nånna fler med intresse for moderna ångbilar?

[torbjorn]

Vad man än lagrar energi på för sätt så kan den bli farlig om den slipper lös okontrollerat. Det är ju precis lika illa om man lagrar samma energimängd i t ex ett upphissat lod eller en spänd fjäder, som att lagra den kemiskt i t ex ett flytande bränsle eller uppladdat batteri, eller att ha den lagrad i form av hetvatten/ånga under tryck.

[discord]

självklart har alla energi förvarings system förmågan till katastrofalt utsläpp utav energi, men vissa är farligare än andra, några exempel.
bensin är ganska farligt, du behöver en kombination utav fysisk deformation som spräcker tanken och värme som tänder på bensinen.
diesel är lite säkrare eftersom det är svårare att tända på det, fortfarande inte nyttigt att få på sig dock.
vätgas i metallhydrid kan du knäcka sönder med slägga och bygga brasa över och du får effektivt en pelare utav eld, ingen explosion, ingen spridning, och är således väldigt säkert.
ånga behöver bara deformeras så du får en spricka, så blir det ångkokning, således är ånga det minst säkra utav dessa exempel.

som jag ser det är svaret att ha väldigt lite ånga åt gången, och ingen ackumulator att prata om, det skulle minska på faran med katastrofal olycka.

[micwi77]

Hej alla. Mycket rolig tråd. Jag har funderatpå bygga en ångmotor på någon befintlig stomme. Min tanke var att använda en VW boxermotor med lösa cylindrar. Då finns det två alternativ. Aningen gör man en ny cylinder och topp, då kör man cylindern enkelverkande. Eller så monterar man en dubbelverkande cylinder utanför VW cylidern. Då kan man använda VW kolven för att få en linjär rörelse för ångcylindern. När jag räknat på det så skulle cylinder volymen bli ca 4 liter, lika som Dobler bilarna. Sedan användes returångan från motorn till att driva en turbin innan den gick tillbaka till kondensorn. Turbinen är i praktiken en turbo. Luften från turbon leder man till förbränningen.

[JohnA]

Jag tror generellt på en slags "mixhybrid" som i lägre hastigheter och i synnerhet i stadstrafik verkar enligt serieprincipen medan den i högre och jämnare hastighet driver direkt med sin primära energikälla. Med ångpanna som primär kraftkälla kan man börja färden med batteridrift tills ångtrycket får igång batteriladdningen. Batterierna fungerar sedan som buffert vid hastiga lastväxlingar i stadstrafiken. Den generator ångmaskinen driver kan vara mindre än den elektriska drivmotorn.På landsväg där kraftbehovet är större men jämnare drivs bilen direkt av ångmaskinen och elmotorn kan då fungera som extra generator vid behov.

Kan man förresten konvertera en turbo till ångturbin? Jag antar en turbo arbetar mer med flöde än höga tryck relativt en ångturbin. Kan relativt liten ångturbin, säg 1-20 kW göras lika effektiv som en kolvångmaskin, eller rent av bättre? Alla gamla läroböcker jag sett förutsätter STORA maskiner i alla jämförelser, typ fraktfartyg, fjärrvärmeverk och elkraftverk. Det mest personbilsnära jag läst är ett häfte från NUTEK med rubriken Alternativa motorer. -Finns hos en del bibliotek och är mycket läsvärt trots säkert 20-talet år på nacken.

[torbjorn]

I gamla större ånganläggningar fanns det ofta småturbiner av ungefär "personbilsstorlek", dvs några tiotal kW,  som användes för att driva olika hjälpaggregat - matarvattenpumpar, rökgasfläktar mm. Det ansågs säkrare då förra seklet var ungt och man inte riktigt vågade lita på att det alltid skulle finnas elektrisk hjälpkraft då den behövdes.
Ånglok hade som regel en ångturbindriven generator för belysning.

Men det ständiga problemet med ånganläggningar är ju att ångkraftcykeln är som den är och att man måste komma upp i otrevligt höga tryck och temperaturer, i kombination med bra vakuum efter turbinen, för att ens komma i närheten av något som förtjänar att kallas verkningsgrad.

[JohnA]

Eldrörspannan har som nämnts en bättre buffertkapacitet än vattenrörsditon men tanken att krocka bilen illa med en stor volym överhettat vatten är klart skrämmande. Tror verklighetens krockar skulle komma ett rejält kliv närmare den klassiska hollywoodscenen... Men hur är det med elbilar? En rejäl deformation av Li-ackumulatorer brukar väl vara ett säkert katastrofrecept? Blybatterier med syra i flytande form är väl ganska sällsynt nuförtiden?
Högtryckstankar med naturgas känns inte heller helt kul, men hellre det än överhettat vatten!   Sett ur ett haveriperspektiv borde dieselbilar vara det absolut tryggaste efter att en krock inträffat?

[discord]

johnA: därav varför man vill ha så lite faktisk vatten ånga som man kan komma undan med, länkade till http://www.cyclonepower.com tidigare, och det verkar som bästa alternativet som finns idag.
men ja, det finns anledningar till varför nästan alla moderna militär fordon går på diesel.
måste dock säga att ånga går att hantera, bara en fråga om att rikta den expansion som skulle hända, vilket faktiskt är ganska enkelt, ungefär samma sätt som blow-out panels fungerar på pansarvagnar.

mix-hybrid? varför? ånga -> el -> batteri -> motor verkar ge bättre system, och då behöver man inte två drivlinor vilket är en massa overhead på vikt och komplexitet som man slipper, bättre regenerativ bromsning åsså.

micwi: doble är en ganska fantastisk bil faktiskt, men jag tror att vilken förbrännings motor du än hittar kommer att vara en dålig plattform för en ångmotor, eftersom du vill ha compound effekt, och det kräver olika stora cylindrar, iaf tror jag det.
säger dock inte att det inte går, bara att det inte är optimalt.

[micwi77]

Men Cyklon power arbetar med samma cylinderdimensioner och dessutom endast enkelverkande. Min idé med att använda en VW boxermotor går ut på att ansluta speciella cylindrar gjorda för ånga utanför den vanliga cylinern. Då finns möjligheten till olika cylinder dimensioner. Om man skulle köra ånga direkt i en bensin motorn kan nog Kolvringar och skrapringar inte hålla vatten ute vilket skulle förstöra motoroljan.

[torbjorn]

Om man skulle köra ånga direkt i en bensin motorn kan nog Kolvringar och skrapringar inte hålla vatten ute vilket skulle förstöra motoroljan.

Precis samma problem har man ju i bensinmotorer som aldrig får tillfälle att bli riktigt genomvarma. Vattenånga från avgaserna kondenserar på cylinderväggarna och kommer så småningom ner i motoroljan, och så länge oljan inte blir tillräckligt varm för att vattnet ska koka bort så anrikas vattnet där.  Jag har sett ett fall (motorcykel som i tre månader bara hade använts för till-och-från-jobbet-körning på en knapp halvmil), där såg oljan ut som gräddsås.
Ska man köra ånga i en bensinmotors cylindrar så kanske man ska överväga att lägga en ångslinga i oljetråget för att hålla oljan varm, eventuellt också en ejektor som får hålla lite lagom undertryck i vevhuset så att vattnet avdunstar lättare. Just VW-motorn (nu tänker jag på typ 1-motorn på upp till 1,6 l) har dock ett problem om man ska hålla undertryck i vevhuset, det finns nämligen ingen packbox i remskiveänden av vevaxeln utan bara en slags labyrinttätning.  Typ 4-motorerna (1,7-2,0 l , används främst i VW-bussar) har dock packbox även där.

[discord]

micwi: det fantastiska med cyclone power är inte komplicerad teknik, eller extrem kraft, inte ens optimal effektivitet....vad den däremot har är miniatyriserad, den är VÄLDIGT liten för den effekt den har, och dom andra sakerna är inte dåliga, så dom har inte kompromissat så mycket.

men visst, om du vill använda en gammal bensin motor som vevhus så fungerar det bra antar jag, det du behöver förstå då är att den kommer att bli STOR, och du kan glömma att få ner storleken nog för att köra en bil på det.

[husbehov]

jag har tittat lite på teslaturbinen och den verkar ju ganska intressant i ett sånt här sammanhang

[torbjorn]

Men den ger ju inga fördelar framför en normal ångturbin, annat än att den möjligen är lättare att tillverka för den som har små verkstadsresurser.
Tyvärr finns det mycket rent fusk och försök att "jämföra äpplen och päron" när det gäller verkningsgradssiffror för ångturbiner och i synnerhet teslaturbiner. Man blandar gärna ihop hela anläggningens verkningsgrad, som i och med termodynamikens lagar och vattenångans egenskaper aldrig kan bli särskilt hög, med den verkningsgrad man kan mäta upp för enbart turbinen.
Turbinen kan mycket väl ha 95 % verkningsgrad, men med de ångdata man kör i anläggningen går ändå större delen av värmet ut med kylvattnet från kondensorn, så totalverkningsgraden kanske inte är mer än 15 % ändå.

[husbehov]

jo det är sant . tror man får lägga den tanken på hyllan . funderar dock ganska ofta på varför tesla var mest nöjd med den uppfinningen? han gjorde ju ganska mycket mer avancerade uppfinningar som faktiskt gjorde stor nytta

[TW]

Ångbilar är ju ingen nyhet. Sentinel var en stor tillverkare på sin tid. Deras bilar var populära för tunga transporter och som grusbilar i Storbritannien.
https://www.youtube.com/watch?v=QUBKcqoaZqY
https://www.youtube.com/watch?v=AItKnbfREIg

Det skulle säkert gå att modernisera konstruktionen och få en hyfsad lastbil eller paketbil av det. Som jag ser det är största problemet att konstuera en bil som kan drivas med ånga utan att pannan och bränsleförrådet och vattentanken blir alltför skrymmande och tungt. En Sentinel har väldigt hög egenvikt och med andra ord mindre nyttolast än en dieseldriven lastbil med samma totalvikt.

[JohnA]

Spontant känns ånga som en onödig omväg mellan förbränning och mekanisk rotation, oavsett om det gäller kolvar eller turbiner. Jag antar att det i praktiken finns faktorer som gör detta mellansteg både praktiskt och mer effektivt i vissa sammanhang. Att separera den smutsiga förbränningen från kraftalstringen kan absolut vara till fördel ibland, särskillt om man eldar med fasta bränslen. Att driva en turbin med ånga i ett slutet system i stället för att elda direkt på turbinhjulet är det lätt att se fördelarna med.

I mobila system kliver vikten in och ställer till det. En gasturbin är onekligen en enklare och lättare sak än en ångturbin. I hybridsystem med el och batterier har man redan ett extrasteg mellan bränslet och drivhjulen.

Volvo hade i början av 90-talet sin conceptbil ECC, en seriehybrid med gasturbin. Jag hade på den tiden kontakt med ingenjörerna från KTH som designat den speciella generatorn i ECC, kallad HSG, High Speed Generator. Gasturbinen var i grunden baserad på ett vanligt turboaggregat som försetts med brännkappare och roterande värmeväxlare/economizer. Generatorn var liten som en knytnäve men producerade ändå 10-tals kW. Har för mig det handlade om ca 50 kW vid varvtal på omkring 100.000 rpm. Imponerande!

För att få acceptabel verkningsgrad vid så höga hastigheter var generatorn ganska speciell, samtidigt som den rent principiellt var enkel, -en roterande permanentmagnet omgiven av statorlameller med kopparlindningar. Bara det att få till en stark magnet som inte exploderade av den snabba rotationen var en utmaning. Virvelströmsförlusterna blir extrema vid hög hastighet så man kan inte ha vanlig transformatorplåt till statorn. Misstänker de hade speciallegerat mjukjärn i mycket tunna lager. Ett alternativ kan vara att burlinda statorspolarna och låta järnkärnan rotera tillsammans med magneten, men det ger stora luftgap. Exakt hur de burit sig åt var en smula hemligt.

Oavsett om man driver en sådan turbin med förbränningsgaser eller ånga känns det tyvärr inte speciellt DIY-vänligt...

Jag gillar turbinteknik men antar att kolvsystem är betydligt enklare och mindre kritiskt, särskillt på DIY-nivå. Ide'n att använda ett VW-boxer vevhus som stomme till en ångmaskin låter vettigt. En mer kompakt tvåcylindrig boxer borde vara till fördel, i synnerhet om man bara tänker driva en generator. Citroen CV2 och BMW/Ural MC borde vara intressanta i sammanhanget. En tvåcylindrig enkelverkande ångmaskin blir förstås inte självstartande men den får fenomenal balans och generatorn kan ju drivas som "startmotor" det där halva varvet.

Ska man använda boxerns fina balans är det egentligen onödigt att ha två cylindrar. Det blir mekaniskt enklare att ha EN ångcylinder på ena sidan och använda den motgående kolven som passiv motvikt. Samma sak gäller om man bygger på fyrcylindrig VW-boxer, det blir förmodligen ingen fördel att ha ångcylindrar på båda sidorna av motorn.

Med separata ångcylindrar går det ju finfint att göra dem dubbelverkande om man så vill. Det blir dock mer komplicerat med ventiler och tätningar men det ger å andra sidan dubbla cylindervolymen utan att kolvfriktionen ökar. Två dubbelverkande cylindrar på en VW-motor blir dock lika bortkastat som två enkelverkande, om de ska vara motgående för balansens skull vill säga. En vevaxel som ger 90 graders förskjutning vore förstås bättre, men då försvinner den trevliga balansen.

[JohnA]

En annars enkel, lätt och kompakt motortyp att konvertera till ångdrift är kanske en tvåcylindrig tvåtakts radmotor från MC eller snöskoter. Man kopplar då enkelverkande ångcylindrar till motorns kolvar och låter en liten elektrisk pump spruta in olja i cylinderloppen och vid lagren. Borde inte behövas några större flöden.

Enklare byggmässigt men tyngre och större vore att bygga om en vanlig radfyra personbilsmotor genom att helt ta bort två motgående kolvar. Balansmässigt blir det förstås sämre än en boxer men är ångcylindrarna hyfsat nära varandra behöver det inte bli katastrofalt. Fyrtaktsmotorns egen oljepump bör förmodligen bytas mot en elektrisk dito om man kommer köra ångmaskinen på riktigt låga varvtal.

Någon som vet hur kolvångmaskiners verkningsgradskurva ser ut jämfört med ottomotorns? Den senare har ju oftast bara en retfullt liten "sweetspot" nära fullgas vid området för max vridmoment. En kolvångmaskin borde fungera ganska annorlunda.

[JohnA]

Tänker man seriell elhybrid med ångdriven generator behöver man förstås inte bry sig så mycket om balans och vibrationer då en mjuk upphängning enkelt löser problemet utan onödiga mekaniska friktioner. Med LiPo-batterier eller liknande behövs inte heller någon snabb respons från ånggeneratorn eller någon större vattenvolym. En vattenrörspanna borde bli relativt okritisk och säker. När man mellanlagrar energin elektriskt kan man dessutom styra ångmaskinen mer på dess egna villkor och få bättre marginaler mot t.ex. farligt höga tryck, överhettning m.m. Inte heller behöver ångmaskinen ge mycket mer än medeleffekten för fordonets högsta marschfart.

[torbjorn]

Någon som vet hur kolvångmaskiners verkningsgradskurva ser ut jämfört med ottomotorns? Den senare har ju oftast bara en retfullt liten "sweetspot" nära fullgas vid området för max vridmoment. En kolvångmaskin borde fungera ganska annorlunda.

Undrar om det står något om saken i Ånglokläran? Se http://www.jvmv2.se/forum/index.php?mode=thread&id=28943