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Titolo: Sogno di trasporto individuale a lunga distanza di un ingegnere

Mi pare evidente che in questi anni, i motori a pistoni
(ciclo otto e ciclo diesel) abbiano perso il loro trono di monarchi
assoluti del settore trasporti individuali.
 
Per "individuali" intendo sia le autovetture che gli autocarri:
veicoli guidati da una persona per scopi che possono essere anche
solo quelli della persona alla guida (padroncino autotrasportatore
nel caso degli autocarri) ed energeticamente autonomi.
 
In contrapposizione abbiamo il trasporto collettivo, che tipicamente
significa il treno, e per estensione, ogni tipo di trasporto
individuale che per funzionare necessiti di una infrastruttura
energetica ad alimentazione continua, come nel caso del filocarro,
che senza la linea di alimentazione non funziona. In questa
mia definizione, anche il trasportatore con motrice ferroviaria
sua, ma ovviamente ha bisogno del "passo" sui binari, e' un
operatore di "trasporto collettivo".
 
 
E' da tempo che la tecnologia della conversione di energia primaria
in energia meccanica sugli assi motori si e' evoluta offrendo
soluzione diverse da quelle complicate (ma non complesse) dei motori
a pistoni. Del resto e' da tempo che i motori a pistoni hanno perso
la gara in un settore ove si richiede alto rapporto potenza/peso ed
affidibalita': l'aereonautica. I motori a pistoni tengono ancora botta
nel settore ferroviario e navale, ma dove si erano fortificati era
nel settore del trasporto terrestre. E cosi' faccendo, specialmente
sostenuti dalla forza del mercato delle autovetture, hanno condizionato
il trasporto merci, ferroviario e navale, frenando ogni logica
evoluzione dell'arte di convertire energia primaria in moto meccanico.
 
Grazie a Tesla si e' avviata una rivoluzione, che sta minacciando di
spodestare l'ormai sofisticatissima (calcando sul senso di
bizantinismo del termine) tecnologia dei motori a pistoni.
Ma come sempre accade, finisce che con l'acqua sporca si butti via
anche il bambino. Il bambino in questo caso e' il motore a combustione
interna. La fine del regno dei motori a pistoni (a cui restera' nel
giro di un secolo, solo qualche nicchia di mercato) non significa per
forza la fine dei motori a combustione interna. Nello specifico
mi riferisco ai motori a turbina.
 
In passato c'e' stato qualche tentativo di sposare l'automobile con
la tecnologia dei motori a turbina. Dopotutto aveva una grande
pregio in termini di mobilita': un altissimo rapporto potenza/peso,
il che significava ridurre il peso netto del veicolo, aumentando
il carico utile a parita' di potenza motore. E poi, in una
situazione crescente di mercato alla ricerca di combustibili
alternativi, e' un motore che accetta una ampia varieta' di
combustibili con piccole o nessuna modifica. Ma non ha avuto successo.
Senza ordine particolare, aveva grossi problemi di efficienza a
regimi di cambiamenti di giri, era rumorosa (il che significava
o divieto d'uso nei centri abitanti oppure un enorme volume
per insonorizzare), e difficolta' a reperire materiali
durabili con minima manutenzione.
 
Oggi si sta prospettando un nuovo paradigma di vettura tipo:
motori elettrici e grossa (rispetto alla batteria starter che
oggi tutti abbiamo sull'auto) batteria. Questo tipo di vettura
pero' deve trovare un compromesso ideale tra autonomia e peso
della batteria. Anche perche' batterie grosse costano quanto
il resto della vettura, e quindi risolvere la questione
autonomia con approcci diversi puo' dare un margine concorrenziale.
 
Ancora oggi, la tecnologia delle batterie non puo' battere la
densita' di energia dei carburanti e la durabilita' di un
serbatoio. (quanti pieni puo' accettare un serbatoio di carburante
prima di finire dal rottamatore ? ;-)
 
Un approccio diverso quindi potrebbe essere quello di non esagerare
con la capacita' della "ponderosa" batteria, ma invece mettere a
bordo della vettura un "generatore elettrico" che produca
l'elettricita' che serve all'auto quando occorre lunga autonomia.
 
A questo punto un divagazione: mentre il treno e' sicuramente la
soluzione di trasporto tecnologicamente piu' efficiente (se si
prescinde dal costo di costruzione della infrastruttura), esso ha
senso economico solo se abbiamo un sufficiente volume di merci
e passeggeri. Non per nulla, su tratte poco trafficate, anche
via terra, il trasporto aereo mantiene una sua concorrenzialita'.
Ovvero, riferendosi al trasporto di massa (e non quello elitario
di chi ha soldi e fretta), gli aerei non sono usati solo per
superare i mari (l'alternativa essendo la lenta navigazione) ma
anche per collegare luoghi collegabili tra di loro via terra.
Questo accade quando sono luoghi cosi isolati tra di loro,
in termini di volumi giornalieri di traffico, che il costo della
infrastruttura diventa proibitivo.
 
Mentre il treno ha sicuramente senso per un collegamento tra
Pianura Padana (con la sua densita' di popolazione e fabbriche)
ed il resto dell'Europa (da cui il mio favore per il tunnel di
base del Moncenisio, o TAV Val di Susa, come i media l'hanno
reso noto), lo stesso non si puo' dire per un binario
attraversato da un solo treno al giorno.
 
Quindi il trasporto individuale a lunga autonomia ha ancora e
avra' ancora un suo posto. Anche con economie che si svezzano
dal petrolio e dai combustibili e passano nuovi fonti, come le
rinnovabili ed il nucleare (nuovo come tecnologia).
 
Torniamo all'auto: nella mera funzione di "estensore di
autonomia", il motore di quello che non e' altro un gruppo
elettrogeno non e' piu' legato alle esigenze di flessibilita'
di funzionamento che sono il maggiore successo dei motori a pistoni.
Non ha bisogno quindi di sofisticati sistemi di aggiustamento del
ciclo di combustione (anticipo variabile, etc.), ne di un
motore elastico nel funzionamento a regimi variabili,
etc. Tutto questo era il regno quasi esclusivo dei motori
a pistoni, quando non e' disponibile elettricita' come
accade in posizionamenti stazionari. (altrimenti il motore
elettrico batte tutti). E quindi si puo' andare a guardare
anche altre tecnologia meccaniche. La Toyota ha fatto un
passo timido sviluppando un motore a ciclo Atkinson, ma non e'
stato un reale cambiamento in avanti, ed infatti alla fine
non ha avuto successo. Quello che occorre fare e' abbandonare
del tutto l'idea di volere solo modificare un motore a pistoni.
Occorre cioe' considerare anche di buttarlo via e passare
ad altro. Come un motore a micro-turbina.
E che ha il vantaggio di non essere legato ad uno specifico
portatore di energia (carburante).
 
Fine introduzione, al prossimo messaggio per i dettagli.


 
ma mi pare logico che terminata la sperimentazione, nel modello definitivo
diventi elettrico puro con MGT extender.
 
L’autocarro in questione e’ munito di refrigeratore:
 
“The Kenworth Class 7 work truck features a Capstone C65 microturbine 
that is installed onboard and operates on compressed natural gas. The 
microturbine acts as a range extender to charge an onboard 47 kWh Li-Ion 
battery pack, which in turn provides power to the electric traction 
motors that propel the truck. The truck is fitted with a refrigerated 
box body that uses electric power to provide payload cooling while on 
the road, thereby eliminating the need to operate a separate diesel 
engine generator set with its associated fuel consumption and additional 
emissions.”
 
il che aggiunge un altro vantaggio dell’elettrico: con batterie cosi’ 
grosse, il compressore frigorifero puo’ funzionare elettricamente, 
evitando cosi’ di rovinare le notti dei cittadini che dormono quando
vicino parcheggia un trasporto frigorifero per la sosta notturna (chi 
vive in periferia conosce il
problema).
 
I risultati della sperimentazione:
 
“Capstone has developed simulations to compare a microturbine-powered 
hybrid electric vehicle’s fuel economy, NOx and CO2 emissions to a 
conventional diesel-powered truck drivetrain operating on city and rural 
delivery cycles. Simulated results for low-mileage urban delivery routes 
indicate diesel equivalent truck miles-per-gallon could be as much as 
three times higher for the microturbine hybrid, with a corresponding 
reduction in greenhouse gas of 65 percent and a reduction of NOx by more 
than 90 percent. “
 
Se credete che abbia finito, siete degli illusi :-) al prossimo messaggio


 
che pero’ era limitato al recupero di calore di gas di scarico a 
temperature piu’ basse e
quindi con efficienze di recupero modeste. Ma qui siamo a temperature 
tali per cui
la sezione di recupero puo’ ragionare da efficienze del 20% che vanno a 
sommarsi
a quella della MGT primaria.
 
In pratica un ciclo combinato che puo’ spingere l’efficienza al 50%, 
esattamente come nelle centrali elettriche a ciclo combinato a gas. 
Forse sulle auto non avra’ successo (complicazione su
complicazione) ma dove il proprietario guarda i costi, vedi 
l’autotrasportatore, avere un autotreno che consuma un 30% in meno di 
carburante, fa la differenza. E quindi vedo plausibile che in
un futuro di autocarri a trazione MGT/elettrica, il modulo di 
conversione elettrica sara’ dotato di accessorio delle turbine a vapore 
di recupero di calore.
 
Del resto, a suo tempo si e’ pensato di aggiungere proprio una turbina a 
gas, per migliorare le prestazioni dei motori a pistoni, il 
“turbo-diesel”. Se qualcuno dicesse: complicazioni su complicazioni, 
aggiungere ad un MGT una turbina a vapore con secondo generatore, etc.
Quel qualcuno evidentemente non ha mai alzato il cofano di una moderna 
auto diesel :-)
 

> Se credete che abbia finito, siete degli illusi :-) al prossimo messaggio
 
lol lol deboni, veramente lei crede che i suoi pipponi vengano letti 
per intero?

 > Se credete che abbia finito, siete degli illusi :-) al prossimo messaggiolol lol deboni, veramente lei crede che i suoi pipponi vengano letti per intero?
 
Eh eh eh...
-- 
_-=Mo do=-_ ®
 
Una volta ho fatto un blog, ma faceva vomitare. Sì, non cagare,
 proprio vomitare. Lo ha detto anche ammiocuggino
 webnapster.
 
 
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On 02/02/2020 17:55, Roberto Deboni DMIsr wrote:
 > On 02/02/2020 17:52, Roberto Deboni DMIsr wrote:
 >> Mi pare evidente che in questi anni, i motori a pistoni
 >> (ciclo otto e ciclo diesel) abbiano perso il loro trono di monarchi
 >> assoluti del settore trasporti individuali.
 >
 > ...snip...
 
 
 > I risultati della sperimentazione:
 >
 > “Capstone has developed simulations to compare a microturbine-powered 
hybrid electric vehicle’s fuel economy, NOx and CO2 emissions to a 
conventional diesel-powered truck drivetrain operating on city and rural 
delivery cycles. Simulated results for low-mileage urban delivery routes 
indicate diesel equivalent truck miles-per-gallon could be as much as 
three times higher for the microturbine hybrid, with a corresponding 
reduction in greenhouse gas of 65 percent and a reduction of NOx by more 
than 90 percent. “
 >
 > Se credete che abbia finito, siete degli illusi al prossimo messaggio



E' tutta sceneggiata. In realta' uso Usenet come archivio per
i miei sritti. Ehhehhee ...
 


Una sorta di SIAE gratuita, eh...?!
 
 
 
sandro

Roberto Deboni DMIsr ha detto questo domenica :

lol comprendo deboni, ma la sostanza non cambia

la chevrolet volt e' gia' stata progettata in quel modo
 
il motore termico funziona solo e sempre da generatore e non e' mai collegato al drivetrain in nessun modo
 
mi sembra che la chiamino proprio elettrica ad autonomia estesa e che non scrivano volutamente in nessun dove la parola ibrido
 
mi pare sia stato un discreto flop sia negli usa che in europa (col nome ampera)

 che in europa (col nome ampera)
 
10'000 vetture fino al 2016.
 
Ecco la descrizione dettagliata del "flop":
 
"As of September 2018, the Volt/Ampera family of vehicles is the
world's all-time best-selling plug-in hybrid vehicle, and the Volt
is also the U.S. all-time top-selling plug-in electric car.
 
Notare una funzione che e' tipica delle ibride "serie" (oltre che delle
elettrice pure):
 
"The Volt's regenerative braking also contributes to the on-board
electricity generation."
 
Con una ibrida parallelo, il recupero d'energia in frenata
e' problematico (la Prius lo faceva ?) o poco efficiente.
 
Con una ibrida "serie", avendo motori elettrici di grande potenza
sugli assi, si puo' avere una vigorosa ed efficiente frenata
rigenerativa.
 
La questione e' che per generatori che operano a regime costante, il
motore piu' efficiente, considerando che un auto ha anche un problema
di rapporti potenza/peso (che in servizio stazionario oppure in
servizio marino, non c'e') e' quello a turbina a gas. E' quello il
vero salto tecnologico. Pero' c'e' il problema che le turbine a gas
fanno schifo se cominciamo a chiedere variazioni di potenza e giri.
Un turbina a gas, modulo male la sua potenza. Ma una turbina a gas
collegata ad un generatore che carica batterie (e magari in presa
diretta quando in autostrada a velocita' costante - l'idea della
Volt) opera nel punto "dolce" del suo regime, ovvero alla massima
potenza a regime costante.

 Una sorta di SIAE gratuita, eh...?!
 
Anche, non ci avevo pensato :-)
 


Voglio i diritti per l'idea. :P
 
 
 
sandro