Rus találmányok - lineáris generátor

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-07 16:26

Ez a cikk érdekes lesz a "kemény technikusok" számára - a belső égésű motor alternatív elrendezéséről szól. Ez egy újabb megerősítése az oroszok találékonyságának: az ilyen típusú - lineáris - motorokat külföldön csak most kezdik fejleszteni.

Történelmileg a hagyományos elektromos áramfejlesztő eszközök forgó mozgást használtak a tekercsek mágneses térben történő mozgatására. Az ilyen eszközöket különféle légcsavarok indítják mozgásba: hidroturbinák, gázturbinák, szél stb. A hagyományos belső égésű motor is az egyik mozgató. Az ilyen légcsavarokban az üzemanyag kémiai energiája többszörös átalakuláson megy keresztül: először a dugattyúk transzlációs mozgásába, majd a főtengely forgási mozgásába, majd csak az elektromos áramba.

Az ilyen átalakítás szükségessége mechanikai veszteségekhez és a motor egészének tervezésének bonyolultságához vezet. Mindannyian egy és ugyanazt a képet láttuk a fizika kísérleteiben: a tanár vesz egy állandó mágnest, és elkezdi mozgatni előre-hátra az induktorban. Ebben az esetben feszültség jelenik meg a tekercs kivezetésein. Az alapvetően új típusú elektromos generátorok megalkotott kialakításával lehetőséget biztosítunk az oda-vissza mozgás alkalmazásával az elektromos áram előállítására anélkül, hogy közbenső forgómozgássá alakulnának át.

Az általunk fejlesztett lineáris generátorban (továbbiakban LG) a hengerburkolatok helyett két külső dugattyú van beépítve, melyek mereven egymáshoz vannak rögzítve. Ez a technológiai megoldás több tényezőnek köszönhető, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk.

A hagyományos motoroknál hengeres tüzelőanyag égés közben a dugattyú a fellépő gáznyomástól egy irányba indul el, de a tehetetlenségi törvények szerint maga a henger is az ellenkező irányba kezd el mozogni. Ezért a belső égésű motorok működését mindig rezgés kíséri. Kioltására összetett technológiai módszereket alkalmaznak, ami a motorgyártás költségeinek növekedéséhez vezet. Például a rezgés csillapítására, amikor a főtengely forog, további kompenzációs súlyokat szerelnek fel rá, ami a főtengely tömegének növekedéséhez vezet. Ma a főtengely tömegének körülbelül 40%-a kompenzációs súly.

Most térjünk vissza a kifejlesztett LG dizájnhoz. A dugattyúk előrefelé irányuló mozgását közvetlenül használjuk elektromos áram generálására. Ha figyelembe vesszük a vázlatos diagramot, akkor megállapíthatjuk, hogy két belső dugattyú merev kapcsolattal van összekötve, két külső pedig ugyanúgy. Mit ad ez nekünk?

Első és ami a legfontosabb, a motor kialakításának radikális leegyszerűsítése. Ennek a motornak nincsenek olyan alkatrészei, mint a főtengely, a vezérműtengely, a főtengely-vezérműtengely sebességváltó, a szívó- és kipufogószelepek. A tervezés egyszerűsítésével a motor költsége drasztikusan csökken.

Második. Az általunk javasolt két belső dugattyú és két külső dugattyú kombinációja szinte teljes vibrációmentességet biztosít az LG működése során. Hogyan történik ez? Tegyük fel, hogy az egyik hengerben tüzelőanyag ég, akkor a másikban egyidejűleg a levegő vagy az üzemanyag-keverék összenyomódik. Ebben az esetben a belső dugattyúk például jobbra, majd a külső dugattyúk balra. Ha a külső dugattyúk tömege megegyezik a belső dugattyúk tömegével, akkor a dugattyúk mozgásából adódó tehetetlenségi erők kölcsönösen kompenzálódnak, és nem jutnak át a motortestre. Ez lehetővé teszi, hogy ezt az LG-t ultrakönnyű alapra helyezzük, és elhagyjunk minden rezgéscsillapító berendezést. Ami ismét a generátor költségének csökkenéséhez vezet.

Harmadik. Tegyük fel, hogy vettünk egy hagyományos motort és üzembe helyeztük. Egy bizonyos főtengely-fordulatszámmal rendelkezik, amelyet a hengerben lévő dugattyúlöket gyakorisága határoz meg. Most fogjuk az LH-t, és a hengerben lévő dugattyúnak ugyanarra a löketszámra állítjuk, mint egy hagyományos motornál. Ugyanakkor az LG hengerben a gázok tágulási sebessége kétszer akkora lesz, mint maga a tágulási kamra, összehasonlítva egy hagyományos motorral, és ez egyszerű szóval lehetőséget ad arra, hogy több energiát vegyünk ki a gázokból., ami az LG általános hatékonyságának növekedéséhez vezet…

Az elméleti számítások elvégzése után a következő mutatókat kaptuk

• A dugattyú löketszáma = 500
• A henger átmérője = 372 mm
• Dugattyúlöket = 439 mm
• Teljes hossz ЛГ = 6000mm
• Teljes szélesség és magasság ЛГ = 1000mm
• A mutató hatékonysága = 51,38%
• Hatásfok = 49,85%
• Üzemanyag-fogyasztás = 171,3 gr / (kWatt * óra)
• Teljesítmény = 1000 kWatt

Minden számítást 0,11 Mpa töltőnyomáson végeztünk (enyhén szólva háztartási hajszárítóból). Ha egy további gázturbinát szerelnek fel a generátorra, akkor a generátor teljesítménye a geometriai méretek növelése nélkül növelhető

De még ezzel együtt is nagyon lenyűgözőnek bizonyult az LG hatékonysága. Összehasonlításképpen: a modern autómotorok átlagos hatásfoka nem haladja meg a 40% -ot, és csak a hosszú ütemű tengeri motorok, amelyeknél a dugattyúlöket a hengerben körülbelül 2,0-2,5 méter, megközelíti a 45-50 hatékonysági mutatót. %.

Amint ezekből a számításokból látható, a javasolt LG hosszúkás hengeres alakú. Az LG hosszának és átmérőjének aránya 6:1 tse. Egyesek azt mondhatják, hogy ez óriási hátránya. Bizonyos esetekben igen. De gondoljunk úgy, mint a mérnökök.

Vegyünk egy közönséges autót, vagy inkább annak motorját és működési módjait. 60 km/órás sebességgel haladunk át a városon (a legtöbb esetben ez a megengedett legnagyobb sebesség a városban). Mi van egy hagyományos motorban ezzel? És megvan az a tény, hogy a kivetített teljesítmény legalább felét működik. Aki tud, nos, aki nem, annak most elmondunk egy csodálatos dolgot. Mivel a hengeren belüli folyamatok kiszámítása meglehetősen nehéz feladat, és a különböző motorüzemmódokban a működési paraméterek jelentősen eltérhetnek, a legtöbb esetben a motor felépítése (ami abszolút minden mutatót jelent, mint pl. a szívónyílás átmérői, ill. kipufogószelepek, a bevezetett levegő mennyisége, hőmérséklete stb.) és hatásfoka névleges üzemmódban kerül kiszámításra. Ez azt jelenti, hogy a motor maximális hatásfoka csak névleges üzemmódban érhető el. Minden más esetben, mint például részleges terhelés vagy túlterhelés, a motor hatásfoka mindig kisebb, mint a lehetséges maximális. A mi LG-nk sem nélkülözi ezt a hátrányt. DE. De azt javasoljuk, hogy ne egy LG-t telepítsünk az autóba, hanem például kettőt. Tegyük fel, hogy az autó maximális sebességgel történő mozgatásához 70 kW teljesítményre van szükségünk. Két darab 35 kW-os LG-t szállítunk az autóba. Mit fog ez adni nekünk? Ez pedig azt a tényt adja nekünk, hogy városi vezetés közben csak egy LH-t használhatunk, a második pedig ki lesz kapcsolva. Ez azt eredményezi, hogy az LG névleges üzemmódban fog működni városi vezetés közben, és maximális hatékonysággal rendelkezik. Ez pedig a benzinfogyasztás csökkenése a városi ciklusban. Ráadásul, ha az egyik LH meghibásodik, van egy második LH. Igen, nem fog maximális sebességgel haladni, de legalább a legközelebbi szervizbe el tud jutni vontatók segítsége nélkül. Nem írom le az ilyen elrendezés összes előnyét, a legtöbb autós azonnal megérti, miről van szó. De szeretném felhívni a figyelmet arra, hogy a hagyományos motorok nem teszik lehetővé a kettős elrendezést méretük és a motor tömegének a megtermelt teljesítményhez (ún. fajsúlyhoz) viszonyított mutatói miatt. Az LG-nk pedig megengedi.

Jelenleg már két LH modellünk van. Összegyűjtöttük az első modellt, hogy úgy mondjam, és amit a lábunk alatt találtunk - hengerektől és dugattyúktól a segédmotoros kerékpárokig. Ennek eredményeként nem üzemanyaggal üzemeltettük, de biztosak voltunk benne, hogy nincs vibráció. A vizsgálatok sűrített levegővel történtek, szinkronizálóként a csövekben lévő rugókat használtam. Az erről szóló videót ebben a videóban nézheti meg:

Most már majdnem elkészült a második modell, amihez a részleteket a rajzaink alapján teljesen 0-ról alkottuk meg. Remélem, 2013 őszére befejezzük az összeszerelést, és egy működő LG-t, valamint annak valós tulajdonságait tudjuk bemutatni.

Sok céget igyekeztünk felkelteni a fejlesztésünkben. Különféle autógyárakkal vettük fel a kapcsolatot Ukrajnában és Oroszországban. De a legtöbb esetben olyan szavakat hallottunk, hogy az ötlet klassz, de ez a motor nem fog tönkremenni, azt mondják, honnan leszünk profitunk, ha nem kell hozzá alkatrészt gyártani, és a gyártásnak kell újra kell csinálni, és ez pénz. Szégyen ez a hazáért. Egy ilyen LG kibocsátásával Oroszország néhány éven belül vezető szerepet tölthet be a motorgyártásban. Így továbbra is vásárolunk külföldi autókat, emeljük a gazdaságot, és munkát adunk olyan embereknek, akik nem a mi országunkban vannak. Biztosan állíthatom, hogy a motorgyártás jövője a lineáris gépeké. Jelenleg egyes országokban aktívan fejlesztenek különféle lineáris motorokat: Ausztráliában - PemPec Motors, Angliában - Libertine FPE Limited (videóbemutató), Csehországban - Cseh Műszaki Egyetem (projekt helyszíne), az USA-ban - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL)… Eljött a pillanat, hogy aki előbb felkelt, az megkapta a papucsát. Most végre az elsők lehetünk ezen a téren, mert a lineáris generátoros kialakításunk mind felépítésben, mind működésben sokkal jobb a fentieknél.

Az LG-vel kapcsolatos munka 2008-ban kezdődött. De az alkatrészek egy példányban történő megrendelésének hatalmas költsége miatt ezeket a mai napig végzik. Ez idő alatt többször változtattak a kialakításon. Például ma már elhagytuk a külső és belső dugattyúk közötti mechanikus szinkronizálót, és csak a dugattyúk mozgásával szembeni ellenállása miatt biztosítottuk a szinkronizálást, amikor áramot injektálnak beléjük. Ezenkívül az LG alkatrészeinek létrehozásakor kezdetben lehetőség nyílik a kompressziós kamra térfogatának megváltoztatására, és ez ahhoz a tényhez vezet, hogy néhány órán belül a kialakítás megváltoztatása nélkül az LG áthelyezhető a munkából. benzin, például alkohollal vagy olajjal való munkához (a hagyományos motorokban, ha a motort benzinhez fejlesztették ki, akkor lehetetlen viszkózusabb üzemanyagra átvinni, elsősorban a kompressziós kamra rögzített térfogata miatt). Néhány más apróságot is kifejlesztettek, amelyek lehetővé teszik, hogy megszabaduljon az LH-ban rejlő néhány hátránytól. Sajnos a mi kereskedelmi világunkban, ahol minden ötletet egy szempillantás alatt ellopnak, nem tudjuk elmondani a tervezés minden árnyalatát.

Ha ennek ellenére valakit érdekel ennek az LG-nek a gyártása, akkor itt találja a kapcsolatfelvételi lehetőségeket az alkotás egyik szerzőjével.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Üdvözlettel: Oleg Gunyakov és Vlagyimir Kuznyecov.