Laserrakhyvlar och effektiva motorer

Det är mindre än två veckor till embeddedkonferensen, där vi äntligen får veta vilka som vinner årets embeddedpris. Fram tills dess kan vi kanske kasta ett öga på en tvivelaktig rakhyvel och en imponerande motorutveckling.

Raka sig med laser
För några veckor sedan var det mycket publicitet kring den svenskutvecklade laserrakhyveln Skarp. USA-företaget Skarp Technologies (med svenska grundare) lyckades på kort tid skrapa ihop 4 miljoner dollar via crowdfunding-plattformen Kickstarter. Mediaintresset var stort och både DN och SvD hade positiva artiklar om den fantastiska prylen.

Tanken bakom Skarp är att bränna av skäggstrån (och andra generande hårstrån) med en laser i stället för med rakblad. Prototypen, som visas i en presentationsfilm, är liten och elegant och filmen lanserar Skarp som en genial lösning på en rad stora problem. Det handlar om skärskador, hudproblem och inte minst de mängder av engångsrakhyvlar som kastas bort i världen. Allt detta kunde lösas med laserhyveln.

Portades
Verkligheten var kanske inte fullt så enkel och efter tre veckor portades Skarp Technologies från Kickstarter. Den filmade prototypen var inte en riktig prototyp och det fanns lite för många tekniska invändningar, både mot grundtekniken och mot den eventuella implementeringen. Skarp Technologies har sedan dess startat ett nytt försök till crowdfunding via plattformen Indiegogo.

Är det då möjligt att raka sig med laser? Inte otänkbart, det gäller ”bara” att koncentrera en tillräckligt kraftig laserstråle till en väldigt liten punkt. På demofilmen från Skarp Technologies ser man hår brännas av, även om företaget i efterhand erkänt att man använt en yttre laserkälla i stället för en batteridriven miniatyrlaser monterad i hyveln.

Men demofilmen visar också att hårstråna bränns av ett och ett i sakta mak. Även om filmen verkligen visar hår brännas av med laser (många tvivlar på det) är det uppenbart att en rakningen blir väldigt långsam (och möjligen illaluktande).

Höghjuling
Här ser vi ett intressant problem med moderna innovationer och moderna sätt att dra ihop pengar. Det är faktiskt viktigare att ha en bra och säljande presentationsfilm än att ha en fungerande pryl.

Något liknande kan vi förresten se när som helst i TV-shop och liknande försäljningskanaler. Massor av fantastiska prylar, vertikalgrillen och mycket annat, har presenterats som revolutionerande och absolut nödvändiga. Först efter leveransen inser köparen att filmen inte visade riktigt hela sanningen och att prylen är allt annat än användbar.

Så jag funderar faktiskt på att göra en presentationsfilm om den revolutionerande höghjulingen, ett fantastiskt fordon som löser massor av problem.

För så är det ju. Höghjulingen har massor av fördelar. Den är tekniskt enkel, den kan göras extremt lätt (redan i slutet av 1800-talet tillverkades en höghjuling som bara vägde 5 kg), den klarar till och med kullersten utan bli obekväm och föraren har en fantastisk utsikt. Det här är en uppenbar vinnare i alla crowdfunding- eller TV-shopsammanhang.

Det lilla problemet att höghjulingen är fullständigt livsfarlig tänkte jag inte ta upp i min presentationsfilm. Det lär märkas tids nog. Det lilla problemet att rakningen tar två timmar är det nog ingen som tänker ta upp heller.

Scanias dieselmotor
Nej, jag hoppar snabbt till den imponerande motorutvecklingen i stället. Motorkonstruktörerna på Scania har satsat en hel del tid och pengar på att få dieselmotorn att klara alla de miljökrav som ställts upp och de verkar ha en riktigt bra lösning.

Hittills har Scania undvikit att använda ureainsprutning i katalysatorn för att få ner kväveoxidhalten, men nu tar man det steget fullt ut. Och på kuppen har man fått upp verkningsgraden till 46 procent. Den nya katalysatortekniken är helt enkelt så effektiv att man kan optimera motorn enbart för maximal effektivitet vid vald belastning. Katalysatorn ger ca 98 procent rening.

Det här låter bra, men det finns en (välkänd) hake. Katalysatorn måste nå en arbetstemperatur uppåt 250° C och det måste gå snabbt. I långtradare och långfärdsbussar är det inte något större problem, eftersom motorn hela tiden arbetar med hög belastning och snabbt går upp i rätt temperatur. För personbilar är det svårare, speciellt i stadstrafik.

Bilar med stora motorer
Efter Volkswagen-skandalen finns det en hel del diskussioner om dieselmotorns vara eller inte vara, men i verkligheten genomgår dieselmotorn en miljörevolution. Med den nya katalysatortekniken blir det möjligt att strunta i avgasåtermatning och andra dumheter och helt koncentrera sig på effektiva motorer och effektiva katalysatorer. Sedan får vi se om någon av personbilstillverkarna vågar ta konsekvenserna fullt ut och lansera bilar med mindre och annorlunda optimerade motorer.

För där ligger ett stort problem idag. Till och med ganska ordinära bilar har maxeffekter i närheten av 200 hästkrafter, alltså ca 100 hästkrafter per ton totalvikt. Omräknat till en 60-tons långtradare skulle det motsvara 6 000 hästkrafter. I verkligheten har en modern långtradaren knappt tiondelen av den effekten och tur är väl det.

Att hålla normal jämn motorvägshastighet kräver strax över 30 hästkrafter för en modern bil. Runt 80 minskar effekten till drygt 20 hästkrafter. För att hålla vettig bränsleförbrukning gäller det alltså för motortillverkaren att optimera verkningsgraden vid en belastning under 15 procent. Det funkar, men är inte så lyckat.

Om man halverar motoreffekten (och minskar cylindervolymen och/eller antalet cylindrar) kan man optimera motorn för en högre belastning. Det ger katalysatorn bättre arbetsförhållande och gör det möjligt att öka verkningsgraden i motorn. Prestanda blir ungefär som en gammal Volvo från sjuttiotalet.

Eller så halverar vi en gång till och hamnar ungefär på Renault 4-prestanda (om ni minns den gamla ”skrytbilen”). Då får vi en normalbelastning runt 60 procent och prestanda som väl ingen skulle acceptera idag. Eller?

Det rimliga är förstås att kombinera med en inte alltför stor elmotor och få en ganska lätt dieselhybrid med något så när hyfsade prestanda. Själv skulle jag gärna köpa en sådan bil.

Jag gillade förresten min gamla Renault 4 också.

3 Responses to “Laserrakhyvlar och effektiva motorer”

  1. Hej Göte

    Tack för din bra ledare, Jag läser dom alltid
    För många år sedan (ca40) köpte jag en liten hopfällbar vertikalgrill. Den fungerar jättebra. Jag har haft ett par Renault 4l.

    Mvh
    Göran

  2. Jag kan rekommendera att besöka Hobbymässan i Stockholm (i år går den i Älvsjömässan minsann). Där kan man (kanske) få se en stjärnmotor likt någon av nedanstående länkar visar upp. Vad säges om en motor på 3.5 kg som leverera 6 gammaldags hk.
    http://www.evolutionengines.com/Products/Default.aspx?ProdID=EVOE999

    eller 2,8kg som ger 2,6 hk per postorder till det facila priset € 1.359,00
    http://www.conrad.com/ce/en/product/1328590/STERNMOTOR-RADIAL-4-TAKT-7-ZYLINDER-77CC?ref=list

    Det går att bygga en själv också:
    https://www.youtube.com/watch?v=vLgs8cVBoRo
    http://www.horizonhobby.com/7-cylinder-77cc-4-stroke-glow-radial-engine-evoe777
    https://www.youtube.com/watch?v=PWlB_s_hkQc

    Det går även att få se små el-motorer som ger flera hästkrafter i ett format som får plats i handflatan.

    Ett ögonblicks fantasi får en kombination av liknande komponenter i någon sorts farkost med hjul kombinerad med generator och batteri att inte verka helt främmande.

    Förbränningsmotorer som sitter i de flesta motorfordon är konstruerade för direktdrift där kolven i princip kopplas direkt till däcket. Visserligen nerväxlat via växellåda. Det i sig gör att konstruktören också måste dimensionera motorn efter hur den kan misshandlas när man trycker på bromspedalen, motorbromsar eller har i fel växel.

    Nu skriver vi 2015 och sakta dyker det upp hybridbilar men de motorerna tycks även de vara konstruerade med samma (1800-tals) kriterier i bakhuvudet.

    En annan detalj som ingen gått runt, ännu (eller ?), är att varje cylinder fortfarande är synkroniserad till varje annan cylinder via vevaxeln och måste dras runt av svänghjulet mellan varje tändcykel på 1800-talsvis.

  3. Hej nisse
    Kanske någon kan göra en hobbyvariant av Pratt&Whitneys gamla 28-cylindriga Wasp Major-motor (nästan 4 000 hästkrafter i starkaste versionen). Howard Hughes byggde in åtta sådana i jätteflygplanet ”Spruce Goose” och det ser verkligen mäktigt ut (jag har sett planet i verkligheten). Att totaleffekten ändå var alldeles för låg är en annan historia.

    Allvarligt talat är nog steget från stjärnmotorer till frikolvmotorer lite i längsta laget. 1800-talstekniken har fortfarande mycket att ge innan det är dags att slopa vevaxeln.
    /göte