¿Por qué no hay generador de turbina de gases de escape en vehículos híbridos?

Encontré algo interesante en Wikipedia hoy: un turbocompresor híbrido. Este es un dispositivo que carga una batería con una turbina de gas de escape y, al mismo tiempo, hace funcionar un compresor de aire que utiliza la batería para introducir más aire en el motor. Como beneficio, se elimina el turbo lag porque se elimina el enlace directo entre la turbina y el compresor.

Me parece que este dispositivo tiene dos partes independientes que se pueden usar una sin la otra: el generador de turbina de gases de escape y el compresor. Probablemente también necesite una batería más pesada que la que se usa en los vehículos convencionales. Por lo tanto, en mi opinión, este dispositivo es el más adecuado para vehículos híbridos.

Sin embargo, los vehículos híbridos ya tienen refuerzo eléctrico directo, por lo que no estoy seguro de que un compresor pueda ser muy beneficioso. La parte del generador de turbina, sin embargo, parece útil. Hay mucha energía en los gases de escape y un generador de turbina podría recuperar parte de ella. En un vehículo híbrido hay un buen aprovechamiento de la electricidad recuperada.

Entonces, ¿por qué ningún vehículo híbrido de producción utiliza un generador de turbina de gases de escape? ¿Es la tecnología demasiado inmadura? ¿Demasiado poco fiable para el objetivo de que los vehículos híbridos tengan una mayor fiabilidad que los vehículos convencionales? ¿O son las ganancias potenciales de dicha recuperación de energía de escape tan pequeñas que la solución no se pagaría por sí misma? ¿O el ciclo Atkinson utilizado en los motores híbridos significa que los gases de escape no tienen tanto exceso de energía como en el caso del ciclo Otto?

He leído esta pregunta un par de veces y todavía no estoy seguro acerca de su pregunta. ¿Está preguntando por qué la energía de los gases de escape no se convierte o almacena como energía eléctrica?
Sí, exactamente por eso pregunto: por qué no hay dispositivos para convertir la energía de los gases de escape en energía eléctrica en los híbridos que tienen un uso para la energía eléctrica.
Ok lo tengo. Es porque obtienes más energía para tu combustible si usas los gases de escape para turboalimentar el lado de admisión en lugar de guardarlo en una batería. Estoy un poco ocupado ahora, pero publicaré una respuesta con más detalles más tarde hoy.
Un problema fundamental con cualquier esquema de este tipo es que restringe el flujo de escape. Cuanta más energía eléctrica produce, más restringe el flujo. No es como si encender un generador que está alimentando una carga no requiere energía.
Si bien tiene sentido en teoría y se anotan las respuestas a continuación, además de proporcionar contrapresión, supongo que también agrega complicaciones y hay pérdidas de conversión de energía que van desde cinética -> eléctrica -> energía cinética. Otra pregunta es ¿permitiría una reducción en el tamaño/peso del motor en comparación con un turbocompresor normal?

Respuestas (1)

Ellos existen

No pude encontrar ningún fabricante que haya implementado esta tecnología en vehículos de producción, pero hay varios fabricantes que tienen la tecnología de base en I+D.

Fórmula 1

La Fórmula 1 siempre ha sido un campo de juego para los ingenieros y, con las nuevas reglas implementadas en 2012, las plataformas actuales ejecutan esta tecnología y recuperan la energía del turbocompresor y la almacenan químicamente en baterías. Los fabricantes que hacen esto incluyen:

  • Renault/Nissan - Nissan es propiedad de Renault y están usando un ERS (sistema de recuperación de energía) en el RB11.

  • Mercedes: el PU106A también está utilizando la tecnología actualmente.

  • Honda: también una plataforma híbrida que recupera la energía térmica del turbo para almacenarla como energía eléctrica.

Además, hay otros fabricantes que hacen esto.

Cómo funciona

Hay dos sistemas de recuperación de energía. Un sistema cinético llamado MGU-K que se acciona desde el cigüeñal y un sistema de recuperación de calor a través del turbocompresor llamado MGU-H.

Motor híbrido FI

ingrese la descripción de la imagen aquí

MGU-K (cinética de la unidad generadora de motor)

Cosecha electricidad a través de un generador del cigüeñal.

lo que te interesa

Este es el componente que recolecta energía del turbocargador.

MGU-H (Unidad generadora de calor por motor)

Cosecha energía del eje del turbocompresor en desaceleración y la almacena en la batería. A medida que la turbina gira, después de que se pregira para actuar como un sistema ALS (Anti-Lag System), está recolectando energía del escape. Tras la desaceleración continúa actuando de esta manera, recolectando energía como un alternador.

Al aplicar el acelerador, la polaridad del alternador se puede invertir convirtiéndolo en un motor eléctrico. Cuando el MGU-H está en este modo de funcionamiento, puede hacer girar previamente el turbocargador hasta 120 000 RPM para usarlo como un ARS para hacer girar el turbo antes de que el operador del vehículo acelere. Este giro previo del turbo evita el retraso del turbo y carga el conducto de admisión con aire/combustible comprimido para proporcionar potencia inmediata una vez que se aplica el acelerador.

La Fórmula 1 es bien conocida por ser un campo de pruebas para la tecnología. Los dispositivos desarrollados en la Fórmula 1 se han adaptado a los vehículos de producción durante años. Suspensión activa, sincronización variable de válvulas, tecnología aerodinámica, tecnología híbrida, lo que sea, tiene buenas posibilidades de mejorarse en el mundo darwiniano de la F1.

Los fabricantes involucrados están adoptando esta tecnología ahora y pronto comenzará a aparecer inicialmente en los híbridos turbo de 4 cilindros.

Eso es algo genial.
Aquí está el auto Mercedes F1 tocando el tema de Top Gun. youtube.com/watch?v=pXIbb8oTwos
Eso es increíble. Hay más allí también. lol... Sé que estoy haciendo un poco.
¿Por qué no hay generador de turbina de gases de escape en vehículos híbridos?
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