Pasek klinowy

[tanebo2.0]

Jaki jest sens takiej przekładni we współczesnych samochodach? Nie lepiej napędzać pompę chłodzącą silnik, rozrząd czy inne układy elektrycznie?

[koza_oddam]

Nie sądzę. Pompy elektryczne wymagają prądu, więc alternator i tak musi być napędzany paskiem bo skądś ten prąd brać się musi. A skoro już napędzamy paskiem alternator, to co za problem dołożyć tam wspomaganie i klimatyzację? A rozrząd napędzany elektrycznie? Przecież pasek fizycznie steruje wałkiem i zaworami, więc jak to zrobić elektrycznie? Z punktu widzenia mechaniki jest to do zrobienia, ale praktyczność mała i duża podatność na awarie.

[tanebo2.0]

Alternator można zamontować na osi. Można nawet go zintegrować z rozrusznikiem - to dynamostarter.

[tanebo2.0]

A waga mniejsza?

[nazimno]

Istnieja juz rozwiazania rozrzadu sterowanego
elektronicznie, bez udzialu walka i krzywek.

[bwv1080]

tanebo2.0 napisał:
> Jaki jest sens takiej przekładni we współczesnych samochodach?

Jedyna zaleta to taniość produkcji.

> Nie lepiej napędzać pompę chłodzącą silnik, rozrząd czy inne układy elektrycznie?

Oczywiście, że lepiej. Dlatego np. aktualna S-Klasse w wersjach z nowym silnikiem R6 (S450/S500 z siecią 48 V) ma tzw. beltless design, czyli napęd całego osprzętu bez pasków klinowych. Prawie dziesięć lat po Toyocie, gdzie od trzeciej generacji HSD (od 2009 roku) wszystkie hybrydy są beltless, bez jednego nawet paska klinowego (tylko napęd rozrządu jest łańcuchowy).

[tanebo2.0]

Czyli ma to sens. Jeśli dodać do tego elektryczną turbinę to w zasadzie pasek klinowy przestaje być potrzebny. I teraz rodzi się pytanie: czy takie rozwiązanie ma wady? Czy elektryczny rozrząd w porównaniu z paskiem czy wałkiem królewskim ma same zalet? Przewód elektryczny jest lżejszy.

[bwv1080]

tanebo2.0 napisał:
> Jeśli dodać do tego elektryczną turbinę

W.w. silniki Mercedesa mają właśnie elektryczne, bezpaskowe kompresory.
Natomiast "elektryczna turbina" to oksymoron. Turbina to silnik przepływowy, przetwarzający energię rozgrzanego gazu na energię mechaniczną lub inną.

> czy takie rozwiązanie ma wady?

Cena. W dotychczasowych przypadkach beltless design jest produktem ubocznym i logicznym uzupełnieniem do starto-generatorów, sieci pokładowej o napięciu wyższym od klasycznych 12 V i hybrydyzacji. Mercedesy maja 48 V, a Toyoty HSD dwieście kilka V.

> Czy elektryczny rozrząd w porównaniu z paskiem czy wałkiem królewski
> m ma same zalet?

Na razie trudno powiedzieć. Bezpaskowych hybryd jeżdżą od lat miliony. Natomiast produkowanych masowo samochodów z elektrycznym rozrządem jeszcze nie ma.

[nazimno]

Rozrzad elektronicznie sterowany:

www.motorauthority.com/news/1107384_1-6-liter-camless-engine-delivers-230-hp-in-qoros-3

[nazimno]

Uzupelnienie.
Silownik zaworu napedzany jest pneumatycznie
pod kontrola elektroniki.

[liczbynieklamia]

Sprawność układu alternator - silnik elektryczny wciąż jest znacznie niższa niż pasek. Niezawodność prawdopodobnie też. Tam gdzie oszczędności były przez to, że osprzęt nie był potrzebny cały czas (np. wentylator chłodnicy czy pompa wspomagania) do częściowej eliminacji już doszło. Oczywiście całkowita eliminacja paska będzie postępowała - w hybrydzie jest to rozwiązanie kłopotliwe, bo gdy silnik nie działa, nie mamy osprzętu.

[bwv1080]

liczbynieklamia napisał:

> Sprawność układu alternator - silnik elektryczny wciąż jest znacznie niższa niż
> pasek.

Nominalnie (dla najlepszego punktu pracy przekładni klinowej z nowym, czystym i suchym paskiem) jest tylko nieznacznie niższa (rząd wartości ok. 0,9 vs. 0,95). Dla całego zakresu stanów pracy w samochodzie sprawność napędu elektrycznego osprzętu jest znacznie wyższa od napędu paskiem klinowym. Albowiem przy napędzie elektrycznym osprzęt napędzany jest tylko wtedy, kiedy trzeba i z obrotami i mocą taką, jaka jest potrzebna. A nie z takimi obrotami, jakie ma przypadkowo w danej chwili silnik spalinowy.

Przykład: pompa cieczy chłodzącej. W rozwiązaniu konwencjonalnym zwymiarowana jest tak, aby już na niskich obrotach mieć wydajność wystarczającą na niekorzystne warunki (wysoka temperatura otoczenia, wysokie obciążenie). Czyli przez większość czasu pompa cieczy chłodzącej pracuje z niepotrzebnie wysoką wydajnością i generuje niepotrzebne straty.

Pompa elektryczna pracuje z wydajnością taką, jaka jest w danych warunkach potrzebna. A także może pracować wtedy, kiedy nie pracuje silnik spalinowy, dzięki czemu możliwe jest chłodzenie silnika po zatrzymaniu. Jak również działanie ogrzewania mimo pracy układu start-stop.

Poza tym sprawność pasków klinowych spada wraz z wiekiem paska oraz w warunkach wilgoci lub zapylenia. Sprawność napędów elektrycznych jest praktycznie stała przez cały okres eksploatacji urządzenia.

> Niezawodność prawdopodobnie też.

Nieprawdopodobnie też nie. Wręcz przeciwnie, dotychczasowe doświadczenia z milionami bezpaskowych hybryd wskazują, że to jest rozwiązanie zdecydowanie bardziej niezawodne od pasków klinowych.

[tanebo2.0]

Czyli w praktyce tylko napęd kompresora z wału ma sens?

[liczbynieklamia]

> rząd wartości ok. 0,9 vs. 0,95
90% to już i tak optymistyczne założenie na sam silnik elektryczny niskiej mocy. Do tego 70-80% sprawności alternatora i mamy sprawność na poziomie 65% i to w optymalnym punkcie pracy obu elementów naraz. Standardowo więc pewnie grubo poniżej 50%.

> doświadczenia z milionami bezpaskowych hybryd wskazują
Jakieś dane dotyczące awarii silników, zaśniedziałych kostek, awarii czujników, etc.? Możemy to porównać z awaryjnością paska i napinacza - które przy regularnej kontroli są zaniedbywalne.

[bwv1080]

liczbynieklamia napisał:

> > rząd wartości ok. 0,9 vs. 0,95
> 90% to już i tak optymistyczne założenie na sam silnik elektryczny niskiej mocy
> . Do tego 70-80% sprawności alternatora i mamy sprawność na poziomie 65% i to w
> optymalnym punkcie pracy obu elementów naraz. Standardowo więc pewnie grubo po
> niżej 50%.

Przy beltless design nie ma niskosprawnego alternatora, lecz sporych rozmiarów starto-generator, a napędy osprzętu nie pracują na 14 V, lecz na 42 V lub więcej. A przede wszystkim energia zużywana jest tylko wtedy, kiedy jest to potrzebne i w ilościach aktualnie potrzebnych, a nie zawsze i prawie zawsze na wyrost. Stad u większości producentów od lat elektrycznie napędzane serwa kierowania wypierają te z paskiem klinowym, a elektryczne sprężarki klimatyzacji wypierają rozwiązanie paskowe. Dodać do tego starto-generator na wale silnika i elektryczną pompę cieczy chłodzącej, a otrzymujesz silnik bez jednego paska klinowego.

Elektryzacja osprzętu obniża zużycie energii całego pojazdu. Nie rozumiem, co chcesz wykazać ujeżdżając rzekomo znacznie gorszą sprawność, skoro w realnym świecie jest odwrotnie.

> Jakieś dane dotyczące awarii silników, zaśniedziałych kostek, awarii czujników,
> etc.?

Wystarczy rozejrzeć się po forach. Z hybryd Toyoty znane są problemy występujące regularnie (tylne hamulce zanudzone na śmierć), czasami (akumulatory 12 V), rzadko (łożyska kół, pękające sprężyny zawieszenia), bardzo rzadko (przepalone przetwornice silników trakcyjnych, padnięte pojedyncze ogniwa akumulatorów trakcyjnych), czy ekstremalnie rzadko (przepalone silniki trakcyjne).

Czyli znane są problemy zarówno związane z układem hybrydowym, jak i z nim zupełnie nie związane. Tylko o problemach z osprzętem i jego napędem jakoś nic nie słychać.
No to jak, używamy brzytwy Ockhama, czy brniemy w teorie spiskowe?
Szukasz dziury w całym i tyle.

> Możemy to porównać z awaryjnością paska i napinacza - które przy regular
> nej kontroli są zaniedbywalne.

Dochodzące na skrzyżowaniach ze wszystkich stron piski pasków klinowych wyraźnie wskazują, ze realny świat nie jest tak idealny.

[liczbynieklamia]

> Dochodzące na skrzyżowaniach ze wszystkich stron piski pasków klinowych wyraźnie wskazują, ze
... że jest to meganiezawodne rozwiązanie, działające nawet przy zaniedbaniach serwisowych.

> nie ma niskosprawnego alternatora, lecz sporych rozmiarów starto-generator
Plus przetwornicę DC-DC lub też falownik, też o ograniczonej sprawności. Poza tym eliminacja paska w hybrydach nie wzięła się z oszczędności i niezawodności tylko z konieczności zapewnienia działania tych układów, gdy silnik spalinowy nie działa, więc po prostu nie ma sensu podawać przypadku hybryd w tej kwestii.

> Wystarczy rozejrzeć się po forach
Pytałem o dane, a nie wrażenia. Użyłeś kategorycznego twierdzenia - udowodnij. A co do rozglądania się, to poszukaj choćby P261B i P0A93.

[tanebo2.0]

Dodałbym jeszcze jedno - jeśli idziemy w elektrykę to potrzebujemy pojemnego akumulatora. Czyli ogniw. A one ważą. Co zmniejsza osiągi auta.

[vogon.jeltz]

Rozrząd to jest szczególna kwestia. Ja się zastanawiam, dlaczego właściwie do dziś jest on napędzany mechanicznie i dodatkowo zwiększa się coraz bardziej stopień jego komplikacji dodając różne wariatory zmiennych faz itp. zamiast zrobić to w sposób, jaki po prostu sam się prosi - elektromagnetyczny. Wtedy można by mieć w zasadzie cały silnik programowalny na poziomie sterowania momentem i czasem otwarcia zaworów i programować sobie faz skolko ugodno, taki układ byłby też prostszy. Czytałem gdzieś, że problemem może być duża zawodność takiego rozwiązania, szczególnie jeśli w samochodzie występują problemy z prądem (co dość oczywiste), ale przecież elektromagnetyczne wtryskiwacze wymagające podobnej niezawodności i działające w podobnym reżimie czasowym (milisekundowym) są przecież w użyciu od dawna. A mechaniczne paski, nawet łańcuchy, też lubią się przecież zrywać.

[tanebo2.0]

Z drugiej strony elektryczne wspomaganie turbiny daje raczej mierne efekty. Wszelkie pomysły na załatanie turbodziury sprowadzają się na pobór mocy z wału. Skoro i tak doprowadzamy moc do turbiny...

[vogon.jeltz]

Ale przecież turbina jest napędzana spalinami, nie z wału. Z wału to napędzany jest kompresor. A w układzie rozrządu nie chodzi przecież, żeby było jak najwięcej, jak najmocniej, tylko jak najdokładniej. Dlatego tym bardziej nie rozumiem porównania.

[kanna13]

Awaria elektromagnetycznego wtryskiwacza skutkuje co najwyżej błędem komputera i przejściem w stan awaryjny a awaria elektromagnetycznego zaworu może skutkować kolizją tłok-zawór.

[tbernard]

A czy zawory muszą koniecznie być kolizyjne z tłokiem?

[tanebo2.0]

A jakie zawory proponujesz? Kulowe?

[kanna13]

Oczywiście, że nie muszą. Ale często są i ciekawe z czego to wynika ;-) Bo przecież nie z tego, że producent jest złośliwy i tak silnik zaprojektował :-)

[tbernard]

Trudno powiedzieć. Są przecież bezkolizyjne silniki, ale być może słabszą mają kompresję i mają po prostu mniejszą moc.

[nazimno]

Nie.

[nazimno]

Cytuje z opisu silnika z elektronicznie sterowanymi zaworami, silnik jest "bezkolizyjny":

"The result is 47 percent more torque, 45 percent more power, 15 percent less fuel and 35 percent fewer emissions from an engine that's also smaller, lighter and cheaper to manufacture."

[bwv1080]

kanna13 napisał:

> Oczywiście, że nie muszą. Ale często są i ciekawe z czego to wynika

Z trendu do wzrostu stopnia sprężania silników z zapłonem iskrowym (diesle tak czy tak miały już wysoki stopień sprężania, czyli bardzo płaską komorę spalania) w połączeniu z korzystnym, czaszowym ukształtowaniem komory spalania i dużym maksymalnym skokiem zaworów.

[nazimno]

Nie musza.
Sa rozne i rozniaste, takie jak bombki pani Pelagii (Tey).

Kolidujace, lista:

yourcarangel.com/2014/07/interference-engines-complete-list/

Inna lista, kolidujace i nie.

naijadriva.wordpress.com/2015/07/23/interference-and-non-interference-engines/

Mozna sobie poszukac teraz na wlasna reke.

[tanebo2.0]

Wygląda na to że sprawa jest prosta - silniki bezkolizyjne mają zawory przesunięte tak że nawet otwarty nie koliduje z tłokiem. www.rtsauto.com/e30-timing-belt-and-water-pump-replacement/ tyle że to wyklucza silniki wielozaworowe.

[vogon.jeltz]

> a awaria elektromagnetycznego zaworu może skutkować kolizją tłok-zawór.

O, to zupełnie jak zerwanie paska rozrządu albo przeskoczenie łańcucha. Być może awaryjność elektromagnetycznego rozrządu jest OBECNIE większa, ale dlaczego nikt nie pracuje nad jej zmniejszeniem do poziomu dzisiejszych rozwiązań mechanicznych - to jest ciekawe.

[vogon.jeltz]

Aha, i jeszcze - w przypadku awarii mechanicznego rozrządu w kolizyjnym silniku zasadniczo wszystkie zawory idą się kochać. W przypadku rozrządu elektromagnetycznego nagła awaria wszystkich zaworów jest mało prawdopodobna, znacznie bardziej prawdopodobna jest sytuacja, że zepsuje się jeden. W dodatku stanem domyślnym zaworu jest zamknięty - jeśli elektromagnetyczny popychacz nie zadziała to się zawór po prostu nie otworzy, więc jak miałby spotkać się z tłokiem? A że zawory są dwa każdego typu na cylinder, to też nie rozwali od razu silnika, tylko przejdzie sobie w stan awaryjny / odłączy cylinder / zgaśnie. Coś przeoczyłem?

[nazimno]

www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/news/a31657/koenigseggs-camless-engine-getting-close-to-production-in-china/

[vogon.jeltz]

Zajebiste. Tylko dlaczego dopiero jedna firma, dopiero teraz i dopiero coś zaczyna, a nie jest to rozwiązanie stosowane na masową skalę od 20 lat?

[nazimno]

1. Lobby uwazalo to za niestosowne obnizenie kosztow produkcji.

2. Sa nowe technologie produkcji elementow wykonawczych.

3. Podobnie - wprowadzono procesory zawierajase DSP (rdzenie procesorow sygnalowych) w celu optymalizacji
sterowania zaleznosciami czasowymi (timing) zaworow w funkcji pomiarow
z czujnikow ukladu spalania, wydechowego i zasilania ( temperatury, cisnienia, przeplywy, gradienty, obroty, ...).


W sumie jest to high tech, nieosiagalny dla zapoznionych w badaniach.
I nie jest to elektronika f-my Bosch.

[vogon.jeltz]

Nie znam szczegółów i być może się mylę, ale nie wydaje mi się to bardziej skomplikowane technicznie, czy wymagające bardziej zaawansowanych technologii produkcji niż, powiedzmy, common rail stosowany przecież na masową skalę od 20 lat.

[nazimno]

Na razie tak.
Potrzebne sa nowe linie do wielkoseryjnej produkcji tych ukladow.
Tylko w Chinach mozna to szybko skonfigurowac.

[bwv1080]

vogon.jeltz napisał:

> Zajebiste. Tylko dlaczego dopiero jedna firma, dopiero teraz i dopiero coś zacz
> yna, a nie jest to rozwiązanie stosowane na masową skalę od 20 lat?

Bo wcześniej było nieopłacalne lub zawodne. A przy okazji za duże i potrzebowało za dużo prądu.

[tanebo2.0]

Albo gdy zawór otwierany jest za wcześnie albo za późno.