Ingegneri, Fisici, a me!
Anni fa in F1 e’ stato introdotto il kers, dispositivo che dovrebbe recuperare parte dell’energia che si dissipa con le frenate. Se pensiamo che su una F1 la potenza frenante a disposizione e’ piu’ che doppia rispetto a quella motrice (gia’ non disprezzabile… ) capiamo bene il possibile vantaggio.
I sistemi previsti erano 2: uno basato su un “semplice” volano, adottato mi pare solo da Williams. L’altro, che poi e’ diventato lo standard, converte il calore dei freni in carica elettrica per una batteria. Dovrebbe essere lo stesso principio usato, per esempio, sulle Toyota ibride.
Quello che non ho mai capito e’ come, in pratica, si realizzi questa trasformazione da calore ad elettricita’, oltretutto in tempi molto rapidi.
Qualcuno mi puo’ spiegare? Grazie!
Il Kers per così dire “elettrico” non è azionato dal calore dei freni ma è un motore/generatore che converte energia meccanica in energia elettrica e viceversa. Si tratta di un motore elettrico che collegato all’albero motore, contribuisce con una propria potenza al computo complessivo dei cavalli disponibili sfruttando le batterie. Mentre in fase di staccata, in modalità generatore, per recuperare energia viene mosso dall’albero motore e genera potenza elettrica diretta alle batterie.
Un primo “abbozzo” di sistema di recupero termico è previsto con il sistema della Magneti Marelli che verrà installato in concomitanza con il ritorno dei motori turbo fra alcuni anni, in quel caso mi pare verrà sfruttato il calore dei gas di scarico della turbina.
Interessante io pensavo usassero solo un generatore collegato ai semiassi/albero di trasmissione, invece questo funziona solo nelle riduzioni di velocità, nel sito Toyota parlano proprio di frenata rigenerativa che converte in energia il calore che normalmente viene invece dissipato…
Edit:
Mi hai preceduto Albyz, ma come dicevo se guardi il sito Toyota Prius, parlano proprio di frenata rigenerativa e calore anche se dagli schemi parrebbe un semplice generatore collegato alle ruote…
per completare il discorso di albyz, il sistema meccanico che la Williams aveva studiato, basato su un volano rotante a circa 60.000 giri minuto, non è stato in pratica mai usato in corsa.
I volani hanno la bieca tendenza a frammentarsi esplosivamente senza preavviso alcuno, e in più hanno il momento di giroscopio, antipatico da gestire. I motori/generatori reversibili a magneti permanenti hanno richiesto un notevole sviluppo, l’elettronica è un casino, e la potenza da gestire taaaaanta. Però si fa sui treni da molti anni, il problema è miniaturizzare.
Intanto, grazie a tutti.
Se ho capito bene, dunque, invece che disperdere l’energia cinetica completamente in calore, ne spremo un po’ dall’albero motore tramite una dinamo (?), e ci carico la batteria.
Purtroppo, come dice Biduum (*), c’e’ in giro parecchia confusione su questo aspetto: pare quasi che siano i freni ad essere direttamente collegati al generatore ibrido!
(*):ma tu mi cambi avatar cosi’, dalla sera alla mattina, e non dici niente?
recuperi l’energia dall’albero motore in frenata, tramite lo stesso motore/generatore, come diceva IK1ODO, che, alimentato dalle batterie cariche, fornisce la potenza la momento voluto.
Anni fa ho letto un articolo di Mauro Coppini in cui si narrava come ai tempi di Chiti in Alfa Romeo stessero testando un motore al banco, mi pare con albero in carbonio, e ad un certo punto il volano decollo’ sfondando il tetto del capannone ed accoppando una vacca li’ vicino…
Quindi quando in Toyota dicono che recuperano il calore che altrimenti va disperso in frenata, bisogna intendere che il generatore collegato all’impianto di trasmissione recupera un po’ dell’energia che altrimenti verrebbe dissipata in calore dai freni.
Così mi suona meglio , diciamo che hanno un buon marketing nello scegliere le frasi
Esatto. Problemi: basso rendimento dell’alternatore (non è una dinamo, è un motore trifase reversibile), basso rendimento della batteria con elevate correnti di carica/scarica. Nessuno parte dal calore, che è la forma di energia più degradata, quando è disponibile bella e buona energia meccanica.
Nei treni (e nei tram a inverter con frenatura a recupero di energia) la potenza elettrica recuperata in frenata viene immessa in rete, e consumata da altri treni. Però… una Ferrari con il trolley… la Filobus430…
Non sempre, anzi spesso capita (a seconda dell’età della motrice e del tipo di motore che ha) che venga dissipata con delle resistenze opportunamente ventilate, cosa che invece viene sempre fatta nei treni a trazione diesel (questo però soprattutto negli USA).
Vittorio, io ho scritto “nei treni… con frenatura a recupero di energia”. La frenatura elettrica è un’altra cosa, l’energia lì viene dissipata. Vedere reostati di frenatura in ghisa ecc ecc. Just my two cents
Tristemente vero. Una delle miniere dove lavorava mio padre era dotata di un generatore in stand-by, dotato di un volano di diversi metri di diametro, di modo che se gli mancava la tensione esterna potevano mantenere l’illuminazione e la ventilazione attive, e date le dimensioni del volano, il generatore si trovava dentro un bunker con mura di cemento ben spesse.
Il volano aveva un difetto di colata, si frammento’ appunto esplosivamente. Disgraziatamente, un operaio si tovava DENTRO il bunker, e fu investito dalle scheggie ed ucciso.
Inizia la fase grottesca. Il direttore della miniera fu inquisito per la morte dell’operaio, cosa che succede sempre, dato che ovviamente i direttori ed i dirigenti di miniera hanno totale responsabilita’ per la vita di operai e minatori.
La cosa meno ovvia e’ che il direttore fu condannato perche’ il volano era protetto da un carter di pochi mm, messo per evitare principalmente che qualcuno vi cadesse sopra, e secondo il giudice questo carter avrebbe dovuto evitare che i frammenti di un volano di diverse tonnellate colpissero il povero operaio.
@Smiley: spero che in appello abbiano poi prosciolto il direttore di cava e girato le responsabilità sul produttore del volano / ingegnere che ha disegnato il bunker…
Non so che leggi fossero in vigore all’epoca, ma ad oggi per entrare in un’area “non presidiata” in linea teorica bisognerebbe togliere potenza ed aspettare la fermata di tutte le macchine… Al massimo avrebbe potuto esser condannato per mancato rispetto del DPR sicurezza, ma non per quella protezione da pochi mm che non avrebbe potuto funzionare in ogni caso contro un volano di quelle dimensioni…
questo tipologia di “accumulazione di energia”, ho scoperto un paio di mesi fa, viene usata anche negli UPS…
in questo modo viene sfruttata l’energia di un volano (che gira a circa 30000rpm e dal peso di 1-2 tonnellate) e permette di fornire energia ai server in datacenter o strutture simili, in modo da non andar ad intaccare la carica delle batteria in caso di brevi interruzioni di corrente.
il volano, per evitare vibrazioni, è ancorato con cuscinetti a levitazione magnetica in un contenitore sottovuoto.
) capiamo bene il possibile vantaggio.
