Rus inventii - generator liniar

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Acest articol va fi de interes pentru „tehnologii duri” - vorbește despre un aspect alternativ al motorului cu ardere internă. Aceasta este o altă confirmare a ingeniozității rușilor: motoarele de acest tip - liniare - abia încep să fie dezvoltate în străinătate.

Din punct de vedere istoric, dispozitivele tradiționale de generare a energiei electrice au folosit mișcarea rotativă pentru a deplasa înfășurările într-un câmp magnetic. Astfel de dispozitive sunt puse în mișcare de diverse elice: hidroturbine, turbine cu gaz, eoliene etc. Motorul tradițional cu ardere internă este, de asemenea, unul dintre factorii de mișcare. În astfel de elice, energia chimică a combustibilului suferă multiple transformări: mai întâi în mișcarea de translație a pistoanelor, apoi în mișcarea de rotație a arborelui cotit și apoi numai în curentul electric.

Necesitatea unei astfel de transformări duce atât la pierderi mecanice, cât și la o complicație a proiectării motorului în ansamblu. Cu toții am văzut una și aceeași imagine în experimentele de fizică: profesorul ia un magnet permanent și începe să-l miște înainte și înapoi în inductor. În acest caz, tensiunea apare la bornele bobinei. Cu designul creat al unui tip fundamental nou de generatoare electrice, oferim posibilitatea de a folosi mișcarea alternativă pentru a genera curent electric fără conversii intermediare în mișcare rotativă.

În generatorul liniar dezvoltat de noi (denumit în continuare LG), în loc de capacele cilindrilor, sunt instalate două pistoane externe, care sunt fixate rigid unul de celălalt. Această soluție tehnologică se datorează mai multor factori, despre care vom discuta mai jos.

La motoarele tradiționale în cilindri în timpul arderii combustibilului, pistonul, din cauza presiunii gazului care apare, începe să se miște într-o direcție, dar conform legilor inerției, cilindrul în sine începe să se miște și în direcția opusă. Prin urmare, funcționarea motoarelor cu ardere internă este întotdeauna însoțită de vibrații. Pentru a-l stinge, se folosesc metode tehnologice complexe, ceea ce duce la o creștere a costului de producție a motoarelor. De exemplu, pentru a amortiza vibrațiile atunci când arborele cotit se rotește, pe acesta sunt instalate greutăți suplimentare de compensare, ceea ce duce la o creștere a masei arborelui cotit. Astăzi, aproximativ 40% din masa unui arbore cotit reprezintă greutăți de compensare.

Acum să revenim la designul LG dezvoltat. Utilizăm direct mișcarea înainte a pistoanelor pentru a genera un curent electric. Dacă luăm în considerare schema schematică, atunci putem determina că două pistoane interne sunt conectate între ele printr-o conexiune rigidă și două exterioare în același mod. Ce ne oferă?

Primul și cel mai important, o simplificare radicală a designului motorului. Acest motor nu are piese precum arborele cotit, arborele cu came, transmisia arbore cotit la arbore cu came, supape de admisie și evacuare. Prin simplificarea designului, costul motorului este redus drastic.

Al doilea. Combinația dintre două pistoane interne și două pistoane externe propusă de noi ne oferă o absență aproape completă a vibrațiilor în timpul funcționării acestui LG. Cum se întâmplă asta? Să presupunem că arderea combustibilului are loc într-unul dintre cilindri, apoi în celălalt în același timp aerul sau amestecul de combustibil va fi comprimat. În acest caz, pistoanele interioare se mișcă, de exemplu, spre dreapta, apoi pistoanele exterioare se vor deplasa spre stânga. Dacă masa pistoanelor externe este egală cu masa pistoanelor interne, atunci forțele inerțiale care decurg din mișcarea pistoanelor vor fi compensate reciproc și nu vor fi transmise corpului motorului. Acest lucru face posibilă instalarea acestui LG pe o fundație ultra-ușoară și abandonarea oricăror dispozitive de amortizare a vibrațiilor. Ceea ce duce din nou la o scădere a costului generatorului.

Al treilea. Să presupunem că am luat un motor tradițional și l-am pus în funcțiune. Acesta va avea o anumită turație a arborelui cotit, care va fi determinată de frecvența cursei pistonului în cilindru. Acum vom lua LH-ul nostru și îl vom seta la aceeași rată de cursă a pistonului din cilindru ca cea a unui motor tradițional. În același timp, rata de expansiune a gazelor în cilindrul LG va fi de două ori mai mare decât camera de expansiune în sine, în comparație cu un motor tradițional, iar acest lucru ne oferă, în termeni simpli, posibilitatea de a prelua mai multă energie din gaze., ceea ce va duce la o creștere a eficienței generale a LG…

După efectuarea calculelor teoretice, am obținut următorii indicatori

• Rata cursei pistonului = 500
• Diametrul cilindrului = 372 mm
• Cursa pistonului = 439 mm
• Lungime totală ЛГ = 6000 mm
• Lățimea și înălțimea completă ЛГ = 1000 mm

• Eficiența indicatorului = 51,38%

• Eficiență efectivă = 49,85%
• Consum de combustibil = 171,3 gr / (kWatt * oră)
• Putere = 1000 kWatt

Toate calculele au fost efectuate la o presiune de supraalimentare = 0,11 Mpa (pentru a spune ușor de la un uscător de păr de uz casnic). Dacă pe generator este instalată o turbină cu gaz suplimentară, atunci puterea generatorului poate fi mărită fără a crește dimensiunile geometrice

Dar chiar și cu aceasta, eficiența LG s-a dovedit a fi foarte impresionantă. Pentru comparație, eficiența medie a motoarelor de automobile moderne nu depășește 40% și numai motoarele marine cu cursă lungă, în care cursa pistonului în cilindru este de aproximativ 2,0 - 2,5 metri !!!, se apropie de indicatorul de eficiență de 45-50. %.

După cum puteți vedea din aceste calcule, LG-ul propus are o formă cilindrică alungită. Raportul dintre lungimea LG și diametrul său este de 6 la 1tse. Unii ar putea spune că acesta este marele lui dezavantaj. În unele cazuri, da. Dar să gândim ca inginerii.

Luați în considerare o mașină obișnuită, sau mai degrabă motorul și modurile sale de funcționare. Traversăm orașul cu o viteză de 60 km pe oră (în cele mai multe cazuri, aceasta este viteza maximă permisă în oraș). Ce avem într-un motor tradițional cu asta? Și avem faptul că funcționează cel puțin jumătate din puterea proiectată. Cine știe, bine, și cine nu știe, acum le vom spune un lucru minunat. Deoarece calculul proceselor din interiorul cilindrului este o sarcină destul de dificilă, iar parametrii de funcționare la diferite moduri de motor pot diferi destul de semnificativ, în majoritatea cazurilor, designul motorului (ceea ce înseamnă absolut toți indicatorii, cum ar fi diametrele admisiei și supapele de evacuare, volumul de aer furnizat, temperatura acestuia etc.) iar randamentul acestuia se calculează la funcționarea în regim nominal. Aceasta înseamnă că eficiența maximă a motorului va fi atinsă numai atunci când funcționează în modul nominal. În toate celelalte cazuri, cum ar fi sarcina parțială sau suprasarcină, eficiența motorului este întotdeauna mai mică decât maximul posibil. De asemenea, LG nostru nu este lipsit de acest dezavantaj. DAR. Dar propunem să instalăm nu un LG în mașină, ci, de exemplu, două. Să presupunem că avem nevoie de 70 kW de putere pentru a deplasa mașina la viteză maximă. Vom furniza mașinii două LG-uri cu o putere de 35 kW. Ce ne va oferi? Și asta ne va da faptul că atunci când conducem în oraș, putem folosi doar un LH, iar al doilea va fi oprit. Acest lucru va duce la faptul că LG va funcționa la modul nominal atunci când conduceți în oraș și va avea eficiența maximă. Și aceasta este o scădere a consumului de benzină în ciclul urban. În plus, dacă un LH eșuează, avem un al doilea LH. Da, nu veți merge cu viteză maximă, dar măcar veți putea ajunge la cel mai apropiat centru de service fără ajutorul unor remorcări. Nu voi descrie toate avantajele unui astfel de aspect, majoritatea șoferilor vor înțelege imediat despre ce este vorba. Dar aș dori să subliniez că motoarele tradiționale nu permit un aspect dublu din cauza dimensiunii lor și a indicatorilor de masă a motorului la puterea generată (așa-numita greutate specifică). Și LG-ul nostru o permite.

Momentan avem deja două modele LH. Am adunat primul model, ca să spunem așa, și ceea ce am găsit sub picioarele noastre - de la cilindri și pistoane până la mopede. Drept urmare, nu l-am rulat cu combustibil, dar eram siguri că nu exista nicio vibrație. Testele au fost efectuate cu aer comprimat, iar arcurile din tuburi au fost folosite ca sincronizatoare. Puteți viziona un videoclip despre asta în acest videoclip:

Acum aproape că am terminat al doilea model, ale cărui detalii au fost create complet de la 0 conform desenelor noastre. Sper că până în toamna lui 2013 vom finaliza ansamblul și vom putea demonstra un LG funcțional, precum și caracteristicile sale reale.

Am încercat să interesăm multe companii în dezvoltarea noastră. Am contactat diverse fabrici de automobile din Ucraina și Rusia. Dar în cele mai multe cazuri am auzit astfel de cuvinte că ideea este de clasă, dar acest motor nu se va defecta, spun ei, de unde vom obține profit dacă nu trebuie să producem piese de schimb pentru el, iar producția trebuie să fi refăcut, iar aceștia sunt bani. E păcat pentru patrie. Prin lansarea unui astfel de LG, Rusia ar putea deveni lider în construcția de motoare în câțiva ani. Și așa continuăm să cumpărăm mașini străine și să creștem economia și să dăm locuri de muncă oamenilor care nu sunt în țara noastră. Pot spune cu siguranță că viitorul construcției de motoare se află în mașinile liniare. Acum, în unele țări, se dezvoltă activ diverse motoare liniare: în Australia - PemPec Motors, în Anglia - Libertine FPE Limited (prezentare video), în Cehia - Universitatea tehnică din Cehia (site-ul proiectului), în SUA - The Automotive Laboratorul de control al propulsiei (APCL)… A venit momentul în care oricine s-a ridicat primul și-a luat papucii. Acum putem deveni în sfârșit primii în acest domeniu, deoarece designul generatorului nostru liniar este mult mai bun decât toate cele de mai sus, atât în ceea ce privește proiectarea, cât și funcționarea.

Lucrările la LG au început în 2008. Dar, din cauza costului uriaș al comenzii pieselor într-un singur exemplar, acestea sunt realizate până în prezent. În acest timp, designul a fost schimbat de mai multe ori. De exemplu, astăzi am abandonat sincronizatorul mecanic dintre pistoanele externe și cele interne și am asigurat sincronizarea doar datorită rezistenței la mișcarea pistoanelor create de bobine atunci când curentul este injectat în acestea. De asemenea, atunci când creați piese pentru LG, puteți stabili inițial capacitatea de a schimba volumul camerei de compresie, iar acest lucru va duce la faptul că în câteva ore, fără a schimba designul, LG poate fi transferat de la locul de muncă. benzina, de exemplu, pentru a lucra cu alcool sau ulei (în motoarele tradiționale, dacă motorul a fost dezvoltat pentru benzină, atunci este imposibil să-l transferați la un combustibil mai vâscos, în primul rând din cauza volumului fix al camerei de compresie). Au fost dezvoltate alte lucruri mici care vă permit să scăpați de unele dintre dezavantajele inerente acestui LH. Din păcate, în lumea noastră de comerț, unde orice idee este furată într-o clipă, nu putem spune despre toate nuanțele designului.

Dacă, totuși, cineva este interesat de producția acestui LG, atunci iată contactele pentru comunicare cu unul dintre autorii acestei creații.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Salutări, Oleg Gunyakov și Vladimir Kuznetsov.