Rus opfindelser - lineær generator

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-07 16:25

Denne artikel vil være af interesse for "barske teknologer" - den fortæller om et alternativt layout af forbrændingsmotoren. Dette er endnu en bekræftelse af russernes opfindsomhed: motorer af denne type - lineære - er lige begyndt at blive udviklet i udlandet.

Historisk set har traditionelle elektriske strømgenereringsenheder brugt roterende bevægelse til at flytte viklinger i et magnetfelt. Sådanne enheder sættes i bevægelse af forskellige propeller: hydroturbiner, gasturbiner, vind osv. Den traditionelle forbrændingsmotor er også en af bevægelserne. I sådanne propeller gennemgår brændstoffets kemiske energi flere transformationer: først ind i stemplernes translationelle bevægelse og derefter til krumtapakslens rotationsbevægelse og derefter kun til den elektriske strøm.

Behovet for en sådan transformation fører til både mekaniske tab og en komplikation af designet af motoren som helhed. Vi så alle et og samme billede i fysikkens eksperimenter: Læreren tager en permanent magnet og begynder at flytte den frem og tilbage i induktoren. I dette tilfælde vises spænding ved spolens terminaler. Med det skabte design af en fundamentalt ny type elektriske generatorer giver vi muligheden for at bruge frem- og tilbagegående bevægelse til at generere elektrisk strøm uden mellemliggende konverteringer til roterende bevægelse.

I den af os udviklede lineære generator (herefter benævnt LG) er der i stedet for cylinderdækslerne installeret to udvendige stempler, som er stift fastgjort til hinanden. Denne teknologiske løsning skyldes flere faktorer, som vi vil diskutere nedenfor.

I traditionelle motorer i cylindre under brændstofforbrænding begynder stemplet, fra det opståede gastryk, at bevæge sig i én retning, men ifølge inertilovene begynder selve cylinderen også at bevæge sig i den modsatte retning. Derfor er driften af forbrændingsmotorer altid ledsaget af vibrationer. For at slukke det bruges komplekse teknologiske metoder, hvilket fører til en stigning i omkostningerne ved motorproduktion. For at dæmpe vibrationer, når krumtapakslen roterer, installeres der for eksempel yderligere kompensationsvægte på den, hvilket fører til en stigning i krumtapakslens masse. I dag er cirka 40 % af massen af en krumtapaksel kompensationsvægte.

Lad os nu vende tilbage til det udviklede LG-design. Vi bruger direkte stemplernes fremadgående bevægelse til at generere en elektrisk strøm. Hvis vi betragter det skematiske diagram, kan vi bestemme, at to indvendige stempler er forbundet med hinanden ved en stiv forbindelse, og to eksterne på samme måde. Hvad giver det os?

Først og vigtigst af alt, en radikal forenkling af motordesignet. Denne motor har ingen dele såsom krumtapaksel, knastaksel, krumtapaksel-til-knastaksel transmission, indsugnings- og udstødningsventiler. Ved at forenkle designet reduceres prisen på motoren drastisk.

Anden. Kombinationen af to indvendige stempler og to eksterne stempler foreslået af os giver os et næsten fuldstændigt fravær af vibrationer under driften af denne LG. Hvordan sker dette? Antag, at der sker brændstofforbrænding i en af cylindrene, så vil luften eller brændstofblandingen samtidig blive komprimeret i den anden. I dette tilfælde bevæger de indre stempler sig for eksempel til højre, så vil de ydre stempler bevæge sig til venstre. Hvis massen af de ydre stempler er lig med massen af de indvendige stempler, vil inertikræfterne, der opstår ved stemplernes bevægelse, blive gensidigt kompenseret og vil ikke blive overført til motorkroppen. Dette gør det muligt at installere denne LG på et ultralet fundament og opgive enhver vibrationsdæmpende enhed. Hvilket igen fører til et fald i prisen på generatoren.

Tredje. Lad os sige, at vi tog en traditionel motor og satte den i drift. Det vil have en vis krumtapakselhastighed, som vil blive bestemt af frekvensen af stempelslaget i cylinderen. Nu vil vi tage vores LH og indstille den til samme slaghastighed for stemplet i cylinderen som for en traditionel motor. Samtidig vil udvidelseshastigheden af gasser i LG-cylinderen være dobbelt så stor som selve ekspansionskammeret sammenlignet med en traditionel motor, og det giver os enkelt sagt mulighed for at tage mere energi fra gasser., hvilket vil føre til en stigning i den samlede effektivitet af LG …

Efter at have udført teoretiske beregninger opnåede vi følgende indikatorer

• Stempelslaghastighed = 500
• Cylinderdiameter = 372 mm
• Stempelslag = 439 mm
• Fuld længde ЛГ = 6000mm
• Fuld bredde og højde ЛГ = 1000mm
• Indikatoreffektivitet = 51,38 %
• Effektiv effektivitet = 49,85 %
• Brændstofforbrug = 171,3 gr / (kWatt * time)
• Effekt = 1000 kWatt

Alle beregninger blev udført ved et ladetryk = 0,11 Mpa (mildt sagt fra en husholdningshårtørrer). Hvis en ekstra gasturbine er installeret på generatoren, kan generatoreffekten øges uden at øge de geometriske dimensioner

Men selv med dette viste effektiviteten af LG sig at være meget imponerende. Til sammenligning overstiger den gennemsnitlige effektivitet af moderne bilmotorer ikke 40%, og kun marine langtaktsmotorer, hvor stempelslaget i cylinderen er omkring 2,0 - 2,5 meter !!!, nærmer sig effektivitetsindikatoren på 45-50 %.

Som du kan se fra disse beregninger, har den foreslåede LG en langstrakt cylindrisk form. Forholdet mellem længden af LG og dens diameter er 6 til 1 tse. Nogle vil måske sige, at dette er hans store ulempe. I nogle tilfælde, ja. Men lad os tænke som ingeniører.

Overvej en almindelig bil, eller rettere dens motor og dens driftstilstande. Vi kører gennem byen med en hastighed på 60 km i timen (i de fleste tilfælde er dette den maksimalt tilladte hastighed i byen). Hvad har vi i en traditionel motor med denne? Og vi har det faktum, at det virker mindst halvdelen af den projekterede effekt. Hvem ved, ja, og hvem ved ikke, vi vil nu fortælle dem en vidunderlig ting. Da beregningen af processerne inde i cylinderen er en ret vanskelig opgave, og driftsparametrene ved forskellige motortilstande kan variere ganske betydeligt, er motordesignet i de fleste tilfælde (hvilket betyder absolut alle indikatorer, såsom diametrene på indsugningen og udstødningsventiler, mængden af tilført luft, dens temperatur osv.) og dens effektivitet beregnes ved drift i nominel tilstand. Dette betyder, at motorens maksimale effektivitet kun opnås, når den kører i den nominelle tilstand. I alle andre tilfælde, såsom delvis belastning eller overbelastning, er motorens virkningsgrad altid mindre end den maksimalt mulige. Vores LG er heller ikke blottet for denne ulempe. MEN. Men vi foreslår at installere ikke en LG i bilen, men for eksempel to. Lad os sige, at vi har brug for 70 kW effekt for at flytte bilen med maksimal hastighed. Vi vil levere to LG'er på 35 kW strøm til bilen. Hvad vil det give os? Og dette vil give os det faktum, at når vi kører i byen, kan vi kun bruge en LH, og den anden vil være slukket. Dette vil føre til, at LG vil arbejde i den nominelle tilstand, når du kører i byen og vil have den maksimale effektivitet. Og dette er et fald i benzinforbruget i bykredsløbet. Plus, hvis en LH fejler, har vi en anden LH. Ja, du kommer ikke med maksimal hastighed, men du vil i det mindste kunne komme til det nærmeste servicecenter uden hjælp fra trækvogne. Jeg vil ikke beskrive alle fordelene ved et sådant layout, de fleste bilister vil straks forstå, hvad det handler om. Men jeg vil gerne påpege, at traditionelle motorer ikke tillader et dobbelt layout på grund af deres størrelse og indikatorer for motormassen til den genererede effekt (den såkaldte specifikke tyngdekraft). Og vores LG tillader det.

I øjeblikket har vi allerede to LH-modeller. Vi samlede så at sige den første model og det, vi fandt under fødderne - fra cylindre og stempler til knallerter. Det resulterede i, at vi ikke kørte den på brændstof, men vi var sikre på, at der ikke var nogen vibrationer. Testene blev udført med trykluft, og fjedre i rørene blev brugt som synkronisatorer. Du kan se en video om dette i denne video:

Nu er vi næsten færdige med den anden model, hvor detaljerne blev skabt helt fra 0 ifølge vores tegninger. Jeg håber, at vi i efteråret 2013 vil færdiggøre samlingen og være i stand til at demonstrere en fungerende LG, såvel som dens reelle egenskaber.

Vi forsøgte at interessere mange virksomheder i vores udvikling. Vi kontaktede forskellige bilfabrikker i Ukraine og Rusland. Men i de fleste tilfælde har vi hørt sådanne ord, at ideen er klasse, men denne motor går ikke i stykker, siger de, hvor vil vi tjene penge, hvis vi ikke skal producere reservedele til den, og produktionen skal laves om, og det er penge. Det er synd for fædrelandet. Ved at frigive sådan en LG kan Rusland blive førende inden for motorbygning inden for få år. Og så fortsætter vi med at købe udenlandske biler og løfte økonomien og give job til folk, der ikke er i vores land. Jeg kan med sikkerhed sige, at fremtiden for motorbygning ligger med lineære maskiner. Nu, i nogle lande, udvikles forskellige lineære motorer aktivt: i Australien - PemPec Motors, i England - Libertine FPE Limited (videopræsentation), i Tjekkiet - Tjekkisk teknisk universitet (projektsted), i USA - Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … Øjeblikket er kommet, hvor den, der først rejste sig, fik sine tøfler. Nu kan vi endelig blive de første på dette felt, for vores lineære generatordesign er meget bedre end alle ovenstående, både hvad angår design og drift.

Arbejdet med LG startede tilbage i 2008. Men på grund af de enorme omkostninger ved at bestille dele i et enkelt eksemplar, bliver de udført den dag i dag. I løbet af denne tid er designet blevet ændret flere gange. For eksempel har vi i dag forladt den mekaniske synkronisering mellem de ydre og indre stempler og kun sørget for synkronisering på grund af modstanden mod stemplernes bevægelse, der skabes af spolerne, når strømmen injiceres i dem. Også, når du opretter dele til LG, kan du i første omgang lægge muligheden for at ændre kompressionskammerets volumen, og dette vil føre til, at inden for et par timer, uden at ændre designet, kan LG overføres fra arbejde på benzin, for eksempel til at arbejde på alkohol eller olie (i traditionelle motorer, hvis motoren er udviklet til benzin, er det umuligt at overføre det til et mere viskøst brændstof, primært på grund af det faste volumen af kompressionskammeret). Der er udviklet nogle andre småting, som gør, at du kan slippe af med nogle af de ulemper, der ligger i denne LH. Desværre kan vi ikke fortælle om alle nuancerne i designet, i vores verden af handel, hvor alle ideer bliver stjålet på et øjeblik.

Hvis der alligevel er nogen, der er interesseret i produktionen af denne LG, så er her kontakterne til kommunikation med en af forfatterne til denne skabelse.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Med venlig hilsen Oleg Gunyakov og Vladimir Kuznetsov.