quello era l'effetto giroscopio,
o come diavolo si chiama-
saluti

Vero, aggiungerei che era sommato alla tendenza a 'raddrizzare' per effetto della convergenza.... che forse incidedi più... soprattutto a basse velocità....

QUOTE (Tianos @ 4/3/2006, 09:31)

per questo basta prendere una semplice smerigliatrice o un flessibile per accorgersi dell'effewtto giroscopico

Hai ragione!

Volevo citarla, però in effetti è un po'... falsato, perchè ci sono 2 volani messi a 90° che operano, anche se in misura diversa: il motore e il disco. Quindi ha un comportamento leggermente anomalo.

Ottima idea quella dei volani controrotanti nel sottoscocca!

Nn so se è già stata detta ma xche non collegarli ad un motore elettrico e usarli come batteria con un altro mot. elettrico collegato al cambio con quello termico come sulle ibride?

Praticamente in frenata il motore elettrico prende il moto dal cambio e trasferisce corrente all'altro attaccato ai volani e in accelerazione succede il contrario...tutto elettronicamente?

l'aria compressa è una buona strada comunque (credo migliore dei volani).

Quale sarebbe il problema sul limite di immagazzinamento a 330 atmosfere?
I veicoli della EOLO usavano queste pressioni per il propulsore principale che aveva autonomie QUASI paragonabili ai veicoli convenzionali!!!
Se a te serve un sistema che recupera SOLO L'ENERGIA DELLE FRENATE niente più (non ci devi fare un pieno, no?) , allora il sistema ad aria compressa mi pare ottimale.

Si tratterebbe di avere un motore ibrido (scoppio/aria compressa) dotato di un compressore di bordo (tra l'altro l'aria compressa accumulata può essere usata in parte per sovraalimentare il motore a scoppio!)

Rifletteteci.

CITAZIONE (compositore @ 26/7/2006, 17:07)

l'aria compressa è una buona strada comunque (credo migliore dei volani).

Quale sarebbe il problema sul limite di immagazzinamento a 330 atmosfere?
I veicoli della EOLO usavano queste pressioni per il propulsore principale che aveva autonomie QUASI paragonabili ai veicoli convenzionali!!!
Se a te serve un sistema che recupera SOLO L'ENERGIA DELLE FRENATE niente più (non ci devi fare un pieno, no?) , allora il sistema ad aria compressa mi pare ottimale.

Si tratterebbe di avere un motore ibrido (scoppio/aria compressa) dotato di un compressore di bordo (tra l'altro l'aria compressa accumulata può essere usata in parte per sovraalimentare il motore a scoppio!)

Rifletteteci.

Si, c'avevo pensato.

Presenta però problemi simili ai volani: l'intensità di energia istantanea. Ve a dire che in una frenata c'è una potenza dissipata dai dischi (che trasformano la cinetica in calore) MOSTRUOSA rispetto a quella del motore (ecco perchè un'auto viaggiante a velocità X si ferma in molto meno tempo di quello impiegato per accelerare a quella velocità).

Servirebbe un sistema che consenta di 'caricarsi' in tempi brevissimi e con intensità energetiche (potenze) molto elevate.
Un siffatto compressore dovrebbe avere la portata variabile in base al numero di giri ed al potere frenante richiesto dal pedale...

Eh, già.

E poi non avevo pensato che comprimere l'aria così tanto e così tanto rapidamente la fa diventare rovente .... ci vorrebbe un intercooler (e questo forse si può risolvere).

Il problema rimane il sistema di portata variabile del compressore!



... credo comunque che attingendo dalle tecnologie automobilistiche per il cosiddetto "tuning" (ovvero truccarsi la macchina) ci sia qualcosa (anche se parliamo di pressioni molto più basse ... in linea di principio dovrebbero già esistere turbine e/o compressori di aria a geometria ed a portata variabile .... magari si potrebbero sviluppare verso le alte pressioni? ... o sono un illuso...)

mah


.... altrimenti un bel freno elettromagnetico come quelli che già esistono ma anzi che caricare lenti accumulatori, si potrebbero caricare dei condensatori .... qui dovremmo disporre di un motore ibrido scoppio/elettrico già ben collaudato!

che ne dite?

Il discorso di recuperare la frenata è conveniente nei veicoli a trazione esclusivamente elettrica, nella quale la medesima dinamo viene utilizzata come forza motrice e anche per frenare il veicolo caricando le batterie che sono tante.

Forse il miglior modo per accumulare energia non è caricare le batterie ma produrre idrogeno col metodo dell'elettrolisi.

x genco:

infatti ho scartato da subito le batterie proponendo i condensatori (e ti ricordo che non dobbiamo FARE IL PIENO, ma recuperare qualche frenata alla volta, no?)

CITAZIONE

Il discorso di recuperare la frenata è conveniente nei veicoli a trazione esclusivamente elettrica

... perchè solo nei veicoli a trazione elettrica? perchè non anche gli ibridi elettrici/combustione interna?

Che ne pensate di volani che sono in sospensione su campi magnetici? In questo modo si risolvono i problemi meccanici relativi agli innesti.
Ci attacchiamo poi dei motori elettrici con delel frizioni.. e diciamo all'elettronica di azionare i motori elettrici prima di innestare le frizioni.. così non ci bruciamo le frizioni in due frenate.. tanto avviare un motore elettrico a vuoto implica un consumo minimo d'energia.
Quando si frena la dinamo collegata alla ruota passa l'energia elettrica al motore elettrico del volano, aumentando i giri del volano.
Quando acceleriamo, colleghiamo i motori elettrici alle dinamo per "succhiare" elettricità a favore dei motori sulle ruote.

CITAZIONE (compositore @ 26/7/2006, 17:07)

l'aria compressa è una buona strada comunque (credo migliore dei volani).

Alla radio (Nationa Public Radio) un mesetto fa ho sentito che UPS, corriere americano, ha montato sui suoi furgoncini dei sistemi ad aria compressa.
So che la fonte non è attendibile....... una radio

comunque

Questi furgoni servono a consegnare la posta casa per casa e hanno un numero elevatissimo di stop.
L'aria compressa veniva accumulata nelle frenate e nei tratti a velocità costante per venire utilizzata come sèunto nella partenza.

Sostenevano che gli spunti in partenza fossero i momenti di massimo consumo. In frenata si accumula gratuitamente energia. E il motore era è molto efficiente a comprimere aria quando il mezzo viaggia in condizioni a regime.
Il trucco in pratica stava nel usare il sistema più efficiente in base alla funzione: lo sponto all'aria compressa. Il motore a velocità allincirca costante. In pratica pare che sia più efficiente produrre aria col motore mentre il furgone viaggia costante e usare l'aria per partire rispetto ad usare sempre il motore. In oltre parte dell'aria viene compressa in frenata.

Nel servizio (ripeto: non scientifico, era un servizio alla radio) sostenevano una riduzione dei consumi di circa il 50%. Anche assumendo questo valore come verosimile va comunque notato che per normali automobili il risparmio con lo stesso sistema sarebbe nettamente inferiore poichè si viaggia con molti meno stop.

Questo è quanto ho sentito alla radio

marco

Edited by marco piana - 6/8/2006, 21:15