Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa. 20.01.2010 Heinikainen Olli



Samankaltaiset tiedostot
Kevytrakennetekniikka ja hybridisointi alentavat polttoaineen kulutusta. Tommi Mutanen Kabus Oy

Veneen sähköt ja akusto. Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä

Mekatroniikan peruskurssi Luento 1 /

Palot ajoneuvoissa Syyt / Riskit / Haasteet

Biokaasu traktori on jo teknisesti mahdollinen maatiloille Nurmesta biokaasua, ravinteet viljelykiertoon - seminaari

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

Hydrostaattinen tehonsiirto. Toimivat syrjäytysperiaatteella, eli energia muunnetaan syrjäytyselimien staattisten voimavaikutusten avulla.

tai tai X

Jännite, virran voimakkuus ja teho

SPIRALAIR -KOMPRESSORIT K1-4 K6-8 COMBI KS1-4 KS6 5 MULTI PUHTAUS HILJAISUUS

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

dl = F k dl. dw = F dl = F cos. Kun voima vaikuttaa kaarevalla polulla P 1 P 2, polku voidaan jakaa infinitesimaalisen pieniin siirtymiin dl

Miten sähköautot muuttavat valubusinesta?

Pohjois-Savon liikenneseminaari Liikkumisen ja liikenteen tulevaisuus. Jukka Haavikko

HW roudansulatusta uudella tasolla

HW 1800 (350) - voimapesä pikkuveljeksi HW 3600:lle

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE Risto Mikkonen

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

Elektroninen ohjaus helposti

Superkondensaattorit lyhyiden varakäyntiaikojen ratkaisuna

Molaariset ominaislämpökapasiteetit

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Teknologiaraportti. Heikki Torvinen. 18/1/11 Metropolia Ammattikorkeakoulu

Vahvaa voimaa YUCHAI YC 60 SR ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia!

MECHRON Tekniset tiedot. Malli Mechron 2210 Moottori. 3 syl. nestejäähdytteinen 4-tahti Diesel 16,4 kw (22 hv) Voimansiirto

ENERGIAN TALTEENOTTO LIIKKUVASSA RASKAASSA TYÖKONEESSA

a) Kuinka pitkän matkan punnus putoaa, ennen kuin sen liikkeen suunta kääntyy ylöspäin?

Aurinko-C20 asennus ja käyttöohje

MEHRER -Öljyvapaat kompressorit paineilmalle ja kaasuille

KULMAVAIHTEET. Tyypit W 088, 110, 136,156, 199 ja 260 TILAUSAVAIN 3:19

- VACU-TRAILER

Akkujen ylläpito. Yleistä akkujen ylläpidosta VAROITUS!

Rexroth-tuotteet.

ETULEIKKURIT. Aito runko-ohjaus. Täysi näkyvyys. Etenevyyttä nelivedolla. Helppo käyttää

PR0 CE S S 0 R -MON ITOI MIKONE

UNIVERSAL SERVICE. on tähtiluokkaa. K M P 1) Luotettava. Voimakas. Huokea. Taloudellinen. Nykyaikainen. Osa mainitusta kirjoituksesta on

Termodynamiikka. Fysiikka III Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki

Moottoritekniikan kehityssuuntia ja tulevaisuuden polttoaineet

Smart Grid. Prof. Jarmo Partanen LUT Energy Electricity Energy Environment

Vahva pieni kone YUCHAI YC 08-8 ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia!

Hakkurit. Ympäristönhoidosta urakointiin

Pehmokäynnistimet. Tyyppi PSR. Uusi. Esite PSR1FI06_11 1SFC132003C1801

AUTOMAN. Mäntäkompressorit (0,75 8,1 kw / 1 11 hv)

Sähkö ja magnetismi 2

Sisilisko Sähköskootterit

SÄHKÖKÄYTTÖISET UB 20 / UB 30

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

SÄHKÖ- JA HYBRIDIAUTOJEN ESITTELY JA KORJAUSVAATIMUSTEN SELVITYS

Vahvaa voimaa YUCHAI YC ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia!

INTEGROIDUN SÄHKÖHYDRAULISEN ENERGIAMUUNTIMEN SOVELLUSMAHDOLLISUUKSIA Integrated electrohydraulic energy converter applications

Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A. Käyttöohje

ATV-sarja FOREST PRO. kuormainvaunut mönkijään MADE IN FINLAND

Aurinko-R10 asennus ja käyttöohje

Kehittyneet työkoneiden käyttövoimavaihtoehdot moottorinvalmistajan näkökulmasta Pekka Hjon

Vahvaa voimaa YUCHAI YC 18 SR ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia! UUSI 8-sarja Suomessa Vähäpäästöinen Lyhytperäinen

SÄHKÖLÄMMITTIMET PEHMEÄÄ LÄMPÖÄ KOTIIN

RUUVIKOMPRESSORIT Ilman tuotto : m 3 /min acfm

Vahvaa voimaa YUCHAI YC 230 LC-8 ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia!

TEHOVASTUKSET. Dynamiikkaa laatuvastuksilla

Varavoiman asiantuntija. Marko Nurmi

Sepelitie Jyväskylä Puh Fax JÄÄNHOITOKONEET JÄÄHALLEILLE JA ULKOKENTILLE

DEE Sähkötekniikan perusteet

Aurinko-C20 V asennus ja käyttöohje

Highlights: ECV:n kehittämisalustat ja valmiudet. - Työkonealusta

HydroHeater. HW HydroHeater. UUTUUS! Pyörillä kulkeva lämmin vesi. Tuotantokyky: C. Jopa 6000 litraa lämmintä vettä tunnissa

WITRAKTOR & CATERPILLAR

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

Raskaan kaluston parhaat palat

FR28 KUORMATRAKTORI. Ylivoimaa harvennukseen

Polttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN Erikoiskuljetusseminaari Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy

Miltä työn tekeminen tuntuu

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN. Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy

Nestemäisillä biopolttoaineilla toimiva mikrokaasuturbiinigeneraattori Vene-ohjelman seminaari

VOLVO S60 & V60 DRIV. Lisäys käyttöohjekirjaan

Suunnittelee ja valmistaa itseseisovia putki ja ristikkomastoja pientuulivoimaloille kw

Öljyntehostaja - 39 C

Energia ja ympäristö liiketoiminta-alue. DM Copyright Tekes

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

90 ryhmän 1 huomautuksen f alakohdan nojalla. Näin ollen tavara luokitellaan CN-koodiin muuksi titaanista valmistetuksi tavaraksi.

302.7D CR. Hydraulinen minikaivukone. Moottori Nettoteho 15,2 kw 20,7 hp Bruttoteho 17,9 kw 24,3 hp Paino Työpaino kg lb

Varavoima maatiloilla

SUPER SHREDDER Kaikkiruokainen linjamurskain

VORTEX MID LOADER JA MAX LOADER -PUOLIPERÄVAUNUT

Esitys: Mercedes-Benz hyötyajoneuvot maakaasukäy t tö i s i n ä

Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy. Biokaasu, Biodiesel, HVO vai Sähkö raskaan liikenteen käyttövoimana

Vahvaa voimaa YUCHAI YC 35-8 ENTREPOT TRADE OY. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia! UUSI 8-sarja Suomessa Vähäpäästöinen

Pinoamistrukkimallisto

Vahvaa voimaa ENTREPOT TRADE OY YUCHAI YC LR PITKÄPUOMI KAIVUKONE. Vertaa hintaa! Vertaa ominaisuuksia!

SÄHKÖAUTOT TALOYHTIÖSSÄ

VOITELUAINEET VOITELURASVAT

S M D. Uuden sukupolven kylvökoneet

Voiteluaineiden vaikutus raskaiden ajoneuvojen polttoaineen kulutukseen. Kari Kulmala Neste Oil Oyj / Komponentit / Perusöljyt

y Polttonestetoiminen lämmitin 87

Ratikka vai rollikka?

Uusien henkilö- ja pakettiautojen CO 2 -päästötavoitteet - Nykytilanne ja näkymä vuoteen 2030

DIESELPUMPUT SPRINKLERI- JA PALOVESIPUMPPUKÄYTTÖÖN

Jukka Kontulainen ProAgria Satakunta ry

Täydellinen valvonta. Jäähdytysjärjestelmän on siten kyettävä kommunikoimaan erilaisten ohjausjärjestelmien kanssa.

Transkriptio:

Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa 20.01.2010 Heinikainen Olli

Esityksen sisältö Yleistä Olemassa olevat sovellukset Kineettisen energian palauttaminen Potentiaalienergian palauttaminen

Hybridiajoneuvon määritteleminen Hybridi avoneuvo on tavanomaisesti polttoaineistettu ja toimiva ajoneuvo joka on varustettu voima linjalla joka kykenee toteuttamaan ainakin kolme ensimmäistä seuraavista neljästä hybridi toiminnoista: 1) Moottorin sammuttaminen kun tehon tarve on nolla tai negatiivinen 2) Moottorin koon pienentäminen 3) Jarrutusenergian palauttaminen ja sen uudelleen käyttö 4) Moottorin pois kytkeminen matalilla tehoilla (kun moottori toimii huonolla hyötysuhde alueella) Käyttövoimajärjestelmä joka täyttää nämä ehdot voidaan nimittää hybridiksi.

Työkoneiden energian säästö mahdollisuudet perustuvat epäedullisten käyttöolosuhteiden vähentämiseen. Huolimatta monenlaisista vaihtoehtoisista suunnittelukonsepteista, hybridi ajoneuvot noudattavat perusperiaatteita: 1. mahdollisuus sammuttaa moottori joutokäynnin aikana 2. jarrutusenergian talteenotto 3. polttomoottorin hyötysuhteen nostaminen, pyörittämällä moottoria paremman hyötysuhteen alueella. 4. tietenkin hybriditekniikasta voi aiheutua haittaakin, kuten kohonnut paino tai monimutkaisempi vaihteisto.

Energian lähteet Polttokenno Yleensä polttokennossa käytetään vetyä energia varastona Tutkimustyö keskittyy voimakkaasti metanolin käyttöön energian lähteenä. Polttokenno tuottaa suoraan sähköenergiaa, joten energiaa ei tarvitse muuttaa välillä mekaaniseksi niin kuin polttomoottori/generaattori sovelluksissa Polttokennon hyötysuhde on noin 60%, mutta jos järjestelmään lisätään vesipumppu ja kompressori niin tippuu kokonaishyötysuhde noin 30%. Tällöin polttokenno menettää hyötysuhde etunsa dieselmoottoriin ja generaattoriin. Vedyn tuotannon päästöjen täytyy olla myös alhaisella tasolla, jotta vedystä voi tulla kiinnostava energianlähde. Lisäksi polttokennot ovat tällä hetkellä liian kalliita verrattu polttomoottoreihin.

Polttokenno, /- ei energian muunnoksia ei päästöjä pelkän kennon hyötysuhde - energian varastointi liikkuvassa koneessa - energian jakelu/tankkaaminen - energian tuotannon ongelmat (maakaasu) - kun lisälaitteiden vaikutus, joita polttokenno tarvitsee lisätään -> hyötysuhde huononee -> etu polttomoottoreihin menetetään

Diesel- ja Ottomoottorit Diesel ja Otto-moottorit ovat monin paikoin samanlaisia. Ehkä tärkein yhteinen ominaisuus on ilma/polttoaine seoksen voimakas vaikutus päästöihin -> lambda-arvoksi Ilma/polttoaine suhdetta muutettaessa moottorin vääntömomentti nousee. Polttoaineen kulutuksen minimoimiseksi on moottoria ajettava korkealla väännöllä ja hitaahkolla pyörimisnopeudella. Näin saavutetaan korkea terminen ja mekaaninen hyötysuhde. Päästöjen kannalta sopivan pyörimisnopeuden ja väännön valinta on vaikeampaa.

Diesel- ja Ottomoottorit, /- edullisuus pitkä kehitystyö toiminta varmuus polttoaineen yksinkertainen jakelu ja varastointi - päästöt - polttoaineen hinta - useat energian muunnokset - hidas reagointi kuorman muutoksiin - hyötysuhde

Sähkömoottori Hybridi ajoneuvoissa voidaan käyttää AC- tai DC-moottoreita. Vaihtovirtamoottoreista yleisimpiä ovat induktio- ja synkronimoottorit joista nykyisillä ohjausjärjestelmillä saadaan korkea teho ja hyvä ohjattavuus. Aikaisemmin tasavirtakäytöt olivat suosiossa suoraviivaisemman ohjaus elektroniikan takia, mutta nykyään ovat menettäneet suosiotaan lyhyemmän käyttöajan takia. Induktiomoottorissa on vain muutama liikkuva osa mikä tekee mekaanisesta rakenteesta yksinkertaisen ja moottorista helpon huoltaa. Kestomagneetti synkronimoottorit sopivat myös hyvin ajoneuvokäyttöön. Hyvin suunnitellulla sähkökäytöllä saavutetaan yli 90% hyötysuhde suuressa osassa toiminta avaruutta. Parhaissa toiminta pisteissä hyötysuhde voi nousta 97%:n.

Sähkömoottori, /- erittäin hyvä hyötysuhde ohjattavuus vaste kuoman muuttuessa - pieni tehotiheys - energian varastointi

Jaottelu tehon mukaan Mikrohybridi Kevythybridi Täyshybridi, rinnakkais Täyshybridi, sarja Sähköteho 3-5 kw 4-20 kw 30-120 kw 60-400 kw Akuston jännite 12-42 V > 42 V 144-600 V 144-600 V Polttoiaineen vähentyminen kulutuksen 3-5 % noin. 15 % 15-30% 15-30% Käynnistin ja generaattori Energian talteenotto Osittain Lisäteho toiminto Sähköinen liikkeellelähtö Sähköajo

Jaottelu toteutustavan mukaan sähköinen sarjahybridi

sähköinen rinnakkaishybridi sähköinen jaetun tehon hybridi

hydraulinen rinnakkaishybridi hydraulinen sarjahybridi

hydraulinen jaetun tehon hybridi

Potentiaalienergian talteenotto Energian talletus tapahtuu erillisellä piirillä hydrauliakustoon. Talletuspiirin paineen täytyy olla korkeampi kuin käyttöpaineen.

Sylinteriltä takaisin tankkiin palaava öljy johdetaan generaattoriin, jolla ladataan sähköistä akustoa. Hydraulipumppua käytetään sähkömoottorina kuormaa nostettaessa. Kuormaa laskettaessa pumppu toimii moottorina ja sähkömoottori generaattorina. Generaattorilla ladataan akustoa.

Energiavarastot Aikaisemmin esitetyissä hybridi järjestelmän ratkaisuvaihtoehdoissa on kaikissa tarvittu jonkinlainen energiavarasto. Varastoon voidaan tallettaa joko moottorin tuottamaa energiaa, palautettua energiaa tai koneen ulkopuolelta ladattua energiaa. Kuvassa esitetään erilaisten energialähteiden energia ja teho ominaisuuksia. Energiasisällön lisääntyminen kasvattaa toiminta-aikaa, joka yleensä tarkoittaa samalla toiminta matkan kasvua. Tehon kasvaminen tarkoittaa kiihtyvyyden kasvamista tai mahdollisuutta käyttää suurta tehoa vaativia liikkeitä.

Energiavarastot Akut ja kondensaattorit Erilaisten kemiallisien akkujen energia sisältö on kondensaattoreita huomattavasti suurempi. Akkujen virran luovutuskyky ei ole yhtä suuri kuin kondensaattoreilla. Joissain sovelluksissa voi myös tilan tarve olla merkittävä suunnittelua ohjaava tekijä. Hydrauliset Paine-energian tallentaminen voidaan toteuttaa: painon jousen paineistetun kaasun tai elastomeerin avulla Muita varastoja Vauhtipyörä paineilma