Miksi autotehtaat eivät käytä autoissa nestevälitystä,tulisi mieleen että olisi helppo toteuttaa.
Eli polttomoottorin perään muuttuvatilavuuksinen hydraulipumppu josta yhteys nestemoottoriin joka pyörittäisi esim perää josta voima johdettaisiin renkaille.
Moottori kävisi kuormituksessa parhaalla vääntöaluella,muuttuvatilavuuksisen pumpun virtausta säätämällä muuttuisi ajonopeus portaattomasti kuten automaattivaihteisessa vaihteistossa.
Mikä olisi kyseisen konstruktion suurin toteuttamisen este,hinta?,ottakaa viisaat kantaa!
Kirjaudu kommentoidaksesi.
Hydrostaattinen voimansiirron voiman, momentin ja nopeuden helppo säätö portaattomasti toisi varmasti myös auton voimansiirtoon etuja. Varjopuolena on nykyiseen mekaaniseen voimansiirtoon nähden lämpötilan vaikutus toimintaan, monimutkaisuus ja hinta.
koska autossa käytettävä nopeusalue on laaja, tarvittaisiin hydrostaattisessa voimansiirrossa sekä säätyvätilavuuksinen pumppu että moottori. Tämä tulisi liian kalliiksi verrattuna nykyiseen mekaaniseen voimansiirtoon.
jos auto keksittäisiin vasta nyt, olisi se todennäköisesti tekniseltä toteutukseltaan hyvinkin erilainen mihin olemme tottuneet.
Olihan tuollaisia 70-luvulla puolustusvoimilla, taisivat olla ensimmäiset
PASIt.
Luulen, että syynä on hinta. Ei tarvitse kuin katsoa erilaisten hydrostaattisten työkoneiden hintoja, niin päätyy maalaisjärjellä tuohon lopputulokseen.
Osa energiasta menis auton liikuttamisen sijaan nesteen lämmittämiseen.
En ole tarkemmin perehtynyt automaattivaihteiden toimintaan, mutta eikö tuo selitä niidenkin huonoa energiatehokkuutta?
simppa:
Työkoneissa on hydrauliikkajärjestelmä jo valmiina erilaisten työlaitteiden käyttämiseen. Tällöin ei tarvitse enää lisätä kuin hydraulimoottori(t) pyörien tai telaketjujen pyörittämiseen.
Siksi myös kustannussyistä työkoneissa kannattaa käyttää hydrostaattista voimansiirtoa.
K-10:
Yleinen harhaluulo on että hydrostaattinen voimansiirto olisi hyötysuhteeltaan mekaanista voimansiirtoa huonompi. Kaikessa voimansiirrossa osa energiasta muuttuu lämmöksi, hyötysuhde ei ole koskaan 100%
Nykyiset parhaat automaattivaihteistot ovat hyötysuhteeltaan samaa tasoa kuin perinteiset manuaalivaihteiset autot.
Tämä ei ole harhaluulo, vaan tämänhetkisellä tekniikalla vallitseva totuus. Hydrostaattisen voimansiirron pumppaushäviöt tekevät siitä mekaaniseen vaihteistoon verrattuna huomattavan epätehokkaan, vaikka ero onkin supistunut sitten ensimmäisten hydrostaattisten voimansiirtojen 60-luvulla. Nykyaikaista jokaisella vaihteella lukkiutuvaa automaattivaihteistoa ei tähän kannata sotkea, sillä silloin harvoin kun siinä voima välittyy pelkän nesteen välityksellä on kyse hydrodynaamisesta voimansiirosta.
Työkonekäytössäkin hydroja on lähinnä pienissä pyöräkuormaajissa yms. Maataloustraktoreissa tuollaisia on ollut historiallisesti jonkin verran, epätaloudellisuuden vuoksi ei kuitenkaan enää nykyään. Hydrot on korvattu portaattomilla vaihteistoilla, joissa mekaaninen ja hydrostaattinen voima yhdistetään planeettavaihteistossa (vrt. monien hybridien vastaavat vaihteistot, hydrauliikan tilalla sähkömoottori), tuloksena portaattomuus. Noissakin tosin yleensä useampi nopeusalue, jotta koko nopeualue saadaan katettua.
Nopeusalue on toinen ongelma, esim. nykyisissä puimureissa on niissäkin käytössä saatöilavuuspumppu/moottori yhdistelmä, ja nopeusalue 0-25 km/h... En tosiaan tiedä millaisia yhdistelmiä 0-160 km/h nopeusalueen kattamiseen tarvittaisiin.
juster:
Nykytrendi taitaa kuitenkin olla automatisoidut mekaaniset laatikot?
Ei taida edelleenkään olla parhaatkaan automaattivaihteiset manuaaleja parempia hyötysuhteeltaan. Näyttää ehkä siltä kun EU-syklissä automaatti vaihtaa aina itse haluamansa vaihteen, manuaalit taas testataan ajamalla ennalta päätetyillä vaihteilla jotka eivät välttämättä ole paras vaihtoehto. Tämänkin lisäksi automaatit ovat yleensä huonompia suorituskyvyltäänkin joten sekin vielä. Vaikka monissa on enemmän pykäliä kuin manuaaliversiossa...
Jaakkoe:
Itse asiassa hydraulisten toimilaitteiden tehonhäviö muodostuu kolmesta asiasta. liikkuvissa osissa on välyksiä ja siten myös vuotoja. Hydraulisten komponenttien sisältämien toisiinsa nähden liikkuvien osien välillä on kitkaa ja nesteen virratessa komponenttien kanavissa ja putkissa esiintyy pyörrehäviötä.
Vaikka erilaiset työkoneet ovat teknisesti varsin korkeatasoisia, ei niiden hydraulisten järjestelmien hyötysuhteeseen kiinnitetä juuri huomiota. Samoin on järjestelmissä käytettävien komponenttien laita.
Eikä varsinaisesti ole tarvettakaan, koska nykyiset hydrostaattis-mekaanisella voimansiirrolla varustetut ajoneuvot ovat riittävän hyviä. Näin saadaan suhteellisen edullinen portaaton tehosiirto kohtuullisella hyötysuhteella kyseisiin työkoneisiin.
Toisin on eräissä (military) ratkaisuissa joissa voimansiirron tuottamaa lämpöenergiaa halutaan mahdollisemman paljon vähentää. Järjestelmän suunnittelulla ja hydraulisten komponenttien hyötysuhde vaatimuksia korottamalla on saatu hyötysuhde mekaanista voimansiirtoa paremmaksi.
Mikä on sitten henkilöauton voimansiirron hyötysuhde? Esim. Honda Civic 1,8 moottoriteho 103 KW ja vetopyöräteho 71 kW (lähde TM kestotesti 14/07) eli Civicissä n. 30 % moottoritehosta kuluu voimansiirron tehohäviöihin.
Ja pari käsitettä loppuun,
Hydrodynaaminen tehonsiirto: liike-energia
Hydrostaattinen tehonsiirto: paine-energia
Putput:
Pitää paikkaansa että nykyinen kulutuslukema mittaustapa suosii automaattivaihteisia autoja. Parhailla automaattivaihteilla tarkoitin Lexuksen 8-vaihteista, ZF:n tulevaa 8-vaihteista ja Mercedeksen MCT 7-vaihteinen vaihteisto, joka on varmaan tämän hetken mielenkiintoisimpia vaihteistoja.
PS. Porsche 911 turbo on siitä mielenkiintoinen urheiluauto että kiihtyy automaattivaihteisena nopeammin kuin manuaali. Mikä siinä koska suurin osa myydäänkin automaatilla varustettuna.
1977 Oulun tykistöön tuli ns, Nemo-Sisuja jossa oli hydraulipumppu ja liittimet perässä hinattavalle, venäläiselle 130 mm tykille. Tykin pyöriin oli asennettu Suomessa keksitty ja Sisun kehittämä nestemoottori, jossa oli aaltoileva ulkokehä. Tähän ulkokehään painoi kapan keskeltä hydraulipaine sylintereissä olevia mäntiä. Mäntien päissä oli rullat ja ne oli sijoitettu siten että rullien voima kohdistui aallon harjalta eri kohtiin aallon pohjaan. Nemo oli kaksi nopeuksinen ja synkronoitu vetoauton ykkös- ja kakkosvaihteen kanssa samalle nopeudelle. Suurin nopeus sen kakkosvaihteella oli 25 km tunnissa. Kun Sisun maastokuorma-auto painoi 6000 kg ja tykki 8000 kg eli oli vetoautoa raskaampi, maastossa tarvittiin nestemoottorin antamaa voimaa liikkua. Kokeilin kerran Heinuvaarassa ajaa jyrkkää rinnettä ylös pelkän nestemoottorin varassa. Kevyesti se työnsi autoa edellään. Maastossa se helpotti huomattavasti liikkumista ja avitti yhdessä auton nelivedon kanssa vaikeidenkin paikkojen yli. Maantiellä liikuttaessa nestemoottori pidettiin vapaapaineen avulla pois päältä kun ajettiin kolmosvaihteesta ylöspäin. Näitä 130 mm tykkejä varten tuli myös samaan aikaan automaattivaihteisia Scanioita. Scania oli huomattavasti suurempi maastokuorma-auto ja siinä oli vetävä teli. Sisuun verrattuna Scanian hytti oli mukava ja viihtyisä. Siihen sen ominaisuudet loppuivatkin, maastossa Sisu meni siitä mistä kuski halusi sen mennä. Scanialla kelpasi ajaa vain teitä pitkin ja kun pakkasta tuli yli 10 astetta, automaatiloota ei toiminut enää. Muistaisin että niille tuli pakkasraja parin kuukauden käytön jälkeen.
fficial&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&sa=X&oi=video_result_group&resnum=4&ct=title#" rel="nofollow">http://video.google.com/videosearch?q=tesla+turbine&oe=utf-8&rls=org.mozilla:fi
fficial&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&sa=X&oi=video_result_group&resnum=4&ct=title#
Jos itse lähtisin kehittämään nopeatoimista nestemoottoria ajoneuvoon, tekisin sen teslaturbiinista sen hyvän, 98+ prosenttisen hyötysuhteen ja yksinkertaisen rakenteen vuoksi. Joissain Traktoreissa käytetään nykyisin Teslaturbiiniin perustuvia kytkimiä. Teslaturbiinia voidaan käyttää sekä turbiinina että pumppuna, ohessa linkki juutupeen niistä:
<a target="_blank" href="http://video.google.com/videosearch?q=tesla+turbine&oe=utf-8&rls=org.mozilla:fi
Nikola Tesla oli huikea yleisnero, mutta tuskin hänen turbiininsa hyötysuhde olisi kovin korkea nesteen pyörittämänä, johtuen virtaushäviöistä. Toinen ongelma on liikkeelle lähtö, koska vaihteistoa ei olisi, pitäisi tarvittava vääntömomentti saada aikaan nolla kierroksilta.
Minä olen rakentanut muutaman teslaturbiinin ja ainoa ongelma siinä on turbiinin käynnistys pienellä paineella. Liikkeelle laitettaessa se tarvitsee pienen painepulssin ja sen jälkeen se kyllä pyörii hyvinkin vähäisellä virtauksella. Senkin ratkaisin hyvin käytännöllisellä tavalla aivan jokapäiväisestä elämästä. Mitä tulee hyötysuhteeseen ja erityisesti nesten suhteen, sillä ei oe merkitystä onko se ilmalla toimiva, kaasulla, höyryllä tai nesteellä. 98+% Hyötysuhde on tutkittu ja todettu jo vuonna 1955 ja sen jälkeen. Hetken kaivelemalla nettiä, siitä kyllä löytää dokua. Turbiinin toiminnan ymmärtää helpoiten kun rakentaa toimivan mallin ja tarkastelee sitä erilaisilla testeillä. Levyjen väliin muodostuva ns, bounadari layer eli rajakerros-ilmiö joka on nykytietämyksen mukaan sen liikkeelle paneva voima. Myös Formuloista tuttu diffussori-ilmiö voisi muuten soveltua, mutta siinä tie ja auton pohja liikkuu toisiaan vastaan. Mielenkiintoista olisi kokeilla levyillä, jossa pinta on samanlainen kuin golf-pallossa. Toisaalta tappi levyn pinnassa aiheuttaa pyörteisen turbulenssin ja hyvin suurilla kierroksilla virtauksen kuumenemisen jopa plasmaksi. Tesla ei itsekkään tiennyt, mikä vaikuti levyihin ja sai ne pyörimään, alunperin hän arveli sen olevan kitka mutta pohtiessaan tarkemmin sitä, päätyi jonkin tuntemattomaan liikkeelle panevaan voimaan. Toisaalta voimme arvella sitä, mistä hän tämän ajatuksen sai ja sen suhteen olen päätynyt sirkkelin terällä sahaamiseen esim. Wardenglyffen rakentamisen aikoihin, jossa ilmiö on helpoiten huomattavissa ulos lentävän sahajauhon liikeradasta. Ideana Teslaturbiinissa on että levy pyörii käytännössä samalla nopeudella, mitä neste, ilma, kaasu ym. moska virtaa spiraalin muotoista rataa reunalta keskiöön tai kuten pumpussa päinvastoin keskiöstä reunalle.
Helpoiten tuon rajapintailmiön voi todeta rakentamalla yksinkertaisen turbiinin cd-levyistä. Esim. paineilmalla kiihdyttämällä ja pyörittämällä ja ilman laippaa joka moninkertaistaa sen tehon, voi nähdä levyjen taipuvan toisiaan vasten niiden väliin muodostuvan voimakkaan imun vaikutuksesta. Imu on jopa niin voimakas, että cd-levyn pinnoite irtoaa ja lentää turbiinista ulos hyvin pienenä pilppuna.Suosittelen suojalaseja, Ilman tmv. virtauksen nopeudesta riippuen turbiini voi kiertää yli 30000 kierrosta ja haljetessaan se menee päreiksi.
Perinteiseen turbiiniin verrattuna teslaturbiinin etuna on turbulenssin lähes kokonaan puuttuminen. Kuten sanoin, jos pitäisi kehittää nopeatoiminen nesteellä toimiva vaihteisto, soveltaisin siihen teslaturbiinia. Siitä on mahdollista tehdä jopa hyvin pienikokoinen nykyisillä materiaaleilla. Pelkästään 7 levyn leveys väleineen on alle 25 mm ja halkaisija voi olla 20 mm alkaen vaikka 500 milliin. Oma ajatus on kuitenkin aivan jotain muuta kuin nestevälitys ja siitä ehkä joskus enemmän. Tosin tätä kirjoittaessa sain mielenkiintoisen idean, joka täytyy kokeilla tuon nestevälityksen suhteen.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Rajakerros