Je motor 10 procent efficiënter maken met een investering van slechts 6 euro. Zelfs als de benzineprijzen niet zo torenhoog zouden zijn en zelfs als de CO2 uitstoot niet zo’n hot issue zou zijn, zelfs dan klinkt het te mooi om waar te zijn. Helaas is het ook niet waar. Althans, het is nog niet waar, maar als het aan de Amerikaanse onderzoekers van de Ohio State University en Caltech in Californië ligt, komt daar snel verandering in.
De onderzoekers hebben een soort thermo-elektrisch materiaal ontwikkeld waarmee warmte van de verbrandingsmotor direct wordt omgezet in elektriciteit, dus zonder tussenkomst van water of gas. Slechts een werkelijk absurd klein percentage van de energie die een verbrandingsmotor produceert, wordt feitelijk benut. Het overgrote deel gaat verloren aan warmte. Op deze manier kan weer een stukje verloren energie teruggewonnen worden.
Volledig nieuw is de technologie overigens niet, want NASA gebruikt al langer vergelijkbaar materiaal, maar de volgende stap zou zijn om dit toe te passen in auto’s. Het onderzoeksteam is van mening dat binnen vijf tot 10 jaar iedere motor met de technologie kan worden uitgerust. Bij massaproductie hoeft de investering niet meer dan 6 euro te kosten. Die heb je snel terugverdiend.
Misschien moeten ze eens de handen ineen slaan met BMW. Daar is men in het kader van het EfficientDynamics programma bezig met praktisch dezelfde ontwikkelingen en bovendien heb je dan meteen een grote afnemer.
Wrijving is ook zo’n onoverwinbare vijand van kracht. Van je gemiddelde benzinemotor wordt zo’n 32% van de kracht gebruikt om je voorwaarts (of achteruit) te accelereren. Bij een diesel is dit 42%.
@ de vlaemick
tuurlijk.. wrijving is dé vijand! .. als er geen wrijving was, kan de beginsnelheid zonder kracht constant blijven. Hoef je niet constant bij te voeren.. maar dat is zeker niet realistisch. :’)
Zo’n materiaal zou echt wel fantastisch zijn, en zeker niet alleen in de auto-industrie. In zowat alle toestellen (computer, wasmachine, koelkast,…) die wat warm worden kun je dat steken en de bekomen elektriciteit er gewoon terug insturen, dát zou pas efficiënt zijn.
In massaproductie zou dat de energieproblemen voor een tijdje kunnen oplossen… als het een redelijk rendement heeft natuurlijk (niet 1% van de tot. warmte kunnen omzetten ofzo)
@ de vlaeminck
Volgens mij is dit wel overdreven weinig. Het vreemde is dat je het ook over kracht hebt in plaats van energie. De kracht die op je wiel komt is misschien 32% van de kracht op je zuiger. 32% van de arbeid in je motor op de wielen lijkt mij ook extreem weinig. 90% zou meer in de richting zitten, aldus een docent hier op de TU.
Wel leuk om te weten is dat 31% van de wrijving van de motor in lagers gaat zitten. 12 procent in de klemmen aandrijving en 57% in de zuiger/cillinder samenstelling.
@ RenJie
In deep space is alles surrealistisch en dit hoort dus tot de mogelijkheden. Helaas zou je sneller dan 300.000 km/s moeten kunnen om ook maar ergens te geraken. Ik zeg je, als je een manier vindt om de snelheid van het licht te bereiken dan moet je voor de rest van je leven niet meer werken! Wat een openbaring zou dat zijn… (natuurlijk zou je dan nog überlang onderweg zijn en de reis ongetwijfeld niet overleven en sterven van ouderdom.)
@ Martijn
Ik kan enkel herhalen wat ik gelezen heb… Ik dacht ook dat dit onmogelijk was, maar dat is de kracht van de explosie die zo drastisch wordt afgeremd. Eigenlijk zegt dit meer over de explosieve kracht van benzine en diesel dan over de wrijving.
6 eurie maar
ben benieuwd hoeveel en wat voor soorten tax ze er voor gaan verzinnen
rendement van een motor zit tussen de 30% en de 45%. wat wilt dit zeggen: een motor heeft soms wel tot 3 keer meer pk’s dan wat er wordt gebruikt, als het rendement 100% zou zijn.( beetje logisch als er al heel veel warmte verloren gaat+ de wrijving op de auto)
Zuigermotoren zuigen. Het wordt hoog tijd voor iets nieuws.
http://blogger.xs4all.nl/ekieboom/articles/Zuigermotoren.aspx
@bmwE
je hebt het denk ik over thermisch rendement, omdat het carnot rendement een stuk hoger zal liggen (werkelijk rendement als percentage van maximaal haalbare) zul je nooit 3x meer rendement kunnen halen. Maw, het is onmogelijk theoretisch onmogelijk om 100% rendement te halen (2e hoofdwet).
@martijn
van die kracht op de wielen gaat de rest op aan rolweerstand (ook wrijving in zekere zin) en luchtweerstand (gedeeltelijk wrijving, gedeeltelijk druk).
Rendement gaat om de hoeveelheid nuttig omgezette energie per totaal verbruikte energie. Even de energie-keten voor een verbrandingsmotor: chemische-energie > warmte-energie (door verbranding) > bewegingsenergie (door toename van gas-volume in de zuiger)
Bij elke omzetting treden verliezen op. Ik ga niet alle verliezen opnoemen, maar ik kan je wel melden dat in de 3de omzetting het grootste gat zit. Een zuigermotor heeft prinicipieel al een plafond van zeg 50 – 60 procent: er gaat namelijk heel wat energie ongebruikt door de uitlaat, dit is onvermijdelijk in het zuigermotor-ontwerp. Daarnaast heb je inderdaad nog andere verliezen (zie ook hypermiling) waar wat aan gedaan kan worden.
Waar fabrikanten zich momenteel op richten is met name de efficiency van de verbranding (zoveel mogelijk hitte/gasvolume uit die liter benzine krijgen, denk aan leanburn, twinspark, 16v, etc…) en sinds kort ook dus het alsnog nuttig maken van restwarmte. Daarnaast heb je dan BMW, Toyota en anderen die het gebruik van die prinicipieel inefficiente verbrandingsmotor minimaliseren..
De rest laat ik over aan de echte specialisten…
@ de vlaeminck
in een verbrandingsmotor heeft geen explosie plaats. het is een gecontroleerde verbranding. hence the name..
het gaat hier idd om de energie van die verbranding te gebruiken om de motor te laten draaien, zoals bmwF zegt, tussen 30 en 45%. dit is dus iets anders dan de kracht van de motor die wordt gebruikt voor acceleratie.
@base
het thermisch rendement (waar jij het over hebt) is begrensd door het carnot rendement; je zal met een warmte-reservoir met temperatuur Theet (de brandstof) en een koudereservoir met temperatuur Tkoud (de omgeving) nooit meer dan 1-Tkoud/Theet efficiency kunnen halen. (temperaturen in Kelvin, niet in Celsius). Dat is de 2e hoofdwet van de thermodynamica; die zegt dat je nooit alle arbeid volledig zult kunnen benutten bij een omkeerbaar proces. Ik weet eigenlijk niet precies waar de carnot rendementen (theoretisch max rendement) van moderne motoren liggen, maar ik vermoed dat ze wel redelijk hoog liggen dus ik denk niet dat er nog heel veel ruimte voor verbetering is (puur qua motor-rendement gezien dan)
BMW gaat toch weer een stoomturbine toepassen? Da’s toch wel hele andere koek….
Lean burn is al behoorlijk oud en werd ook al eerder in productiemotoren toegepast (Mazda 626 miller engine bijvoorbeeld als ik het me goed herinner)… met moderne materialen en betere brandstof is er veel mogelijk…. maar ik geloof dat de stikstof oxide die dan vrij komt al snel een probleem vormt? (mensen die er echt iets vanaf weten…. tis laat ik ben moe en zit met een biertje… So go easy on me ;) )
Dan Zou de Bugatti Veyron 100 PK extra kunnen krijgen… Lijkt me wel erg optimistisch…
‘k Denk dat dit toch van wagen tot wagen afhangt hoeveel paardjes je kan redden.
bij een vtec motoro met 240 pk bij een 4 cilinder zoals bij de s2000
is dat percentage tog wel wat hoger(A)
@ vo!vo
Jaja, ik bedoelde dat, maar ik gebruikte een andere naam voor het beestje. Dat van acceleratie klopt toch gedeeltelijk? Want het is de kracht die je ten alle tijde gebruikt, die belemmerd is door de wrijving en nog veel andere factoren.
Peoplezzz, zoek op google en youtube eens naar ‘hydrogen booster’.
Dat is pas zuinig rijden!
@ de vlaeminck
ja tussen de krukas en het asfalt gaan wel een aantal pk’s verloren door wrijving. daarom loopt een motor ook minder effectief als je olie op is.
als je minder weerstand wil hebben moet je je auto op kratjes zetten :)
maar dit is een heel ander verhaal dan de thermal efficiency van een motor..
@mee
Zo’n ‘materiaal’, thermo-elektrische elementen, worden al toegepast als koeling. In elke beertender en veel elektrische koelboxen zit er een. Ze hebben echter (nog altijd) een ontzettend laag rendement.
@ Martijn
Ze bedoelen van de kracht die vrijkomt bij de verbranding, niet die de motor produceert. Dus Als er 100 % kracht vrijkomt bij de verbranding, levert de motor maar 32 (ofzo) % van die kracht als arbeid. De overige procent komt vrij als wrijving in je blok en hitte. Met die 32 % geproduceerde arbeid moet je dan ook nog de luchtwrijving, wrijving tussen onderdelen, banden ,,, overwinnen enzovoort. Zo bekom je dat kleine percentage.
Nou ben ik geen complottheorie denker hoor, maar je ziet bijna een brainstormsessie ontstaan naar aanleiding van dit artikel. Ik neem aan dat er meer van dit soort sessies zijn geweest tussen veel meer mensen die er mogelijk nog meer (no offense) verstand van hebben. Zou het dan niet aannemelijk zijn dat bedrijven als Shell en Total allang iets in hun laboratoria hebben liggen? Iets waarmee ze ook na het “olietijdperk” nog grof kunnen verdienen?
Overigens gooit het intsituut Clingendael ook weer wat olie op het vuur:
http://www.rtl.nl/(/actueel/rtlnieuws/binnenland/articleview/)/components/actueel/rtlnieuws/2008/07_juli/30/binnenland/0730_0500_olietekort_clingendael.xml
Elke vorm van besparing lijkt mij dan mooi meegenomen. Zeker voor de niet leaserijder.
Sorry, de link staat er niet goed. Dit zou wel moeten werken:
http://tinyurl.com/5aavld
Energie uit warmte verschillen halen is niet heel moeilijk, het gebeurd al jaren, het kan ook andersom, door met elektriciteit warmte af te voeren sneller dan gewone warmte geleidende materialen dat kunnen (zelfde apparatuur, alleen draai je oorzaak en gevolg om).
Even praktisch, je wekt stroom op, en met stroom kun je de wielen niet aandrijven (in een gewone auto that is) dus de vrijgekomen energie is in een onbruikbare vorm en dus wordt je aandrijving niet efficiënter.
@ Jan Groothuijse
Tenzij je, wanneer de motor warm genoeg is, de dynamo kunt afkoppelen en op die manier dus een weerstandje minder hebt. Dan werkt de motor zuiniger en werkt het dus wel efficienter.
Of zie ik iets over het hoofd? Ben geen expert oid (bij lange na niet)
@iedereen
men denkt hier te veel na in termen van kracht ipv het in termen van vermogen of energie moet zijn.
de druk in op een zuiger loopt op tot 80 bar in praktijk. op een zuiger van 10 cm diameter is dit
F=P. A = 80 . 10^5 Pa . 0.1^2 *pi/4 = N = 62831N = 6,2831 ton
je kan bij het verplaatsen van een kast 100N uitoefenen en de kast verplaatst hierbij tegen 1 m/s of je kan een kast verplaatsen via een zelfde kracht van 100N terwijl de kast verplaatst tegen 2 m/s. In beide gevallen is de kracht identiek maar de energieverbruik of arbeid is verschillend. warmte =energie dus denk aub in termen van energie en niet in termen van kracht.
Er bestaat geen toestel waar je gegevens zal terug vinden in termen van kracht maar je zal eerder gegevens terug vinden in termen van Kw (vermogen) of in termen van Kjoule of Kcal (energie)
@mark
het gaat hier om efficiency en dat staat min of meer los van de absolute grootte van de kracht/arbeid/vermogen, alleen de verhoudingen tussen de grootheden zijn belangrijk.
Je lijkt de begrippen arbeid en vermogen door elkaar te halen, arbeid is kracht*weg en vermogen is kracht*weg/tijd. Tegen een kast duwen met 100 N in een tempo van 2 m/s is dus een maat van vermogen, niet van arbeid. Een kast 1m verplaatsen met 100N is een maat van arbeid, ongeacht hoe snel je het doet.
Verder is een “toestel” waarbij weldegelijk de gegevens in termen van “kracht” worden opgegeven een automotor (koppel).
@dale, nee het specifieke vermogen en het rendement van een motor hebben nuawelijks iets met elkaar te maken. De S2000 motor heeft een vrij hoog specifiek vermogen dat bereikt wordt bij een vrij hoog toerental. Maar dat betekent dat er gewoonweg meer verbrandingscycli per seconde zijn en er dus meer brandstof per tijdseenheid gebruikt wordt. Dus meer vermogen. Dat staat redlijk los van het feit of de motor een hoog rendement heeft. De verbrandingsmotoren met het hoogste rendement die in de praktijk heden ten dagen gebruikt worden zijn 2 -takt scheepsdiesels met een vermogen oplopend tot 80.000 kW. Deze motoren zijn dermate groot dat ze een vrij laag specifiek vermogen hebben.
Ehm… Weten wanneer je mond te houden omdat de materie je boven de pet gaat, is een redelijk zeldzaam talent.
Ik ga het nu demonstreren…
@midi
ja, idd, zoiets dus: http://people.bath.ac.uk/ccsshb/12cyl/
@ super
dat is nogal logisch e :) dat je geen 100% redement uit een motor kunt halen.
Even los van al dat wetenschappelijk gedoe en die formules en zo, is het gewoon zo dat het een hot item is om een motor zo efficient mogelijk te gebruiken.
De eerste stap was om hiervoor compressors en turbo’s te gebruiekn en de laatste jaren gaat het er steeds meer op lijken dat de OTTO-motor in ieder geval ondersteund, als niet vervangen gaat worden door de electromotor.
De auto’s met hybride aandrijving kunnen echter veel zuiniger (of sneller) zijn als ze niet zo belachelijk veel gewicht aan accu’s e.d. zouden hebben .
Het zou dus ideaal zijn als er bij de motor al elektriciteit wordt gewonnen en deze rechtstreeks teruggevoerd wordt naar de elektromotor i.p.v. dat deze opgeslagen wordt in accu’s.
Overigens wordt er ook onderzoek gedaan naar manieren om trillingen om te zetten naar elektriciteit.
En wat is hiermee gebeurd ?
http://w3.tue.nl/nl/diensten/cec/pers_en_media/persberichten/1997/13_11_1997_tu_eindhoven_ontwikkelt_vliegwielhybride_aandrijving_voor_personenauto/
@super
vermogen of energie staat in 1 lijn. integratie van energie over de tijd = vermogen of als ik zeg ik verbruik zoveel energie per seconde = vermogen, ma soit.
koppel van een motor wordt gegeven bij een bepaald toerental, men zal nooit zeggen dat een motor een maximm koppel heeft van …, maar eerder zeggen een maximum koppel bij zoveel toeren en zo kom je terug tot mijn verhaal, nl. vermogen:
P= M. w, waarbij w= 2*pi*n met n het toerental [toeren/sec].
vermogen of energie is de belangrijkste grootheid, Als ik zeg dat ik in staat ben een koppel te leveren bij 1000 toeren dat is iets helemaal anders dan te zeggen dat ik dat koppel kan leveren bij 5000 toeren, in het tweede geval is de power veel hoger, veel brutter. efficiency is altijd een verhouding van vermogens of energieen per tijdseenheid:
eta= Pout / Pin = Eout/ Ein in procenten
niet de kracht of koppel zoals jij aangeeft. ik ga er geen teksten aan toewijden, maar geloof me, ik weet waarover ik spreek.
Men spreekt van zoveel kracht op de zuiger en blablabla, efficiciency is een verhouding van vermogens of energieen, geen krachten of koppels.
groete Ir. Mark