Venemaa leiutised - lineaarne generaator

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-07 16:25

See artikkel pakub huvi "karmidele tehnikutele" - see räägib sisepõlemismootori alternatiivsest paigutusest. See on veel üks kinnitus venelaste leidlikkusele: seda tüüpi - lineaarseid - mootoreid hakatakse alles välismaal välja töötama.

Ajalooliselt on traditsioonilised elektritootmisseadmed kasutanud pöörlevat liikumist mähiste liigutamiseks magnetväljas. Selliseid seadmeid panevad liikuma erinevad propellerid: hüdroturbiinid, gaasiturbiinid, tuul jne. Traditsiooniline sisepõlemismootor on ka üks liikumapanevusi. Sellistes propellerites toimub kütuse keemiline energia mitmekordne muundumine: esmalt kolbide translatsiooniliikumiseks ja seejärel väntvõlli pöörlevaks liikumiseks ja seejärel alles elektrivooluks.

Sellise ümberkujundamise vajadus põhjustab nii mehaanilisi kadusid kui ka mootori kui terviku konstruktsiooni keerukust. Me kõik nägime füüsikakatsetes ühte ja sama pilti: õpetaja võtab püsimagneti ja hakkab seda induktiivpoolis edasi-tagasi liigutama. Sel juhul ilmub mähise klemmidele pinge. Loodud põhimõtteliselt uut tüüpi elektrigeneraatorite konstruktsiooniga anname võimaluse kasutada edasi-tagasi liikumist elektrivoolu genereerimiseks ilma vahepealsete pöördliikumiseks muutmiseta.

Meie (edaspidi LG) väljatöötatud lineaargeneraatoris on silindrikatete asemel paigaldatud kaks välist kolvi, mis on omavahel jäigalt kinnitatud. See tehnoloogiline lahendus on tingitud mitmest tegurist, mida käsitleme allpool.

Traditsioonilistel mootoritel silindrites kütuse põlemisel hakkab tekkivast gaasirõhust kolb liikuma ühes suunas, kuid inertsiseaduste järgi hakkab ka silinder ise liikuma vastupidises suunas. Seetõttu kaasneb sisepõlemismootorite tööga alati vibratsioon. Selle kustutamiseks kasutatakse keerulisi tehnoloogilisi meetodeid, mis toob kaasa mootori tootmiskulude tõusu. Näiteks vibratsiooni summutamiseks väntvõlli pöörlemisel paigaldatakse sellele täiendavad kompensatsiooniraskused, mis toob kaasa väntvõlli massi suurenemise. Tänapäeval moodustavad umbes 40% väntvõlli massist kompensatsiooniraskused.

Nüüd pöördume tagasi arendatud LG disaini juurde. Elektrivoolu tekitamiseks kasutame otse kolbide edasiliikumist. Kui võtta arvesse skemaatilist diagrammi, saame kindlaks teha, et kaks sisemist kolvi on omavahel ühendatud jäiga ühendusega ja kaks välist samamoodi. Mida see meile annab?

Esiteks ja mis kõige tähtsam, mootori konstruktsiooni radikaalne lihtsustamine. Sellel mootoril pole selliseid osi nagu väntvõll, nukkvõll, väntvõlli ja nukkvõlli vaheline jõuülekanne, sisse- ja väljalaskeklapid. Disaini lihtsustamisega väheneb mootori maksumus drastiliselt.

Teiseks. Meie pakutud kahe sisemise ja kahe välise kolvi kombinatsioon annab meile selle LG töötamise ajal peaaegu täieliku vibratsiooni puudumise. Kuidas see juhtub? Oletame, et ühes silindris toimub kütuse põlemine, siis teises pressitakse samal ajal õhk või kütusesegu kokku. Sel juhul liiguvad sisemised kolvid näiteks paremale, siis välimised kolvid vasakule. Kui väliskolbide mass on võrdne sisemiste kolbide massiga, siis kolbide liikumisest tekkivad inertsiaalsed jõud kompenseeritakse vastastikku ja ei kandu üle mootori kerele. See võimaldab paigaldada selle LG ülikergele alusele ja loobuda igasugustest vibratsioonisummutusseadmetest. Mis toob jällegi kaasa generaatori maksumuse vähenemise.

Kolmandaks. Oletame, et võtsime traditsioonilise mootori ja panime selle tööle. Sellel on teatud väntvõlli kiirus, mille määrab silindri kolvi käigu sagedus. Nüüd võtame oma LH ja seame selle silindris oleva kolvi samale löögisagedusele kui traditsioonilisel mootoril. Samal ajal on LG silindri gaaside paisumiskiirus traditsioonilise mootoriga võrreldes kaks korda suurem kui paisumiskamber ise ja see annab meile lihtsas mõttes võimaluse gaasidest rohkem energiat võtta., mis toob kaasa LG üldise tõhususe tõusu …

Pärast teoreetiliste arvutuste tegemist saime järgmised näitajad

• Kolvi löögisagedus = 500
• Silindri läbimõõt = 372 mm
• Kolvikäik = 439 mm
• Täispikkus ЛГ = 6000mm
• Täislaius ja kõrgus ЛГ = 1000mm
• Indikaatori efektiivsus = 51,38%
• Efektiivne efektiivsus = 49,85%
• Kütusekulu = 171,3 gr / (kW * tund)
• Võimsus = 1000 kW

Kõik arvutused viidi läbi ületusrõhul = 0,11 Mpa (pehmelt öeldes majapidamises kasutatavast föönist). Kui generaatorile on paigaldatud täiendav gaasiturbiin, saab generaatori võimsust suurendada ilma geomeetrilisi mõõtmeid suurendamata

Kuid isegi sellega osutus LG efektiivsus väga muljetavaldavaks. Võrdluseks, tänapäevaste automootorite keskmine kasutegur ei ületa 40% ja ainult pikataktilised laevamootorid, mille kolvikäik silindris on umbes 2,0–2,5 meetrit, lähenevad efektiivsusnäitajale 45–50 %.

Nagu nendest arvutustest näha, on kavandataval LG-l piklik silindriline kuju. LG pikkuse ja selle läbimõõdu suhe on 6 kuni 1 tse. Mõni võib öelda, et see on tema suur puudus. Mõnel juhul jah. Aga mõelgem nagu insenerid.

Mõelge tavalisele autole või pigem selle mootorile ja selle töörežiimidele. Läbi linna sõidame kiirusega 60 km/h (enamasti on see linnas suurim lubatud kiirus). Mis meil selle traditsioonilises mootoris on? Ja meil on tõsiasi, et see töötab vähemalt poole prognoositud võimsusest. Kes teab, noh ja kes ei tea, räägime neile nüüd ühe imelise asja. Kuna silindris toimuvate protsesside arvutamine on üsna keeruline ülesanne ja tööparameetrid erinevatel mootorirežiimidel võivad märkimisväärselt erineda, siis enamikul juhtudel on mootori konstruktsioon (mis tähendab absoluutselt kõiki näitajaid, nagu sisselaskeava ja sisselaskeava läbimõõt). väljalaskeventiilid, sissepuhkeõhu maht, selle temperatuur jne) ja selle efektiivsus arvutatakse nominaalrežiimil töötamisel. See tähendab, et mootori maksimaalne efektiivsus saavutatakse ainult nominaalrežiimil töötades. Kõigil muudel juhtudel, nagu osaline koormus või ülekoormus, on mootori kasutegur alati väiksem kui maksimaalne võimalik. Ka meie LG-l pole sellest puudusest puudu. AGA. Kuid teeme ettepaneku paigaldada autosse mitte üks LG, vaid näiteks kaks. Oletame, et auto maksimaalsel kiirusel liigutamiseks vajame 70 kW võimsust. Anname autole kaks LG võimsusega 35 kW. Mida see meile annab? Ja see annab meile tõsiasja, et linnas sõites saame kasutada ainult ühte LH-d ja teine lülitatakse välja. See toob kaasa asjaolu, et LG töötab linnas sõites nominaalrežiimil ja on maksimaalse efektiivsusega. Ja see on bensiinitarbimise vähenemine linnatsüklis. Lisaks, kui üks LH ebaõnnestub, on meil teine LH. Jah, te ei sõida maksimaalse kiirusega, kuid saate vähemalt lähimasse teeninduskeskusesse ilma puksiirautode abita. Ma ei kirjelda kõiki sellise paigutuse eeliseid, enamik autojuhte saab kohe aru, millega tegu. Kuid juhin tähelepanu sellele, et traditsioonilised mootorid ei võimalda kahekordset paigutust nende suuruse ja mootori massi näitajate ja genereeritud võimsuse (nn erikaalu) tõttu. Ja meie LG lubab seda.

Hetkel on meil juba kaks LH mudelit. Kogusime kokku nii-öelda esimese mudeli ja jalge alt leidu - silindritest ja kolbidest mopeedideni. Selle tulemusena me seda kütusega ei ajanud, kuid olime kindlad, et vibratsiooni pole. Katsed viidi läbi suruõhuga ja sünkronisaatoritena kasutati torudes olevaid vedrusid. Sellest videost saate vaadata videot selle kohta:

Nüüd oleme peaaegu valmis saanud teise mudeli, mille detailid loodi meie jooniste järgi täielikult 0-st. Loodan, et 2013. aasta sügiseks saame koostamise lõpule ja suudame demonstreerida töötavat LG-d ja selle tegelikke omadusi.

Püüdsime oma arengusse huvitada paljusid ettevõtteid. Võtsime ühendust erinevate autotehastega Ukrainas ja Venemaal. Aga enamasti oleme kuulnud selliseid sõnu, et idee on klass, aga see mootor ei lähe katki, öeldakse, et kust me siis kasumit saame, kui selleks pole vaja varuosi toota ja tootmine vajab ümber teha ja see on raha. Kodumaast on kahju. Sellise LG väljalaskmisega võib Venemaa tõusta mõne aastaga mootoriehituse liidriks. Ja nii me jätkame välismaiste autode ostmist ja majanduse tõstmist ning töökohtade andmist inimestele, kes pole meie riigis. Võin kindlalt öelda, et mootoriehituse tulevik on lineaarsetes masinates. Nüüd arendatakse mõnes riigis aktiivselt erinevaid lineaarmootoreid: Austraalias - PemPec Motors, Inglismaal - Libertine FPE Limited (videoesitlus), Tšehhi Vabariigis - Tšehhi tehnikaülikool (projekti koht), USA-s - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … Kätte on jõudnud hetk, et kes esimesena tõusis, sai sussid kätte. Nüüd saame lõpuks selles vallas esimesteks saada, sest meie lineaargeneraatori disain on kõigist eelmainitutest palju parem, nii disaini kui ka töötamise poolest.

Töö LG kallal algas juba 2008. aastal. Kuid osade ühes eksemplaris tellimise tohutute kulude tõttu tehakse neid tänaseni. Selle aja jooksul on disaini mitu korda muudetud. Näiteks oleme täna loobunud välis- ja sisekolbide vahelisest mehaanilisest sünkronisaatorist ning taganud sünkroniseerimise ainult tänu mähiste poolt tekitatavale takistusele kolbide liikumisele, kui neisse voolu süstitakse. Samuti saate LG jaoks osade loomisel esialgu luua võimaluse muuta survekambri mahtu ja see toob kaasa asjaolu, et mõne tunni jooksul saab LG ilma disaini muutmata töölt üle viia. bensiin, näiteks alkoholi või õliga töötamiseks (tavalistes mootorites, kui mootor töötati välja bensiini jaoks, ei ole seda võimalik viskoossemale kütusele üle kanda, peamiselt kompressioonikambri fikseeritud mahu tõttu). On välja töötatud veel mõned pisiasjad, mis võimaldavad teil vabaneda mõnest selle LH-le omasest puudusest. Kahjuks ei saa me meie kaubandusmaailmas, kus kõik ideed varastatakse silmapilkselt, rääkida kõigist disaini nüanssidest.

Kui keegi selle LG tootmise vastu siiski huvi tunneb, siis siin on kontaktid selle loomingu ühe autoriga suhtlemiseks.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Parimate soovidega, Oleg Gunjakov ja Vladimir Kuznetsov.