BMW - Sistemi di recupero energia Turbosteamer and Thermoelectric Generator (TEG)

[LoZar]

mi piacerebbe che il nostro compare Net Flier VI raccontasse della sovralimentazione ad ACQUA che Alfa aveva approntato negli anni 70 x le GTA... solo che nn c'era l'elettronica per poter gestire la potenza. Chissà se quei progetti sono recuperabili, spaccherebbero la concorrenza...

Cmq bella idea questa di bmw, anche se non la vedo proprio applicabile nell'immediato

Come come ,tu non hai documentazione a riguardo?

[ACS]

no mi spiace ne avevo parlato con un collaudatore ai tempi, ma poi avevo anche rimosso la questione fino a quando un pomeriggio ne ho discusso con Net...

Cmq documentazione pochissima se nn nulla, racconti e ricordi di persone che lavorarono al progetto. Net sa la storia x bene.

Net se ci sei batti un colpo

[simonepietro]

Ovviamente stiamo parlando di simulazioni al banco.

Un sistema simile richiede notevole aumento della complessità dello scarico e soprattutto richiede una marea di spazio in più:

Il generatore di vapore, che è quello scatolotto appena prima del silenziatore, non troverà molto facilmente posto sotto il pianale dove già ci sono i bracci delle sospensioni, il serbatoio e (specificamente nel caso BMW) gli alberi e il differenziale posteriore.

Inoltre la complessità intrinseca di un sistema "a vapore" richiede notevoli sforzi di messa a punto: stanno aggiungendo un nuovo sottosistema in più oltre a quello di scarico, con rischi di trafilaggi e perdite ad alta temperatura, nuove parti che si possono rompere.

Stiamo parlando di montarlo su un mezzo di trasporto e non solo di farlo funzionare su un banco in laboratorio.

E' un idea che mi ricorda le ipotesi di frallog (e a lui piacerebbe molto).

in effetti gli ingombri non sono trascurabili.

[Wilhem275]

Sposto in BMW e tiro su per chi non aveva ancora visto

[Matteo B.]

Cmq bella idea questa di bmw, anche se non la vedo proprio applicabile nell'immediato

[Omphalos]

L'idea è buona e pure molto semplice... lo si fa già in altre applicazioni. Solo che come dice Regazzoni installare tutto l'accrocchio in una vettura che non lo ha previsto fin dall'inizio è un bel problemino.

Probabilmente intendono implementare il tutto per il 2010 quando progetteranno la nuova serie 3

[Omphalos]

mi piacerebbe che il nostro compare Net Flier VI raccontasse della sovralimentazione ad ACQUA che Alfa aveva approntato negli anni 70 x le GTA... solo che nn c'era l'elettronica per poter gestire la potenza. Chissà se quei progetti sono recuperabili, spaccherebbero la concorrenza...

Cmq bella idea questa di bmw, anche se non la vedo proprio applicabile nell'immediato

Mi pare di ricordare che le aziende tedesche non sono nuove a ritirare fuori idee italiche in questi tempi di elettronica onnipotente... speriamo che nei centri di ricerca intaliani siano ancora più avanti, perché altrimenti questi signori ci fregano le invenzioni abbandonate per le impossibilità tecniche di quei tempi

[simonepietro]

Evoluzione 2008 ,non credo che in questo caso sia accoppiato ad un 1.800cc.

in aggiunta un pannello fotovoltaico per alimentare i servizi di bordo ad auto ferma.

(motor authority)

poer i moderatori. Credo che potremmo unire il tutto alla discussione BMW EFFICIENT-DYNAMICS

Modificato 15 Maggio 2008 da simonepietro

[Dodicicilindri]

BMW Turbosteamer

Ci risiamo! BMW dimostra ancora una volta il suo "attaccamento" al motore a pistoni presentandone l'ennesima evoluzione: il Turbosteamer. Questo sistema equipaggierà probabilmente in futuro tutti i modelli della casa bavarese, ed è frutto della filosofia "Efficient Dynamics", secondo cui la diminuzione di inquinamento e consumi viene perseguita non a scapito, ma addirittura migliorando prestazioni e piacevolezza di guida: in sintesi limitando gli sprechi energetici.

Il funzionamento è abbastanza complesso, ma si basa su un principio molto semplice; seguite il ragionamento: i motori a benzina odierni hanno rendimenti medi intorno al 15%. Cosa significa?

Che per ogni litro di benzina bruciato all'interno del cilindro, solo il 15% del calore (o energia termica) prodotto viene sfruttato per "spingere i pistoni" e quindi fare avanzare il veicolo. E che fine fa il restante 85% del calore? In parte viene ceduto alle pareti del cilindro, e quindi al sistema di raffreddamento, mentre il resto esce dalla camera di combustione assieme ai gas di scarico (ancora molto caldi) per essere "buttato" in atmosfera. Perché abbandonare nell'atmosfera tanto calore, sprecando così tanta energia e quindi potenza? Perché, in un certo senso, la "qualità" dell'energia termica dipende dalla sua temperatura. Quindi è più semplice trasformare la stessa quantità di calore in "energia propulsiva" se la temperatura di questa fonte di calore è di 2000°C anziché 1000°C.

In pratica è conveniente sfruttare l'espansione dei gas caldi all'interno del cilindro quando questi hanno temperature al di sopra dei 900°C, mentre sarebbe molto più complicato sfruttare la restante (e rilevante) parte di calore, che viene semplicemente "espulsa" per poter sfruttare la successiva combustione.

Una volta che questi gas sono fuori dal cilindro, la loro energia termica serve solo ad attivare i catalizzatori (che funzionano con temperature intorno ai 350°C – 500°C). Al massimo si può sfruttare questa energia ricorrendo alla sovralimentazione tramite turbocompressore. Questo metodo però, utilizza l'energia dello scarico solo per "pompare" una maggiore quantità in aspirazione; il risultato è si un incremento delle prestazioni, ma anche un analogo aumento dei consumi: l'efficienza del motore, in linea di massima, rimane sempre intorno al famoso 15%!

Nel caso del Turbosteamer invece, l'elevata quantità (nonostante la relativamente bassa temperatura) di calore dei gas di scarico, insieme a quello del liquido refrigerante, viene "trasferito" ad una sorta di "motore secondario", indipendente da quello principale a pistoni e capace di racimolarne ancora qualche kW di potenza. Tramite degli scambiatori di calore inseriti sulla linea di scarico e sulla linea di refrigerazione, una certa quantità d'acqua viene così riscaldata fino a diventare vapore ad alta pressione. Ecco quindi che la stessa energia termica "scartata" dal motore principale ed altrimenti "gettata via" viene "convogliata" su due piccole turbine, le cui pale raccolgono il getto di vapore trasformando lo scarto di calore in energia meccanica che contribuisce alla propulsione del veicolo. L'asse delle turbine è infatti collegato, tramite cinghie di trasmissione, direttamente all'albero motore al quale fornisce una spinta supplementare.

In termini numerici, si riescono ad ottenere "gratis" degli aumenti di potenza e coppia motrice pari rispettivamente a 13 CV e 20 Nm. Considerando le prestazioni del motore della 318i (129 CV e 180 Nm), si tratta di valori pari al 10% circa rispetto a quelli massimi del motore a pistoni. I consumi risultano invece diminuiti del 15%, o se preferite il rendimento complessivo è migliorato del 15%. Sarà interessante capire con quale logica ed in quale condizioni di funzionamento sia possibile sfruttare questa spinta ausiliaria, ad esempio se tale spinta si possa avere anche allo spunto come accade con i motori elettrici.

E' comunque interessante il confronto con le altre motorizzazioni: ad esempio le prestazioni della 318i con Turbosteamer dovrebbero risultare confrontabili con quelle della 320i, la quale costa circa 1600€ in più ma ha dei consumi leggermente superiori. Questi dovrebbero invece risultare solo poco superiori rispetto alla diesel entry-level, la 318d che costa 2200 € in più rispetto alla 318i ma che ha anche prestazioni inferiori. Quindi un costo di circa 2000-3000€ sarebbe ben giustificato per questo sistema (anche se BMW non parla ancora di costi), che non imporrebbe rinunce ne dal punto di vista prestazionale, ne dal punto di vista delle spese di gestione.

Quanto alla "messa in produzione", BMW dichiara che già oggi il sistema ha dimensioni tali da poter essere ospitato anche sulla serie 3; tuttavia pare che il lavoro di sviluppo, miniaturizzazione ed industrializzazione sia ancora lungo, visto che si prevede un percorso di almeno 10 anni. Forse troppi considerando le varie tecnologie – alternative o meno al motore a pistoni – che prima o poi supereranno lo status di "prototipo".

Il sistema, secondo precise politiche aziendali, sarà destinato a tutti i modelli BMW, i cui responsabili affermano come "una modesta riduzione dei consumi ottenuta su tutta la gamma di modelli apporti benefici maggiori per la collettività rispetto ad una notevole riduzione conseguita soltanto su un modello di nicchia ". Una provocazione lanciata a chi esibisce avveneristici prototipi dallo scopo puramente dimostrativo ma privi di effetti benefici sull'ambiente (almeno fino a quando non saranno messi in vendita a prezzi competitivi), "snobbando" magari il motore a pistoni (e tutti i possibili affinamenti)? Probabile.

Ad ogni modo, solo il tempo dirà chi ci ha visto veramente giusto in questa sfida; noi possiamo solo augurarci che i "maggiori benefici per la collettività" arrivino ben prima dei 10 anni o più di cui si continua a parlare in giro...

[simonepietro]

nuovo capitolo della saga Turbosteamer.

Sarà di nuovo presente a ginevra ma con una sigla nuova di pacca e che credo che sarà quella ufficiale di produzione, in futuro (TEG)

Tra l'altro la vw non è rimasta con le mani in mano

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TEG : THERMO ELECTRIC GENERATOR

. Also the medium-term continuation of the development strategy BMW Effi cientDynamics becomes on the international automobile salon 2009 in Geneva represented. To the current development projects belongs for example the integration of a thermoelectric generator (TEG), which makes a direct transformation possible of exhaust gas heat into electricity. Through this procedure leaves itself the intelligent energy management within the vehicle continue to optimize. This goal becomes today already by in all model rows in series used brake suppl. IE recuperation reached, with that the generator during the thrust and brake phases River for the electrical system from the kinetic energy of the vehicle produces. The thermoelectric generator uses the warmth contained in the exhaust gas to the power generation. Engineers BMW Group orient themselves at a technology, of the US-American space agency NASA already since approximately four decades to the generation of current in space probes one uses. It been based on the effect that in thermoelectric semiconductor elements develops for a temperature gradient an electrical tension. In the automobile so far the unused escaping exhaust gas heat can be used, in order to win assistance of the thermoelectric generator river. That Efficiency of such systems could in the recent past to be increased already clearly. In the future consumption advantages could be obtained of up to 5 per cent in the driving experience by the employment of a thermoelectric generator..

Modificato 15 Febbraio 2009 da simonepietro