Sähkövälitys?

Onko mielessäsi nojapyöriin tai nojapyöräilyyn liittyvä kysymys? Haluatko kertoa kokemuksistasi? Kirjoita tänne ja saat varmasti vastauksia.
Avatar
ukram2
Viestit: 141
Liittynyt: 25 Heinä 2014, 15:33
Paikkakunta: Espoo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja ukram2 » 01 Loka 2017, 15:41

Yksi vahvuus voisi olla se että ylämäessä generaattoria voi polkea parhaalla polkemisnopeudella, siis vaihteiden loppuminen ei ole ongelma. Kysymys olisi mikä on lihas-polkupyörän kuormituskäyrä, siis vääntö / polkemisnopeus tai teho/polkemisnopeus?

Puusilmä
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 330
Liittynyt: 12 Elo 2008, 07:34

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja Puusilmä » 01 Loka 2017, 19:55

Tässä on sivuttu samaa asiaa. Sähköpyörä, joka lataa itsensä ajon aikana ja tasoittaa sitten varastoidulla energialla kuormituspiikkejä, mutta toki kyseessä on normaali poljettava pyörä.

https://youtu.be/Hle3q_NfoUs
Viimeksi muokannut Puusilmä, 01 Loka 2017, 19:59. Yhteensä muokattu 1 kertaa.

jori
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 9006
Liittynyt: 15 Syys 2006, 19:00
Paikkakunta: Tampere, Petsamo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja jori » 01 Loka 2017, 19:56

ukram2 kirjoitti:Tuo ajomoottorin hyötysuhde näyttäisi olevan ongelma, jotain 80-85% lukemia löysin netistä. Generaattorille ehkä vaatimukset ei ole niin kovat kun pyörimisnopeus on jokseenkin vakio ja jollain vaihderatkaisulla saa kierrokset korkeammiksi.

Tuo on ajomoottorin paras hyötysuhde, joka toteutuu tasaisella tai loivassa alamäessä, jossa kuormitus on pieni ja nopeus suuri.
Kuva
Generaattorin hyötysuhde voi olla suurempi, mutta ylennysvaihde on aina huonompi hyötysuhteeltaan kuin alennusvaihde, sillä häviömomentti tuottaa lisää kitkahäviöitä, jotka kertautuvat. Kuten sanoin edellä, jos generaattorin ylennysvaihde on tavallinen pyörän välitys, on generaattorin koko sama kuin napamoottorin. Jos vaihteen välityssuhdetta nostetaan, huononee hyötysuhde.
Kuva
Jos laitteessa on oma ylennysvaihde, hyötysuhde laskee näiden hyötysuhteiden tulon suhteessa. 0,95 x 0,95 = 0,9
Tässä yhden sisäisen vaihteen hyötysuhteita.
Kuva
kokonaishyötysuhde jää generaattoripuolella siis jonnekin 0,85 x 0,9 x 0,9 = 0,7 paikkeille. Tämä kun käy moottorinohjaimen kautta moottoriin ja sitä kautta maahan, antaa se parhaimmillaan 0,7 x 0,85 = 0,6 eli vain 60 % poljetusta tehosta vetävään pyörään ja tämäkin vain parhaassa nopeavauhtisessa tasamaan tilanteessa. Ylämäessä hyötysuhde romahtaa (kuvasta yllä katsoen) tuonne 0,3-0,5 välille –valitettavasti. :(
Jori

On se kumma hyypiö tämä ihminen.
Kun kerran omaksuu tietyn käsityksen ja asenteen jostain asiasta, tulee aivan kuuroksi ja sokeaksi todisteille, jotka kumoaisivat nuo käsitykset, ja varsinkin unohtaa ne. -Sakari Holma

jori
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 9006
Liittynyt: 15 Syys 2006, 19:00
Paikkakunta: Tampere, Petsamo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja jori » 01 Loka 2017, 20:06

Puusilmä kirjoitti:Tässä on sivuttu samaa asiaa. Sähköpyörä, joka lataa itsensä ajon aikana ja tasoittaa sitten varastoidulla energialla kuormituspiikkejä, mutta toki kyseessä on normaali poljettava pyörä.

https://youtu.be/Hle3q_NfoUs

Tuo on rinnakkaishybridi, joten sähköpuolen hyötysuhdehäviöt koskevat vain sähköpuolta. Kokonaishyötysuhde on parempi kuin sarjahybridissä, joka siis tämän ketjun sähkövälitys on.
Jori

On se kumma hyypiö tämä ihminen.
Kun kerran omaksuu tietyn käsityksen ja asenteen jostain asiasta, tulee aivan kuuroksi ja sokeaksi todisteille, jotka kumoaisivat nuo käsitykset, ja varsinkin unohtaa ne. -Sakari Holma

Puusilmä
Sisällöntuottajakokelas
Viestit: 330
Liittynyt: 12 Elo 2008, 07:34

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja Puusilmä » 01 Loka 2017, 20:49

jori kirjoitti:
Puusilmä kirjoitti:Tässä on sivuttu samaa asiaa. Sähköpyörä, joka lataa itsensä ajon aikana ja tasoittaa sitten varastoidulla energialla kuormituspiikkejä, mutta toki kyseessä on normaali poljettava pyörä.
https://youtu.be/Hle3q_NfoUs

Tuo on rinnakkaishybridi, joten sähköpuolen hyötysuhdehäviöt koskevat vain sähköpuolta. Kokonaishyötysuhde on parempi kuin sarjahybridissä, joka siis tämän ketjun sähkövälitys on.

Ahaa, nyt ymmärrän nuo termit. Eikä tuota itselataavaa rinnakkaishybridiäkään kovin viksuna taideta pitää, joten sarjahybridi taitaa tosiaan olla Kankkulan kaivo polkuenergialle, mutta ainakin kunto nousee... :D

Avatar
ukram2
Viestit: 141
Liittynyt: 25 Heinä 2014, 15:33
Paikkakunta: Espoo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja ukram2 » 02 Loka 2017, 15:17

Onko mahdollista tehdä kytkintä, joka toimisi pienillä häviöillä, siis sähkömoottori pyörii aina vakionopeudella ja joku neste/magneetti/jokumuu kytkin "jarruttaa" sopivasti siten että haluttu hidas pyörimisnopeus saadaan aikaan? Automaattivaihteisissa autoissahan on joku mystinen momentinmuunnin?

jori
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 9006
Liittynyt: 15 Syys 2006, 19:00
Paikkakunta: Tampere, Petsamo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja jori » 02 Loka 2017, 18:08

ukram2 kirjoitti:Onko mahdollista tehdä kytkintä, joka toimisi pienillä häviöillä, siis sähkömoottori pyörii aina vakionopeudella ja joku neste/magneetti/jokumuu kytkin "jarruttaa" sopivasti siten että haluttu hidas pyörimisnopeus saadaan aikaan? Automaattivaihteisissa autoissahan on joku mystinen momentinmuunnin?

Autojen momentinmuuntimet toimivat kuten pumppu ja turbiini. Pumppu kiihdyttää nestettä ja turbiini jarruttaa momenttia tuottaakseen. Häviöitä syntyy nesteen kitkasta. Parhaimmillaankin tuollaisen hyötysuhde jää kauas taakse sähkömoottorin ja generaattorin hyötysuhteesta. Pyörimisnopeuden välittäminen portaattomasti on ikuinen keksijöiden pettymysten kenttä. Jokainen kuvittelee keksineensä ja jokainen pettyy –toistaiseksi. :)

Jatketaan vielä hieman ketjun aiheesta. Sähkökoneen luonnollinen pyörimisnopeus on suuri, siksi siihen kytkettävän laitteen pitää pystyä hyödyntämään korkeaa pyörimisnopeutta.

Autoissa sarjahybridi on, polkupyörästä poiketen, huomattavasti kilpailukykyisempi rinnakkaishybridin suhteen. Polttomoottorin luonnollinen pyörimisnopeus on niin suuri, että generaattorin voi laittaa suoraan moottorin akselille. Suurissa moottorigeneraattoreissa voidaan saavuttaa etua käyttämällä mekaanista välitystä generaattorin pienentämiseksi, milloin moottorin luonnollinen pyörimisnopeus on pieni. Laivoissa ja junissa tällaisia näkee toisinaan. Kuitenkin pyörimisnopeus on niin suuri, ettei mekaaninen ylennysvaihde ole kovin suurivälityksinen ja hyötysuhde pysyy korkeana. Pieniä moottorigeneraattoreita voi käyttää suoraan moottorin akselin jatkeena.

Toinen tärkeä seikka sarjahybridin kilpailukyvyn nostajana autokäytössä on polttomoottorin hyötysuhteen suuri vaihtelu kuormituksen ja pyörimisnopeuden suhteen. Sarjahybridissä voidaan moottoria ajaa parhaan hyötysuhteen alueella.
Polttomoottorin hyötysuhdesimpukkadiagrammi.jpg

Tästä kuvasta nähdään, miten paras hyötysuhde saavutetaan täydellä kuormalla (kaasu pohjassa) tai sen lähellä kierrosluvulla, jolla moottori antaa parhaan momentin, eli noin kierroslukualueen puolivälissä. ja siis noin puolella moottorin maksimitehosta.
Sadan kilowatin henkilöauton moottori antaa siis parhaan hyötysuhteensa noin 50 kW teholla. Tuolla teholla auto kulkee jo selvästi laitonta nopeutta. Ehkä noin 150 km/h.
Normaalisti ajaen esim. 90 km/h auto kuluttaa vain noin 10 kW, eli kuormitustaso on siis 10% ja hyötysuhde vain kolmasosa parhaasta arvostaan. :(

Hyvää hyötysuhdetta tavoittelevan auton polttomoottori pitää siis olla vain keskimääräisen tehon parhaalla hyötysuhteellaan antavan kokoinen, eli noin 20 kW. Kiihdytykset ja jyrkät ylämäet pitää sitten kyetä ajamaan sähkömoottorilla, joka tuon aikaa syö virtaa akusta, kunnes polttomoottori seuraavassa alamäessä sen sinne palauttaa.

Näin toimien kokonaishyötysuhde on parempi kuin rinnakkaishybridillä, jossa polttomoottori ei välttättä aina pyöri parhaalla pyörimisnopeudellaan. :D

Ihmis-sähköhybridi on pahemmassa tilanteessa, sillä paras hyötysuhde on erittäin hitaalla pyörimisnopeudella, mutta onneksi parhaan ihmistehon alueellakin on lähes yhtä hyvä hyötysuhde.
Ihmisen hyötysuhdesimpukkadiagrammi.jpg

Nämä ovat kuitenkin sähkökoneelle auttamatta liian matalia kierrosnopeuksia ja väliin tarvitaan ylennysvaihde generaattorille ja yleensä alennusvaihde moottorille, vaikka teho välitettäisiin suoraan vetävään pyörään, joka siis pyörii 3-4 -kertaisella nopeudella polkimiin nähden. Toinen ongelma on ihmisen huono teho, joka hidastaa nopeutta ylämäessä, eli juuri siinä, jossa sitä lisätehoa tarvitaan. Tämä huonontaa sähkömoottorin hyötysuhdetta ja vaatii isomman sähkömoottorin. :(
Jori

On se kumma hyypiö tämä ihminen.
Kun kerran omaksuu tietyn käsityksen ja asenteen jostain asiasta, tulee aivan kuuroksi ja sokeaksi todisteille, jotka kumoaisivat nuo käsitykset, ja varsinkin unohtaa ne. -Sakari Holma

Avatar
tm
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 2382
Liittynyt: 05 Loka 2007, 03:00
Paikkakunta: Nokia

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja tm » 02 Loka 2017, 22:53

Itse pidän sarjahybridiä enemmänkin sähkökulkuneuvona, jolla ajaessaan kuski voi valita oman kuormitustasonsa haluamakseen, ILMAN että sillä on vaikutusta etenemisnopeuteen (johon vaikuttaa siis vain sähkömoottori). Oli sitten ylämäki, vastatuuli tai 20 senttiä lunta maassa. Akun varassa mennään ja kuski voi sätkiä siinä sivussa vähän lisää kantamaa (ja pitää samalla itsensä lämpimänä talvipakkasilla, halutessaan myös ilman ylimääräistä hikoilua :D ). Laiskotteluvekotin siis niin haluttaessa. Hyötysuhde on huono, mutta se ei ole tällaisen kulkupelin pointti. Ja lain sallima maksiminopeus on 25 km/h, ellei sitten alamäessä satu rullaamaan lujempaa :lol: .

jori
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 9006
Liittynyt: 15 Syys 2006, 19:00
Paikkakunta: Tampere, Petsamo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja jori » 02 Loka 2017, 23:58

tm kirjoitti:Itse pidän sarjahybridiä enemmänkin sähkökulkuneuvona, jolla ajaessaan kuski voi valita oman kuormitustasonsa haluamakseen, ILMAN että sillä on vaikutusta etenemisnopeuteen (johon vaikuttaa siis vain sähkömoottori). Oli sitten ylämäki, vastatuuli tai 20 senttiä lunta maassa. Akun varassa mennään ja kuski voi sätkiä siinä sivussa vähän lisää kantamaa (ja pitää samalla itsensä lämpimänä talvipakkasilla, halutessaan myös ilman ylimääräistä hikoilua :D ). Laiskotteluvekotin siis niin haluttaessa. Hyötysuhde on huono, mutta se ei ole tällaisen kulkupelin pointti. Ja lain sallima maksiminopeus on 25 km/h, ellei sitten alamäessä satu rullaamaan lujempaa :lol: .

Ymmärsin kyllä tämän tavoitteen, mutta katsoin asiakseni varoittaa, että mielikuva akun kestosta ja laitteiston painosta ja ominaisuuksista voi olla aika merkittävästi väärä, jos tuolla pitää päästä sekä ylämäkeen että 25 km/h tasaisella. Pekka Ketola on ollut mukana sarjahybridi Scoutterin projektissa ja osaisi kertoa tästä, mutta on ymmärrettävästi kovin vaitonainen näistä kysyttäessä.

Jos sähkömoottorin ja vetävän pyörän väliin pannaan välityssuhteeltaan vaihdettava mekaaninen vaihde, asia hiukan muuttuu ja vehkeestä tulee mahdollinen, mutta toki vähintään tuplasti suurempitehoinen samanrakenteiseen polkijan rinnalle asennettavaan 250 W moottoriin nähden. Polkijan momenttihan menee generaattorin pyörittämiseen ja tuottaa moottorille sähköä, eikä siis auta sähkömoottoria, vaan vain ruokkii sitä sähköllä. Moottori hoitaa kaiken työn.

Kun koko veto tulee sähkömoottorista pitää moottorin olla oikeasti isotehoinen ja myös isokokoinen ja -painoinen, jotta se yhdellä vaihteella kykenee sekä nousemaan mäkeä, että kulkemaan 25 km/h. Suurinopeuksinen moottori erittäin suurella alennusvaihteella voisi tähän kyetä, mutta se alennusvaihde ei ole mikään pieni ja kevyt. Jos laitetaan vaihdettava vaihde tuntuu hullulta, ettei tuohon samaan vaihteeseen kytketä polkimia, jotka korjaisivat momentinpuutteen alakierroksilla.

Sellainen sähkömoottori, jolla pääsee Lukonmäen ylös on todella iso, jos ei vaihdettavaa vaihdetta ole, tai sitten sillä ei pääse hölkkävauhtia kovempaa tasaisella.
Jos toisaalta hyväksyy sen, että liian jyrkkä mäki pysäyttää kulun kokonaan ja ajelee vain tasaisella, niin kyllähän tuollaisen voi tehdä. Rajoittaa vain melkoisesti ajelujen reittejä.

Yritän tässä vain selittää, että rinnakkaishybridi on aivan erinomainen yhdistelmä polkupyörään. Ihminen tuottaa parhaimmillaan saman momentin kuin pienen henkilöauton vetävä pyörä, vaikkei jaksakaan tätä kovin kauan. Tähän pulaan rientää sitten sähkömoottori antamaan apunsa omien parhaiden puoliensa mukaan. Kaikkein merkittävintä on, että molempien momentit vaikuttavat yhtaikaisesti toisiaan tukien.

Tuota sarjahybridipolkupyörän ideaa on helppo kokeilla tavallisella rinnakkaishybridi sähköpyörällä lähtemällä sillä polkematta ylämäkeen. Napamoottorillisella voi aivan samalla tavalla laiskotella polkemalla pienellä vaihteella niin hiljaa, ettei ketju kiristy. Sillä kuitenkin pääsee kaikki mäet ylös, kun auttaa moottoria polkemalla ja akku kestää paljon pidemmän reitin.

Ketjun aiheen mukaisen ajoneuvon sähkölaitteet pitää olla sähkömopon mitoituksella, siis paljon polkupyörän mitoitusta järeämmät, eivätkä takuulla mene 250W säännön alle. :(
Jori

On se kumma hyypiö tämä ihminen.
Kun kerran omaksuu tietyn käsityksen ja asenteen jostain asiasta, tulee aivan kuuroksi ja sokeaksi todisteille, jotka kumoaisivat nuo käsitykset, ja varsinkin unohtaa ne. -Sakari Holma

Ralii
Viestit: 192
Liittynyt: 06 Tammi 2009, 21:14
Paikkakunta: Helsinki

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja Ralii » 04 Loka 2017, 07:13

https://lunacycle.com/bafang-bbshd-1000w-mid-drive-kit/

Vaikka tämä ei suoraan käykkään ehkä kyseiseen tarkoitukseen johtuen keskimoottorista mutta tälläinen on järeysluokka, jolla pystyy yhdellä vaihteella ajamaan 25kmh ja nousemaan suuren osan mäistä ylös. Vastaavalla väännöllä varustettu napamoottori olisi varmaan se oikea valinta, ehkä.
Python lowracer 2009-> Cruzbike 2015 -> GZR Urban Rambler -> ?? kinneri ??
http://www.larisaukkonen.com

Avatar
ukram2
Viestit: 141
Liittynyt: 25 Heinä 2014, 15:33
Paikkakunta: Espoo

Re: Sähkövälitys?

ViestiKirjoittaja ukram2 » 09 Loka 2017, 17:57

Sekalaisia mietteitä:

Sähkömoottoria voisi ehkä ajatella laitteena, joka tuottaa tietyllä teholla nollanopeudella tietyn väännön, ja nopeutta kasvattaessa vääntö pienenee jokseenkin lineaarisesti, kunnes tullaan lähelle hyötysuhde-optimi toimintapistettä, sitten vääntö alkaa kadota johonkin...

Kysymys voisi olla paljonko vääntöä tarvitaan tyypillisessä jyrkässä ylämäessä?

Pieni rengas pienentäisi väännön tarvetta, kuten "sähköpotkulaudassa" :)
https://preeco.fi/sahkopotkulaudat/5454 ... w-36v.html

Moottorin voisi rakentaa vanteen sisälle, josta saisi lisää vääntöä, verrattuna napamoottoriin.

Jos halutaan ajaa moottoria optiminopeudella voisi ehkä käyttää kahta moottoria ja differentiaalivaihdetta, toimisiko? Siis moottori1 1000 rpm ja moottori2 900 rpm ja differentiaalivaihde (tasauspyörästö?) -> 100 rpm.

Toisaalta voisi kuvitella että riittävän tehokas moottori pystyisi pitämään vakionopeuden, kuten tyypillisesti autolla ajaessa?


Palaa sivulle “Yleistä nojapyöräilystä”

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 6 vierailijaa