Brevetto Ferrari: “Metodo di controllo di un turbocompressore provvisto di attuazione elettrica in un motore a combustione interna sovralimentato"

[falconero79]

ma a questo punto non conviene togliere direttamente la parte della turbina collegata allo scarico? 

[J-Gian]

9 minuti fa, falconero79 scrive:

ma a questo punto non conviene togliere direttamente la parte della turbina collegata allo scarico? 

No, perché altrimenti come la recuperi l'energia dei gas di scarico?

 

Si estraggono diversi kW dai gas 

[GL91]

2 ore fa, jameson scrive:

MEGACUT

 

1 ora fa, J-Gian scrive:

MEGACUT

Ah ecco, quindi è la turbina che viene limitata. Curiosità (forse fesseria), il motore elettrico che alimenta il compressore non rischia di trovarsi senza energia in quei frangenti? Può prendere energia anche da altre fonti (ipotesi: sistema mild-hybrid con relativa batteria), o in quei casi la turbina lavora a prescindere?

[J-Gian]

10 minuti fa, GL91 scrive:

Ah ecco, quindi è la turbina che viene limitata. Curiosità (forse fesseria), il motore elettrico che alimenta il compressore non rischia di trovarsi senza energia in quei frangenti? Può prendere energia anche da altre fonti (ipotesi: sistema mild-hybrid con relativa batteria), o in quei casi la turbina lavora a prescindere?

La turbina viene limitata nel carico, o addirittura byassata tramite valvola.

 

Tra turbina e compressore, in questi casi deve necessariamente frapporsi elettronica di controllo ed una batteria di potenza. Per cui sì, immagazzinamento e prelievo dell'energia elettrica, non necessariamente devono coincidere come tempi e quantità, entro certi limiti ovviamente...

[ISO-8707]

1 ora fa, GL91 scrive:

 

Ah ecco, quindi è la turbina che viene limitata. Curiosità (forse fesseria), il motore elettrico che alimenta il compressore non rischia di trovarsi senza energia in quei frangenti? Può prendere energia anche da altre fonti (ipotesi: sistema mild-hybrid con relativa batteria), o in quei casi la turbina lavora a prescindere?

 

Io credo che l'applicazione sia riservata ai propulsori full-hybrid: per sovralimentare un v8 da 6/700 cv all'albero, un compressore assorbe anche più di 200cv, potenze insostenibili da parte di un impianto a 48v

[Umbi]

Il problema di questo sistema sono le perdite .... Un generatore ed un motore a questi regimi quanto renderanno (C'è poi anche l'inverter che comanda il motore) ?  In questo modo il 20-40% della potenza meccanica disponibile va persa ... Non era meglio poter sganciare il compressore solo quando trascinato dal motogeneratore (Frizione o altro) ?

[ISO-8707]

2 ore fa, Umbi scrive:

Il problema di questo sistema sono le perdite .... Un generatore ed un motore a questi regimi quanto renderanno (C'è poi anche l'inverter che comanda il motore) ?  In questo modo il 20-40% della potenza meccanica disponibile va persa ... Non era meglio poter sganciare il compressore solo quando trascinato dal motogeneratore (Frizione o altro) ?

 

In Ferrari la pensano diversamente

 

Cita

Il dimensionamento e la modalità di controllo di un turbocompressore sono sempre un compromesso tra le esigenze del compressore e le esigenze della turbina e tra la necessità di contenere il ritardo del turbo (“turbo lag") e la necessità di fornire un incremento di potenza rilevante; di conseguenza, nella grande maggioranza del tempo nessuna delle due macchine pneumatiche può operare in condizioni ottimali. Inoltre, le due macchine pneumatiche devono venire obbligatoriamente progettate per lavorare insieme (cioè sempre alla stessa velocità di rotazione); di conseguenza, le due macchine pneumatiche non possono venire ottimizzate per massimizzare i rispettivi rendimenti.

 

Per migliorare il funzionamento del turbocompressore è stato proposto (come ad esempio descritto nella domanda di brevetto U82006218923A1) di collegare all’albero del turbocompressore una macchina elettrica reversibile che può venire fatta funzionare come motore elettrico per accelerare il compressore non appena viene richiesto un aumento della potenza erogata e quindi senza attendere l’effetto dell’aumento del volume e della velocità dei gas di scarico, e Che può venire fatta funzione come generatore elettrico per “rigenerare" la parte di potenza meccanica generata dalla turbina e non utilizzata dal compressore.

 

Tuttavia, anche in queste soluzioni il compressore e la turbina sono angolarmente solidali e quindi ruotano sempre alla stessa velocità di rotazione.

 

Per superare i sopra descritti inconvenienti, la domanda di brevetto EP2096277A1 descrive un turbocompressore comprendente una turbina che porta in rotazione un generatore elettrico, ed un compressore che è meccanicamente indipendente dalla turbina ed è portato in rotazione da un motore elettrico. Questa soluzione costruttiva permette di ottenere la massima flessibilità di funzionamento del compressore e della turbina che essendo meccanicamente del tutto indipendenti tra loro possono venire controllati unicamente per ottimizzare il proprio rendimento in tutte le possibili condizioni difunzionamento.

 

 

[4200blu]

18 ore fa, Umbi scrive:

Il problema di questo sistema sono le perdite .... Un generatore ed un motore a questi regimi quanto renderanno (C'è poi anche l'inverter che comanda il motore) ?  In questo modo il 20-40% della potenza meccanica disponibile va persa ... Non era meglio poter sganciare il compressore solo quando trascinato dal motogeneratore (Frizione o altro) ?

Secondo me con la soluzione con turbina elettrica hai la possibilita di usare meglio l'energia del scarico, perche con un motore con turbocompressore tradizionale a giri alti quasi "perdi" tanta energia per il fatto, che un parte e non piu usato perche il waste-gate inizia di lavorare e un parte dell' scarico passa direttamente fuori senza spingere la turbina. Necessario questo perche il pressione della sovralimentazione e limitata. Questa limitazione non hai, se la turbina aziona il generatore elettrico.

[Umbi]

Probabilmente ....bisognerebbe capire se la waste-gate non venga aperta anche perché non ci sia troppa contropressione in ogni caso ... non so ...bisognerebbe capire se hanno brevettato l'idea ... o hanno anche fatto dei test in proposito

[J-Gian]

On 21/7/2018 at 18:45, Umbi scrive:

Il problema di questo sistema sono le perdite .... Un generatore ed un motore a questi regimi quanto renderanno (C'è poi anche l'inverter che comanda il motore) ?  In questo modo il 20-40% della potenza meccanica disponibile va persa ... Non era meglio poter sganciare il compressore solo quando trascinato dal motogeneratore (Frizione o altro) ?

Se è vero che da un lato qui ci sono più trasformazioni energetiche, quindi più perdite per conversione, dall'altro hai la flessibilità di utilizzo: se necessario, puoi ad esempio recuperare energia elettrica anche in quelle fasi in cui il compressore non risulterebbe efficiente per la compressione.

 

Lui intanto fa immagazzinare energia, il modo ed i tempi in cui la si utilizzerà poi, saranno più liberi e svincolati.