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Da qualche tempo, un consorzio di aziende inglesi del settore automotive, tra cui Jaguar, Land Rover e Prodrive, sta lavorando su un propulsore ibrido di tipo meccanico (e non elettrico, dunque), che sfrutta un volano nel ruolo di accumulatore, in luogo delle batterie adottate sulle ibride di maggiore diffusione.
In sostanza, il sistema, chiamato “flybrid” (contrazione di flywheel -volano- e hybrid) funziona proprio come un KERS meccanico, riuscendo ad accumulare l’energia cinetica dell’auto e a restituirla direttamente agli organi di trasmissione tramite un semplice volano, senza dunque passare per le complicazioni (e i costi, e gli ingombri, e i pesi aggiuntivi, e chi più ne ha più ne metta…) che comporta la presenza di un accumulatore di carica elettrica e di un motore elettrico.
Il flybrid su cui si lavora Oltremanica, è destinato a modelli delle due case già menzionate: a ricevere questo interessante dispositivo saranno dunque auto di alta gamma. Sulle quali i circa 80 CV aggiuntivi assicurati dal flybrid saranno certamente i benvenuti. Così come il taglio dei consumi, che i progettisti annunciano nell’ordine del 20%.
Jaguar-Land Rover Flybrid: le immagini
Come rivelato da Pete Richings -chief engineer di Jaguar-Land Rover- a Wired, “esistono già prototipi (su base Jaguar XF, ndr) equipaggiati con il flybrid, i cui collaudi in programma per i prossimi mesi dovranno dire la verità sulla potenzialità concreta di questo sistema”.
Contemporaneamente al ritorno del KERS in Formula 1 dunque, il dispositivo arriverà finalmente anche sulle auto di serie. Ferrari ha riproposto il sistema di recupero di energia -in chiave elettrica, non meccanica- sulla 599 Hy-Kers mostrata al Salone di Ginevra 2010, e a più riprese abbiamo riportato indiscrezioni secondo cui anche McLaren è “in odore” di ibrido.
Il sistema Jaguar-Land Rover prevede un compatto organo di trasmissione a rapporto continuamente variabile (funziona secondo la stessa logica di un cambio automatico CVT) montato sul differenziale posteriore, che mette in collegamento questo organo con il volano.
Durante le fasi di frenata, questo “mini-CVT” trasmette l’energia cinetica proprio al volano. In accelerazione invece, la massa volanica, accelerata fino a 60.000 rpm da un moltiplicatore di giri (costituito da una coppia di ruote dentate di differente diametro) restituisce l’energia accumulata erogando per circa sette secondi una potenza massima di grossomodo 80 CV.
Ancora diversa la soluzione adottata da Porsche sulla 911 GT3 R Hybrid che prima del ritiro stava sfiorando una storica vittoria all’ultima 24 Ore del Nürburgring. I tedeschi hanno puntato su un ibrido…”ibrido”, un dispositivo di tipo elettro-meccanico che sfrutta sempre un volano come accumulatore, in luogo della batteria, ma trasmette la potenza alle ruote non direttamente, bensì passando per i due motori elettrici sistemati sull’asse anteriore, cui viene inviata l’energia generata dalla rotazione ad elevatissimo regime (40.000 giri) del volano stesso.
Imbattibile rimane però, almeno sulla carta, la via inglese all’ibrido. Oltre ai vantaggi di cui abbiamo fatto un breve elenco in precedenza, va ricordato che il rendimento di un KERS meccanico è vicino al 70%, mentre quello di uno di tipo elettrico (durante la stagione 2009 di Formula 1) oscillava tra il 31% ed il 34%. Logico: catena cinetica più corta (si passa solo per il volano), e assenza di trasformazioni dell’energia meccanica in elettrica e viceversa bastano a spiegare questa grande differenza.
E poi, non va dimenticato, il flybrid in fase di test sui muletti XF, pesa solo 65 kg in tutto. Pensate solo alla massa di un battery pack agli ioni di litio…
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IngegnerePazzo
29 ott 2010 - 10:44 - #1Soluzione interessante e a basso costo. Inoltre potrebbe essere applicata anche a molte auto esistenti senza dover riprogettare a fondo la vettura per far posto alle batterie ed ai motori elettrici.
Non sarà flessibile come un motore elettrico alimentato da un pacco di batterie ma nelle situazioni in cui si hanno soste brevi e frequenti (cioè in città) sarebbe altrettanto efficace nell’abbattere i consumi.
Una piccola nota storica… il primo siluro veramente efficace che venne adottato nel XIX secolo dalla marina degli Stati Uniti era basato su un volano e, nei test effettuati, si dimostrò più efficace dei contemporanei che usavano aria compressa.
pinolo il pignolo
29 ott 2010 - 10:55 - #2Chiamare ibrido questo sistema è sbagliato.
È una soluzione meccanica come qualsiasi altra proposta negli ultimi 100 anni sui motori termici. Cos’è? È ibrido perchè c’è un volano in più?!? Maaaaaaaaaaah
L’idea resta buona anzi, molto buona in ogni caso.
roverblu
29 ott 2010 - 11:21 - #3Rideteci sopra, ma ci avviamo verso una nuova era di macchine fatte a molla, come i giocattoli di 50 anni fa… e volete vedere che è la soluzione del futuro? L’ibrido dei prossimi 20 anni saranno molle giganti + pedali… oppure tipo la macchina dei Flintstones. Se solo pensiamo a quanta energia cinetica viene dispersa, c’è da spararsi per non averci pensato prima! Ma si sa, the big four sisters guidano il mondo (e noi paghiamo succo di dinosauro a prezzi d’oro). Chi vuol capire, capisca.
kaerry85
29 ott 2010 - 11:23 - #4Ma non si consuma energia a far girare il volano? Non si può avere qualche dato tecnico più specifico?
ilprincipebrutto
29 ott 2010 - 11:53 - #5Quel modulo CVT assomiglia davvero molto al cambio toroidale sviluppato da Torotrak. Se ne parla da almeno un decennio, va a finire che questo e’ la volta buona per vederlo in produzione.
.
sicuri si diventa, Ride Safe.
asterio
29 ott 2010 - 11:54 - #6no: il volano viene usato come freno motore quando rallenti il volano viene attaccato alle ruote e il motore va al minimo, il volano accumula energia e quando riparti aiuta il motore che così fa meno sforzo. L’unico aggravio sui consumi è il maggior peso del veicolo visto che il volano, per accumulare energia, deve necessariamente essere pesante
viger
29 ott 2010 - 12:00 - #7un volano che gira a 60000 giri, praticamente un enorme trottola, e l’effetto giroscopico che influenza potrà avere? mi lascia perplesso la richiesta di energia per farlo funzionare (pompa vuoto, idraulica azionamento e pressione per il CVT…)
gia77
29 ott 2010 - 12:04 - #8idea ottima quando la proveremo nella pratica giudicheremo poi il risultato
questo comunque per me NON E’ ibrido !!!!!
IngegnerePazzo
29 ott 2010 - 12:07 - #9#2 ibrido è spesso usato come sinonimo per misto. Per questo non c’è nulla di sbagliato. Un’auto che impiega due sistemi di propulsione (uno ad energia cinetica accumulata, l’altro ad energia chimica tramite motore combustione interna) è un sistema ibrido a tutti gli effetti. Poco importa che uno dei due sistemi garantisca un autonomia irrisoria (come lo sarebbe un Kers o un qualsiasi sistema basato su un supercondensatore)
OOO
29 ott 2010 - 12:10 - #10è meccanico quindi non ibrido, il nome serve per il marketing
l’aggravio in peso ci sarà ma con velocità di rotazione elevate non tanto (l’energia cinetica cresce con il quadrato della velocità)
l’effetto giroscopico si può annullare con geometrie particolari o al limite con 2 volani opposti i cui effetti sommino a zero
Dumah Brazorf
29 ott 2010 - 12:13 - #11Nessun problema in curva? Questo peso a nmila giri al minuto non dovrebbe far tendere l’auto ad andare dritta?
kitt
29 ott 2010 - 12:19 - #12Complimenti alla redazione per gli articoli tecnici che ultimamente state pubblicando! Bravi continuate così!
Questo sistema non è completamente paragonabile ad un sistema ibrido con i motori elettrici. Questo è un sistema per recuperare in modo efficiente energia in frenata e restituirla entro tempi brevi e per brevi istanti. Una volta “caricato” il volano l’energia che possiede si dissipa abbastanza in fretta se non viene utilizzata e comunque l’energia che può immagazzinare è poca.
Ad esempio, nel traffico questo attrezzo è solo un peso perchè frenando a bassa velocità l’energia recuperata è pochissima, e stando fermi ad aspettare che la colonna di auto riparta si perde anche quella poca energia accumulata.
Per contro questo sistema potrebbe essere utile nei percorsi extraurbani di campagna o di montagna, dove si hanno delle variazioni di velocità. Rallenti prima della curva, accumuli energia, superata la curva utilizzi subito quell’energia per aiutare il motore a far riprendere velocità. A parità di accelerazione si utilizza meno carburante. In autostrada e comunque viaggiando a velocità praticamente costanti questo sistema torna ad essere solo un peso.
Quindi questo sistema sembra essere complementare al sistema ibrido elettrico. Mentre quest’ultimo sembrerebbe avere un piccola utilità in situazioni di traffico pesante, questo è più efficacie nel misto. Entrambi sono un solo un peso in autostrada.
In ogni caso però, e questo vale per qualsiasi tipo di ibrido, c’è da vedere se l’energia recuperata nelle fasi utili e l’utilizzo migliore che si sa del motore termico utilizzando l’energia recuperata (si utilizza in condizioni di maggiore efficienza) sia maggiore dell’energia sprecata per far muovere la maggiore massa dei sistema ibrido, sia esso un volano o delle batterie con un motore elettrico.
axe
29 ott 2010 - 12:22 - #13il kers di tipo meccanico è stato sperimentato anche dalla Williams di F1.
http://www.motori.it/tecnica/314/il-kers.html
skizzo22
29 ott 2010 - 12:34 - #14non sembra male come idea ma sicuramente non potrà avere gli enormi sviluppi che avranno invece gli ibridi elettrici da qui in avanti
alfa_33
29 ott 2010 - 12:35 - #15La vera domanda è:
Per quanto tempo viene mantenuta la carica?
Perchè un conto è la F1, che è tutta una successione di frenate violente e accelerazioni altrettanto violente, e un conto la guida normale di tutti i giorni…
la_pulce
29 ott 2010 - 12:51 - #16una bella idea (vecchia però, si tratta solo di industrializzazione) che di sicuro ha molti vantaggi rispetto all’elettrico (immagazzinare energia elettrica come energia chimica è un vero delirio).
Però non si può mica andare tanto su con le dimensioni sennò l’auto poi non curva più a cause dell’effetto giroscopico.
la_pulce
29 ott 2010 - 12:55 - #17inoltre la carica dura poco (si dissipa molto rapidamente anche se non la si utilizza) per cui va utilizzata molto rapidamente. In ogni caso è un sistema di recupero dell’energia cinetica abbastanza semplice e soprattutto molto poco ingombrante e leggero.
maleodorante
29 ott 2010 - 13:18 - #18Soluzione molto itneressante, però quando si accenda la macchina il sistema risulta scarico ed inoltre non permette di procedere, bnemmeno per pochi km, mantenendo spento il propulsore termico. Per me è una soluzione adatta ad auto supersportive, perchè riduce i pesi e migliora l’efficenza, ma torvo che non sia applicabile ad esempio ad un’utilitaria
pigrecoo
29 ott 2010 - 13:29 - #19@6
il volano per accumulare tanta energia non deve essere necessariamente pesante, anzi! L´energia accumulata da un volano dipende dalla massa e dal quadrato della velocitä angolare. Utilizzando materiali leggeri e resistenti quali fibre di carbonio è possibile ottenere rotazioni dell’ordine di 100000 rpm.
2strokeforce
29 ott 2010 - 13:42 - #20Gran bella cosa! Geniale!
E per i pignoli del lessico:
IBRIDO
agg. e n.m. [f. -a; pl.m. -i, f. -e] 1 si dice di vegetale o animale prodotto dall’accoppiamento di due specie o varietà diverse: fiore ibrido; il mulo è un ibrido 2 ( fig.) si dice di fatto o di cosa formata da elementi eterogenei e discordanti stile, linguaggio ibrido; l’arredamento di quella casa è un ibrido di classico e moderno 3 ( ling.) si dice di parola composta con elementi appartenenti in origine a lingue diverse 4 ( chim. fis.) si dice di un orbitale che ha subito il processo di ibridizzazione ? ibridamente avv. ( non com.) in modo eterogeneo e disarmonico
¶ Dal lat. hibrida(m) ‘che ha origine da due razze differenti’.
Sono due sistemi di propulsione diversi (pur essendo meccanici entrambi) uno a volano (che sfrutta l’energia cinetica), l’altro a pistoni (che sfrutta la combustione).
Dire, “per me non è ibrido” vuol dire andare contro persino al dizionario.
Bmw Serie 1
29 ott 2010 - 13:46 - #21Soluzione originale e che dovrebbe avere costi decisamente più bassi di un vero ibrido elettrico. Sarà poi da valutaqre effettivamente i vantaggi che si riscontreranno. Vedrei bene questo sistema anche sui futuri modelli delle altre case, Audi, Bmw, etc etc
Hal9400
29 ott 2010 - 14:00 - #22ma tutti professori qua? tornate a studiare fisica…
axe
29 ott 2010 - 14:26 - #23il volano della Porsche gira a 40.000 giri/minuto.
http://www.autoblog.it/galleria/big/porsche-911-gt3-r-hybrid-salone-di-ginevra/6
mk!
29 ott 2010 - 15:11 - #24Sarei curioso di sapere che cuscinetti (o bronzine, o no so che altro…) usano a 60000rpm per avere una buona affidabilità!
sinistro
29 ott 2010 - 15:28 - #25E come funziona ai lidi di Comacchio ????….. Visto che a quelli di Volano sembra andare bene?
x-vox
29 ott 2010 - 15:54 - #26Mah, 80 CV per 65 kg, l’ibrido elettrico della Ferrari 599 sperimentale è mi pare 100 CV per 100 kg, e il peso è destinato a scendere con il progresso delle batterie elettriche
inoltre un volano che gira a 60 mila giri in assenza d’aria non mi pare la cosa più semplice dal punto di vista di tutta una serie di considerazioni meccaniche ecc..
x-vox
29 ott 2010 - 16:22 - #27però quel cambio CVT è esattamente quello che manca al sistema Peugeot pubblicato ieri ad esempio..
la_pulce
29 ott 2010 - 16:44 - #28…avete una idea del numero di giri che fa un motore elettrico di una vettura ibrida?
kitt
29 ott 2010 - 16:52 - #29Un ottimo cuscinetto volvente non dovrebbe avere problemi a girare a 60 mila rpm, considerando anche che quella è la velocità massima che non sempre viene raggiunta e comunque per pochi istanti.
x-vox
29 ott 2010 - 17:36 - #30A livello di cuscinetti ci siamo Kitt, ma nell’insieme una massa volanica di quel genere.. tra l’altro l’energia immagazzinata va usata entro il tempo in cui il motore è in funzione, già mi immagino qualcuno che fa un’ultima “sgommata” prima di fermarsi in garage..
kitt
29 ott 2010 - 17:59 - #31Immagino che il sistema sia progettato in modo tale che l’aggancio del volano al differenziale non sia così brusco da fornire un grande picco di coppia. Il cambio cvt penso serva (anche? solo?) a questo, ad avere dei ridotti stress meccanici in fase di inserimento del volano.
x-vox
29 ott 2010 - 18:39 - #32In effetti quel cambio cvt mi pare la cosa migliore, come dicevo se usato su un sistema come quello ibrido che hanno pubblicato ieri si potrebbe avere realmente un motore termico ant e uno elettrico sull’assale post, con 4RM senza alberi di trasmissione, ideale per auto ibride medio-piccole ma con attitudine sportiva
kampakavallo
29 ott 2010 - 19:40 - #33io ho parecchi dubbi sulla sicurezza di questo sistema … in caso di incidente un volano che schizza via a 50000 rpm …. è peggio di un proiettile anticarro…
e non la penso così solo io, anche chi è specializzato da anni nello studio di vetture ibride pone come la sicurezza l’ostacolo più grosso a questo sistema
cino
29 ott 2010 - 23:52 - #34Sicuramente è un dispositivo interessante, ma il fatto che per renderlo davvero efficace sia necessaria un guida ricca di frenate ed accelerazioni (quindi tutto sommato sportiva) lo rendo utile più per chi vuole divertirsi con la macchina piuttosto che per chi vuole consumare meno. Con una guida morigerata e dolce l’energia recuperata in frenata è troppo poca per essere effettivamente utilizzata in seguito, quindi, come già detto, per chi è attento ai consumi dubito possa essere un dispositivo molto utile…
gabryo
31 ott 2010 - 08:03 - #35Concettualmente parlando, l’idea mi sembra assolutamente buona e dimostra anche una valida alternativa all’ibrido di natura elettrica.
Prima di sparare le solite ridicole sentenze infondate ed inappropriate, tenete conto che questo sistema è ancora in via di sviluppo…quindi, con eventuali margini di miglioramento soprattutto in termini di efficacia.
mrbean79
01 nov 2010 - 17:57 - #36Bel sistema complesso come controlli: 2 frizioni e un cvt non sono banali.
Il peso non è drammatico se comparato con soluzioni ibride pure composte da macchine elettriche e batterie.
Inolte a 60000 giri non è che il volano debba essere enorme…
feeldesain
05 nov 2010 - 12:23 - #37NUOVO CONCEPT MERCEDES - FORMULA UNO!
http://www.feeldesain.com/feel/tag-heuer-formula-1.html