ראשי » סטיר-לק, מכונית חשמלית פלאג-אין היברידית עם מנוע סטירלינג משנת 1968

סטיר-לק, מכונית חשמלית פלאג-אין היברידית עם מנוע סטירלינג משנת 1968

פרסומת
תאורת ניתוח לד למרפאות שיניים


אב הטיפוס של אופל קאדט משנת 1968 הקדים בהרבה את זמנו. הבעיה העיקרית הייתה שהוא השתמש במדף סוללות עופרת חומצהוהיה רק ​​מספיק מקום לחפיסה קטנה (המכונית בתמונת הכותרת היא רק תמונה אקראית של אופל קדט גרמנית)

כמכונית חשמלית ב-1968, היא הייתה איטית ובעלת טווח קצר. מבחינת ביצועים, יכולת להחליף מנוע גדול יותר ולתת לו יותר אמפר. אז מה נוכל לעשות כדי לספק יותר מגברים? מארז סוללות ליתיום מודרני יכול בקלות לספק כמות נאותה של אמפר להאצה מספקת כדי להשתוות לגרסת הבנזין. אב טיפוס זה השתמש ב-14 סוללות 12V הנפוצות, עבור מתח נומינלי של 168V.

המהירות המרבית הייתה קרובה ל-55 MPH, וזה נמוך מדי עבור נסיעה מציאותית. אם נעלה את המתח של המערכת, זה ישפר את ההספק (להאצה) וגם את המהירות העליונה. אופנועי אפס משתמשים במתח נומינלי (ממוצע) של 103V (בערך 117V בטעינה מלאה). ניתן להשתמש בשניים מחבילות Zero בסדרה עבור 206V נומינלי. חבילות ה-Zero ידועות גם ביכולתן לספק מגברים גבוהים מאוד.

1,300 ק"ג של סוללות עופרת חומצה היו מלפנים, בדיוק במקום שבו זה יגרום לאב הטיפוס הזה להתמודד כמו מכונית ספורט! התספורות הסופר מגניבות חושפות שמדובר במהנדסים אמיתיים, ולא בדוגמניות פרסום סיגריות מקצועיות. 16M-520 היא כעת הסיסמה החדשה לחשבון הביטקוין שלי…

הוספת בערך 40V למערכת ה-168V המקורית בהחלט תעזור (בערך 25%), אבל המגברים מחבילת אופנוע Zero מודרנית יעשו הבדל עצום. אתם אולי שואלים את עצמכם מדוע תאגיד גדול כמו ג'נרל מוטורס (הבעלים של אופל מגרמניה), ישקיע זמן ומאמץ בהיברידית שבה הניסיון הקודם שלהם עם חשמל כבר אמר להם שהביצועים החשמליים הולכים להיות חלשים בשימוש ב-1,300 פאונד של סוללות עופרת-חומצה.

[*Stir-Lec was 3100-lb, and the stock gasoline-engine 1968 Opel Kadett was 1780-lb]

התשובה הקצרה היא שהם לא בדקו את ביצועי המכונית החשמלית… הם בדקו את גנרטור הגיבוי שפעל על ידי שריפת דלק דליק כלשהו, ​​ולא ייצר ערפיח.

__________________________________________________________

מנועי סטירלינג

ה-"Stir" ב-Stir-Lec מיועד למנוע סטירלינג. זה לקח קצת חפירה, אבל גיליתי ש-GM הוחלט למנף את הניסיון הקיים של פיליפס עם פיתוח מנועי סטירלינג (פיליפס היה במקור מהולנד). מנוע הסטירלינג המסוים שה-Stir-Lec הכי דומה לו הוא דגם שמשתמש בתצורת "Beta", ובמיוחד, זה שבגנרטור הנייד של פיליפס, ה-MP1002CA.

פיליפס גדלה לתאגיד עולמי ענק המבוסס על עיצוב וייצור מכשירי רדיו בשנות ה-30. היה שלב שהם הרגישו שהם יכולים למכור יותר מכשירי רדיו ללקוחות באזורים מרוחקים שעדיין לא היה להם חשמל ברשת, על ידי מכירת להם גם גנרטור שבו המנוע הוא גרסה קטנה ומודרנית של הסטירלינג. זה מתחיל בקלות ופועל בשקט מאוד.

גנרטור סטירלינג MP1002CA של פיליפס

בתמונה למעלה, מנוע סטירלינג בסגנון בטא הוא הכל בחצי הימני של המכונה. הגליל האופקי בחלק העליון/שמאלי הוא מיכל הדלק שהיה מלא בדרך כלל בנפט. רצועת מאוורר וגלגלות מחברות את המנוע לגנרטור הקונבנציונלי בתחתית/שמאל. החלק ה"מצנן" הוא בסך הכל קבוצה של סנפירים מקוררים במאוורר בחצי התחתון של הגליל האנכי של המנוע.

הפעולה הבסיסית של מנוע סטירלינג היא פשוטה מאוד. תחילה משתמשים בצילינדר חם בקצה אחד, וקר בקצה השני. אתה מכניס למרכז בלון מתכת רופף, והחלק הזה נקרא "העקירה".

כאשר אתה מעביר את העקירה לקצה החם, הגז בתוך הגליל נאלץ לתוך הקצה הקר. הגז מתקרר והלחץ בצילינדר יורד. לאחר מכן, אתה מעביר את העקירה לקצה הקר של הגליל, מה שמאלץ את הגז בצילינדר לנוע לקצה החם. לאחר מכן הגז מתחמם, והלחץ בצילינדר עולה.

אם לאחר מכן תתקין בוכנה בקצה אחד של הצילינדר, העלייה והירידה של הלחץ הפנימי ידחוף את הבוכנה כלפי חוץ, וגל ארכובה וגלגל תנופה קונבנציונליים ידחפו את הבוכנה פנימה כאשר גז העבודה יתקרר.

צעצוע שולחני מנועי סטירלינג יכולים להדגים כיצד הם פועלים תוך שימוש באוויר כגז העבודה. עם זאת, מימן או הליום עובדים הרבה יותר טוב מכיוון שהם סופגים ומפילים חום טוב מאוד, כמו גם שאין להם חמצן כדי לגרום לחמצון של חלקים פנימיים חמים.

דבר נוסף שיכול לשפר את הכוח של מנוע סטירלינג נתון הוא ללחוץ על הגז הפועל. הייתי מציע שהליום זמין בקלות בנפחים אלה, ואם תפעיל לחץ על הפנים של מנוע הסטירלינג (אולי לשלוש אטמוספרות) הוא ידחוס לתוכו הליום נוסף, ושמסה נוספת של הליום תספק התרחבות חום נוספת אותה כמות דלק שנשרפה…

התמונה למעלה היא גנרטור פיליפס סטירלינג בתא המטען של סטיר-לק. "פחית קפה" הכרום למעלה הוא תנור החימום. "המחדש" בתמונה למטה הוא מסה ספוגית שגז יכול לזרום דרכה בקלות והיה עשוי מתחמוצת אלומיניום. הוא סופג ומשיל חום בקלות, והוא מגביר את היעילות וההספק עבור גודל נתון של מנוע.

מנוע Stir-Lec Stirling, תצורת בטא שתוכננה ותוצרת פיליפס.

לומר שלמנוע סטירלינג אין שום זיהום בפליטתו זו אמירה נועזת. עם זאת, ב-1968, זו הסיבה העיקרית ש-GM התעניינה מלכתחילה. הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) הוקמה בשנת 1970, אבל… אפילו בשנת 1968, GM ידעה לאיזה כיוון מועדות התקנות הממשלתיות.

מנוע 4 פעימות ממוצע עשוי לפעול ב-2,000 סל"ד כשהוא משייט בכביש המהיר. מכיוון שיש לו "אירוע ניצוץ" אחד בתדירות של פעם בארבע פעימות (שתי סיבובים), יש ניצוץ שמצית קצת בנזין 1,000 פעמים בדקה. כלומר 1,000/60= 16 פעמים בשנייה!

מכיוון שמנוע של מכונית יאיץ ויאט, התדירות הגבוהה של הניצוץ המנסה להצית כראוי את הבנזין היא סביבה תובענית שבה ניתן לייצר פליטה נקייה. עם זאת, גנרטור סטירלינג פועל בסל"ד קבוע, והקצה החם מחומם על ידי להבה קבועה המותאמת לייצר כוויה נקייה. כמו כן, מכיוון שלקצה החם לא אכפת מאיפה מגיע החום בחלקו החיצוני, סטירלינג יכול להשתמש בכל דלק מפרופאן ועד נפט. סגנון זה נקרא "בעירה חיצונית", במקום שהדלק ישרף בתוך צילינדר סגור, הידוע כ"בעירה פנימית".

לפני כמה שנים, ג'יי לנו בדק את אחת ממכוניות הקיטור הבציר שלו בתחנת ערפיח בקליפורניה, והיא עמדה בכל הדרישות המודרניות לאגזוז נקי. מכוניות קיטור משתמשות גם בלהבת בעירה חיצונית, והיא מוחלת על החלק החיצוני של דוד מים.

עם היתרונות שצוינו קודם לכן, ייתכן שאתה תוהה מדוע לא משתמשים בסטירלינג ליישומים נוספים. הפגם הגדול ביותר שלהם הוא שהם לא מאוד צפופים בכוח, כלומר תצטרך מנוע סטירלינג גדול כדי לייצר כמות קטנה של כוח. הסטירלינג ב-Stir-Lec היא יחידה מתוחכמת למדי, ובכל זאת היא מדורגת רק ל-8 כוחות סוס ב-2800 סל"ד.

בדיקות דרכים של הסטיר-לק הראו שמהירות "מצב המערכת היציבה" שלו הייתה 30 MPH. אם הגנרטור של סטירלינג פועל והמכונית נוסעת במהירות של 30 קמ"ש, הסוללה שבה הם השתמשו לא התרוקנה או התמלאה. זו הייתה רמת ביצועים בסיסית שימושית עבור אב טיפוס זה. זמן קצר לאחר מכן, GM הצליחה להשיג כמה סוללות ניקל-מטאל הידריד (NiMH) של "הדור הבא" לצורך מבחן EV טהור, וסדרת הבדיקות הזו אכן הסתיימה בכך שהן ייצרו 100 מה-"EV1" ב- 1996, אבל הם לא חזרו לבדוק סדרה-היברידית, מה שלדעתי היה מצער…

GM, פורד, קרייזלר ואחרים כולם ניסו לייצר מכונית שרצה ישירות ממנוע של סטירלינג (לחץ כאן), אבל גם כשהמנוע הוגדל ככל האפשר, התאוצה הייתה איטית מדי. זה המקום שבו היברידית תאיר. אחד המאפיינים הטובים ביותר של הנעה חשמלית הוא כמה מומנט יש להם מהסל"ד הראשון. לאחר מכן, במהלך שלב השיוט של הנהיגה, האנרגיה הנלקחת מהסוללה נמוכה למדי, כך שגנרטור גיבוי לא יצטרך להיות גדול כדי פשוט לשמור עליו.

התצורה האהובה עלי היא היברידית "פלאג אין". אני אוהב את הטסלה, ומארז הסוללות המורחב שלהם מספק מעל 300 מיילים לטעינה. עם זאת, ערכת הסוללות הגדולה יותר היא די כבדה ויקרה מאוד. עבור הרוב המכריע של הנהיגה שלי, אני צריך רק כ-100 מיילים של טווח. עם זאת, עבור כל נסיעה ממושכת, גנרטור בשימוש נדיר יכול לאפשר לי לנסוע בכל מרחק שאני רוצה.

בתרחיש זה, הייתי מטעין את מצבר המכונית שלי בכל ערב במוסך שלי, והייתי נוהג בו כ-EV כמעט בכל יום בשבוע. זה יהיה מאוד נדיר שאצטרך אי פעם את הגנרטור כדי להתניע ולהמשיך את ההיברידית לפעול, אבל…הוא יהיה שם אם אי פעם אזדקק לו.

__________________________________________________________

קטרים ​​וצוללות

הצוללות במלחמת העולם השנייה הוגדרו כהיברידית סדרתית. מנועי הדיזל כלל לא הפעילו את המדחפים ישירות, הם רק ייצרו חשמל כדי לשמור על חבילת הסוללות הגדולה טעונה. לאחר סיום מלחמת העולם השנייה, כמעט כל קטרי הקיטור הוחלפו ברכבות דיזל, באמצעות מערכת הנעה היברידית סדרתית.

לקטרים ​​דיזל-חשמליים יש סוללה זעירה, ומנועי המתיחה מונעים ישירות מהגנרטורים על מנועי הדיזל, באמצעות בקר.

לצוללות הישנות לעומת זאת, הייתה ערכת סוללות גדולה מאוד. בדרך כלל הם היו משייטים על פני השטח כשהדיזל פועל. אם תצפיות ראו ספינת אויב, הם היו צוללים, מכבים את הדיזלים ופועלים בשקט על הסוללה במהלך ההתקפה.

הסטיר-לק היה יותר כמו הקטרים, שבהם המנוע יצטרך לפעול כל הזמן, כי הסוללה הייתה כל כך קטנה, אבל…סוללות ליתיום מודרניות היו פותרות את זה.

ה…



קישור לכתבת המקור – 2024-03-09 21:56:47

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1
פרסומת

עוד מתחומי האתר