Wat de andere automerken doen

[fivari]

Het verbruik bij 230 km/u lijkt me voor het dagelijks gebruik niet van doorslaggevend belang.
Nog even over de berekeningen
Ik vermoed dat je deze formule gebruikt:

Dat is dan een kracht. Maar je moet de juiste SI- eenheden gebruiken om de kracht in N (newton te krijgen). Dus best alles omzetten naar kg, m, s. Voor lucht bij 20°C, een snelheid van 230 km/u, A = 2m2 en Cw = 0,24 krijg je dan 1180N aan luchtweerstand.
Om het nodige vermogen te kennen moet je F vermenigvuldigen met Snelheid. zo kan je zien of de snelheid haalbaar is.
Het nodige vermogen, enkel om de luchtweerstand te overwinnen bedraagt dan 75 kW nodig. Om aan die snelheid te geraken moet je accelereren en andere wrijvingskrachten spelen ook mee, maar zoals gewoonlijk nemen we enkel de krachten mee die gunstig uitvallen voor wat men wil bewijzen
De nodige energie is Kracht * Verplaatsing (in principe vectorproduct, maar je mag voor een rijdende wagen gewoon de waarden vermenigvuldigen). Per km verbruik je dan 0,33 kWh, enkel voor de het overwinnen van de luchtweerstand. Men voelt dat die andere krachten toch niet zo onbelangrijk zijn, want een MS 100 kan geen 300 km aan 230 km/u rijden. De helft zou al knap zijn.

 

[Hans Noordsij]

Het verbruik bij 230 km/u lijkt me voor het dagelijks gebruik niet van doorslaggevend belang.
Nog even over de berekeningen
Ik vermoed dat je deze formule gebruikt:

Dat is dan een kracht. Maar je moet de juiste SI- eenheden gebruiken om de kracht in N (newton te krijgen). Dus best alles omzetten naar kg, m, s. Voor lucht bij 20°C, een snelheid van 230 km/u, A = 2m2 en Cw = 0,24 krijg je dan 1180N aan luchtweerstand.
Om het nodige vermogen te kennen moet je F vermenigvuldigen met Snelheid. zo kan je zien of de snelheid haalbaar is.
Het nodige vermogen, enkel om de luchtweerstand te overwinnen bedraagt dan 75 kW nodig. Om aan die snelheid te geraken moet je accelereren en andere wrijvingskrachten spelen ook mee, maar zoals gewoonlijk nemen we enkel de krachten mee die gunstig uitvallen voor wat men wil bewijzen
De nodige energie is Kracht * Verplaatsing (in principe vectorproduct, maar je mag voor een rijdende wagen gewoon de waarden vermenigvuldigen). Per km verbruik je dan 0,33 kWh, enkel voor de het overwinnen van de luchtweerstand. Men voelt dat die andere krachten toch niet zo onbelangrijk zijn, want een MS 100 kan geen 300 km aan 230 km/u rijden. De helft zou al knap zijn.

Het gaat mij alleen om de vergelijking. En dan klopt het. Niet zozeer om bereik hoewel het duidelijk is dat als je een luchtweerstand van 39,30 (i-Pace) moet overwinnen je heel wat meer Kw (in vermogen) moet aanwenden dan wanneer het om 26,48 (Model S) gaat. Inherent is dan dat bij gelijke hoeveelheid kWh bij de eerste de batterij sneller leeg zal zijn.
Nu is 230 voor de alledaagse praktijk natuurlijk onzin maar ik heb deze vergelijkingen ook voor andere snelheden, vanaf 80 km/uur, gemaakt en dan zie je de verschillen bij het toenemen van de snelheid steeds groter worden. Wat ook weer logisch is, de luchtweerstand neemt kwadratisch toe. Dat er energie nodig is om de snelheid te bereiken is evident maar als je teruggaat naar de basis, mijn artikel, waarin ik de drie fases afzonderlijk noem, optrekken, snelheid vasthouden, snelheid minderen dan gaat het hier alleen om het tweede.
De andere wrijvingskrachten zijn bij een ICE enorm, mede vandaar ook de beroerde rendementen van 25 tot 35%, maar bij een EV is dat veel minder. Ik heb dus bewust alleen het deel van het rijden op snelheid voor de auto's tegenover elkaar gezet. Overigens is dat natuurlijk het grootste deel van een snelwegrit, het snelheid vermeerderen en verminderen, zie boven, zijn hier buiten gehouden.

Ik begrijp ook niet waarom je F moet vermenigvuldigen met snelheid. Dat is al gedaan in de formule.

F = luchtweerstand, ofwel, de kracht die nodig is

p is luchtdichtheid (1,293 op zeeniveau gemiddeld)

V2 is snelheid (meters per seconde)

A is frontaal oppervlak

Cw spreekt voor zich.

Dit zijn universele waarden die per auto eenvoudig te herleiden zijn en dan kun je uitrekenen welke auto "het hardst moet duwen".

 

[ebullio]

Vrij naar een Chinese filosoof : Er is geen grotere ramp dan het onderschatten van de vijand.

Ik wil niet zeggen dat China een vijand is... maar wel dat wij Europeanen ze nog steeds fel onderschatten.
Zoals zo velen die in China geweest zijn en zaken met Chinezen gedaan hebben.

Klinkt als Sun Tzu (the art of war):
‘If you know the enemy and know yourself you need not fear the results of a hundred battles.’

 

[mennohvandijk]

Ik begrijp ook niet waarom je F moet vermenigvuldigen met snelheid. Dat is al gedaan in de formule.

Omdat kracht in N is, en vermogen in W is Joule/seconde. Je kan niet ineens van Newton naar W gaan.

1 N * m/s = 1 W

Als je de kracht weet, en de snelheid, kun je dus het vermogen berekenen. In dit geval:

1180 N * 63,89 m/s = 75.390 W = 75 kW

 

[fivari]

Het beroerde rendement van een ICE is niet te wijten aan wrijving maar aan het maximale rendement van de thermodynamische cyclus. En omdat dit rendement nog afneemt bij deellast is het aan normale kruissnelheid helemaal triest. Bij vollast wordt het theoretisch rendement benaderd waardoor verhoudingsgewijs het verbruik van een ICE bij hoge snelheden wat gunstiger is dan bij een EV.

 

[Hans Noordsij]

Het beroerde rendement van een ICE is niet te wijten aan wrijving maar aan het maximale rendement van de thermodynamische cyclus. En omdat dit rendement nog afneemt bij deellast is het aan normale kruissnelheid helemaal triest. Bij vollast wordt het theoretisch rendement benaderd waardoor verhoudingsgewijs het verbruik van een ICE bij hoge snelheden wat gunstiger is dan bij een EV.

Bij een ICE is er een enorme verspilling van energie door de zuigers die een paar duizend maal per minuut van richting moeten veranderen. Dat veroorzaakt al een behoorlijk deel van het verbruik. Het theoretisch rendement van een ICE lijkt hoger maar dat is niet zo. Als een ICE 10 km op een liter rijdt is maar hooguit 30% van die liter gebruikt voor de aandrijving. De rest zijn de verliezen. Als er nu harder gewerkt moet worden is er meer nodig voor de aandrijving maar de verliezen blijven gelijk. Stel dat hij dan 0,4 liter i.p.v. 0,3 liter voor de aandrijving nodig heeft heeft hij 0,1 liter meer nodig dus iets van 9 km op een liter.

 

[fivari]

Hans,
soms is het beter zich te beperken tot die dingen waarover enige kennis van zaken verworven is.

 

[Hans Noordsij]

Hans,
soms is het beter zich te beperken tot die dingen waarover enige kennis van zaken verworven is.

Dat kan nog wel eens tegenvallen. Ik denk dat we dit maar moeten laten rusten en afwachten of de door mij geschetste gevolgen zich manifesteren. Een Jip en Janneke benadering maakt het minder "hoogstaand" wellicht maar daarom niet minder waar. Bij een ICE gaat het grootste deel van de energie verloren door warmte maar die wordt mede gegenereerd door de interne weerstand waarbij ik als voorbeeld het tamelijk frustrerende gedoe met de zuigers die heen en weer geslingerd moeten worden heb genoemd. Uiteindelijk vindt elke niet benutte energie zijn uitweg in het ontwikkelen van warmte. Dat is prima als het doel is om warmte te ontwikkelen maar dat is niet het geval bij de auto waar we aandrijving willen.

En een brandstofauto is in de praktijk nooit efficiënter dan een EV. In een liter benzine zit ruim 9,7 kWh aan energie. Daarmee komt een moderne EV tussen de 50 en 60 km.
Een (huidige) brandstofauto zal dit nooit halen of onder omstandigheden waarbij een EV ook verder zal komen.
Is dit nu zo vreemd?

Met een ander forumlid die mij (ook?) min of meer voor gek verklaart heb ik dezelfde "afspraak" gemaakt. Wie van mij er meer over wil weten is welkom.

 

[fivari]

Heeft iemand zin en tijd om aan Jip en Janneke de ottocyclus in het carnotdiagramma uit te leggen?
De wrijving van de zuigers hebben hier niets mee te maken.
Ja, een elektrische motor is efficiënter dan ICE. Maar als elektriciteit via een thermische centrale wordt opgewekt, is het verschil in totaal rendement niet zo groot. Het maximaal haalbare rendement van een moderne thermische centrale is, transformator- en transportverliezen meegeteld, ongeveer 40%. Het maximale rendement van een moderne dieselmotor bij vollast moet daar niet voor onderdoen en de warmteverliezen kunnen nuttog gebruikt worden om het interieur te verwarmen. Bij lagere belasting valt het rendement flink terug. Misschien wel omwille van de wrijving van de zuigers.

 

[Klaas]

Zo iets?

 

[Hans Noordsij]

Zo iets?

Ik heb het niet over wrijving maar het feit dat een zuiger een gewicht heeft en dat dat gewicht tussen 1.500 en 5.500 keer per minuut moet worden afgeschoten, afgeremd en terugbewogen. Dat eet gewoon een deel van de energie op en draagt bij aan het lage rendement. Dat is toch niet zo gek? Al speelde het in de tijd dat er alleen ICE's waren geen rol want het hoorde erbij. In vergelijking met een elektromotor is het echter een archaïsche energieverspilling.

 

[fivari]

De wankelmotor waarbij je die heen en weergaande beweging niet hebt, heeft een vergelijkbaar rendement.

 

[Janc]

Vergelijk het eens met een fietstrapper, de kruk zit daar iets anders maar het blijft een op en neergaande beweging, daar kost de verandering van richting ook geen extra energie.

 

[schonelucht]

Ik heb het niet over wrijving maar het feit dat een zuiger een gewicht heeft en dat dat gewicht tussen 1.500 en 5.500 keer per minuut moet worden afgeschoten, afgeremd en terugbewogen.

Het momentum van die piston wordt overgedragen op het draaiende systeem dat aan de piston hangt (en later omgekeerd bij de compressie) Uiteraard zijn er in ieder systeem wat verliezen maar dat valt hier wel mee. Een veel grotere werkweerstand rechtstreeks afhankelijk van de beweging van de piston is afkomstig van de aanvoer en afvoer van het luchtmengsel in de verbrandingskamers. Als ik Wiki mag geloven kan dit bij sommige systemen tot 20% van de mechanisme arbeid vormen (dus na de verliezen van de Carnot cyclus)

Ik ben voor een Jip en Janneke uitleg, maar fundamenteel moet die dan wel kloppen.

 

[Newsreadertje]

Dat kan nog wel eens tegenvallen. Ik denk dat we dit maar moeten laten rusten en afwachten of de door mij geschetste gevolgen zich manifesteren. Een Jip en Janneke benadering maakt het minder "hoogstaand" wellicht maar daarom niet minder waar. Bij een ICE gaat het grootste deel van de energie verloren door warmte maar die wordt mede gegenereerd door de interne weerstand waarbij ik als voorbeeld het tamelijk frustrerende gedoe met de zuigers die heen en weer geslingerd moeten worden heb genoemd. Uiteindelijk vindt elke niet benutte energie zijn uitweg in het ontwikkelen van warmte. Dat is prima als het doel is om warmte te ontwikkelen maar dat is niet het geval bij de auto waar we aandrijving willen.

En een brandstofauto is in de praktijk nooit efficiënter dan een EV. In een liter benzine zit ruim 9,7 kWh aan energie. Daarmee komt een moderne EV tussen de 50 en 60 km.
Een (huidige) brandstofauto zal dit nooit halen of onder omstandigheden waarbij een EV ook verder zal komen.
Is dit nu zo vreemd?

De carnot-cylus heeft een bepaald theoretisch maximum rendement (ik dacht +/- 50% voor ice's), de omzetting van chemisch naar mechanisch heeft zijn beperking.

Met een ander forumlid die mij (ook?) min of meer voor gek verklaart heb ik dezelfde "afspraak" gemaakt. Wie van mij er meer over wil weten is welkom.

 

[Newsreadertje]

Bij een ICE is er een enorme verspilling van energie door de zuigers die een paar duizend maal per minuut van richting moeten veranderen. Dat veroorzaakt al een behoorlijk deel van het verbruik. Het theoretisch rendement van een ICE lijkt hoger maar dat is niet zo. Als een ICE 10 km op een liter rijdt is maar hooguit 30% van die liter gebruikt voor de aandrijving. De rest zijn de verliezen. Als er nu harder gewerkt moet worden is er meer nodig voor de aandrijving maar de verliezen blijven gelijk. Stel dat hij dan 0,4 liter i.p.v. 0,3 liter voor de aandrijving nodig heeft heeft hij 0,1 liter meer nodig dus iets van 9 km op een liter.

De carnot-cylus heeft een bepaald theoretisch maximum rendement (ik dacht +/- 50% voor ice's), de omzetting van chemisch naar mechanisch heeft zijn beperking.

 

[Hans Noordsij]

Het momentum van die piston wordt overgedragen op het draaiende systeem dat aan de piston hangt (en later omgekeerd bij de compressie) Uiteraard zijn er in ieder systeem wat verliezen maar dat valt hier wel mee. Een veel grotere werkweerstand rechtstreeks afhankelijk van de beweging van de piston is afkomstig van de aanvoer en afvoer van het luchtmengsel in de verbrandingskamers. Als ik Wiki mag geloven kan dit bij sommige systemen tot 20% van de mechanisme arbeid vormen (dus na de verliezen van de Carnot cyclus)

Ik ben voor een Jip en Janneke uitleg, maar fundamenteel moet die dan wel kloppen.

Wat ik heb gepubliceerd is vooral een verhaal om aan een niet technicus zichtbaar te maken wat er allemaal in een brandstofauto moet gebeuren voordat er ook maar de eerste kracht op de weg wordt overgebracht.
Daarbij hoort het gedoe met de zuigerbewegingen, dat kan men eenvoudig voor zich zien, samen met de noodzakelijk aan en afvoer van luchtmengsel, naast nog een aantal zaken zoals het beperkte gebied waar optimaal kracht wordt afgegeven m.a.g. versnellingsbakken etc.
En alle aldus niet benutte energie wordt als warmte afgevoerd waardoor intensieve motorkoeling nodig is.
Dat alles afgezet tegen de directe werking van een EV.

 

[RoaldH]

Wat ik heb gepubliceerd is vooral een verhaal om aan een niet technicus zichtbaar te maken wat er allemaal in een brandstofauto moet gebeuren voordat er ook maar de eerste kracht op de weg wordt overgebracht.
Daarbij hoort het gedoe met de zuigerbewegingen, dat kan men eenvoudig voor zich zien, samen met de noodzakelijk aan en afvoer van luchtmengsel, naast nog een aantal zaken zoals het beperkte gebied waar optimaal kracht wordt afgegeven m.a.g. versnellingsbakken etc.
En alle aldus niet benutte energie wordt als warmte afgevoerd waardoor intensieve motorkoeling nodig is.
Dat alles afgezet tegen de directe werking van een EV.

Hans, ik snap het. Toch gaan de ontwikkelingen verder:

Met een combinatie van diesel en benzine is een efficiëntie van bijna 60% mogelijk.

 

[Hans Noordsij]

Hans, ik snap het. Toch gaan de ontwikkelingen verder:

Met een combinatie van diesel en benzine is een efficiëntie van bijna 60% mogelijk.

Bedankt voor de aanvullende info.

Een hoger rendement hadden ze dan 15 jaar geleden moeten doen.
En dan schuift het van pakweg 25-30% naar wellicht 60% wat altijd nog schril afsteekt tegen de 90-94%.

En welke auto's met dit rendement zijn op de markt?

En daarmee blijf je toch afhankelijk van fossiele brandstof en heb je emissies.

 

[RoaldH]

Bedankt voor de aanvullende info.

Een hoger rendement hadden ze dan 15 jaar geleden moeten doen.
En dan schuift het van pakweg 25-30% naar wellicht 60% wat altijd nog schril afsteekt tegen de 90-94%.

En welke auto's met dit rendement zijn op de markt?

En daarmee blijf je toch afhankelijk van fossiele brandstof en heb je emissies.

Het is ook meer bedoeld als reactie op de H2 beweging, waarbij het rendement nog lager is.
o.a. Mazda zal hiermee op de markt gaan komen.