Venäjän keksinnöt - lineaarinen generaattori

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-07 16:25

Tämä artikkeli kiinnostaa "kovaa tekniikkaa" - se kertoo polttomoottorin vaihtoehtoisesta asettelusta. Tämä on toinen vahvistus venäläisten kekseliäisyydestä: tämän tyyppisiä - lineaarisia - moottoreita aletaan juuri kehittää ulkomailla.

Historiallisesti perinteiset sähköntuotantolaitteet ovat käyttäneet pyörivää liikettä käämien siirtämiseen magneettikentässä. Tällaisia laitteita saavat liikkeelle erilaiset potkurit: vesiturbiinit, kaasuturbiinit, tuuli jne. Perinteinen polttomoottori on myös yksi liikkujista. Tällaisissa potkureissa polttoaineen kemiallinen energia muuttuu useasti: ensin mäntien translaatioliikkeeksi ja sitten kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi ja sitten vasta sähkövirraksi.

Tällaisen muutoksen tarve johtaa sekä mekaanisiin häviöihin että koko moottorin suunnittelun monimutkaisuuteen. Näimme kaikki fysiikan kokeissa yhden ja saman kuvan: opettaja ottaa kestomagneetin ja alkaa liikutella sitä edestakaisin kelassa. Tässä tapauksessa kelan navoissa näkyy jännite. Pohjimmiltaan uudentyyppisten sähkögeneraattoreiden luodulla suunnittelulla tarjoamme mahdollisuuden edestakaisen liikkeen avulla sähkövirran tuottamiseen ilman välimuunnoksia pyöriväksi liikkeeksi.

Kehittämässämme lineaarigeneraattorissa (jäljempänä LG) sylinterikansien sijaan on asennettu kaksi ulkoista mäntää, jotka on kiinnitetty jäykästi toisiinsa. Tämä teknologinen ratkaisu johtuu useista tekijöistä, joita käsittelemme jäljempänä.

Perinteisissä moottoreissa sylintereissä polttoaineen palamisen aikana mäntä alkaa syntyvästä kaasunpaineesta liikkua yhteen suuntaan, mutta hitauslakien mukaan myös sylinteri itse alkaa liikkua vastakkaiseen suuntaan. Siksi polttomoottoreiden toimintaan liittyy aina tärinää. Sen sammuttamiseen käytetään monimutkaisia teknisiä menetelmiä, mikä johtaa moottorin tuotantokustannusten nousuun. Esimerkiksi tärinän vaimentamiseksi kampiakselin pyöriessä siihen asennetaan ylimääräisiä kompensointipainoja, mikä johtaa kampiakselin massan kasvuun. Nykyään noin 40 % kampiakselin massasta on kompensointipainoja.

Palataan nyt kehitettyyn LG-suunnitteluun. Käytämme suoraan mäntien eteenpäin suuntautuvaa liikettä sähkövirran tuottamiseen. Jos tarkastelemme kaaviota, voimme määrittää, että kaksi sisäistä mäntää on yhdistetty toisiinsa jäykällä liitoksella ja kaksi ulkoista samalla tavalla. Mitä se meille antaa?

Ensimmäinen ja mikä tärkeintä, moottorin suunnittelun radikaali yksinkertaistaminen. Tässä moottorissa ei ole osia, kuten kampiakseli, nokka-akseli, kampiakselista nokka-akseliin voimansiirto, imu- ja pakoventtiilit. Suunnittelua yksinkertaistamalla moottorin hinta pienenee huomattavasti.

Toinen. Ehdottamamme kahden sisäisen männän ja kahden ulkoisen männän yhdistelmä antaa meille lähes täydellisen tärinän puuttumisen tämän LG:n käytön aikana. Miten tämä tapahtuu? Oletetaan, että yhdessä sylinterissä tapahtuu polttoaineen palamista, jolloin toisessa samaan aikaan ilma tai polttoaineseos puristuu. Tässä tapauksessa sisäiset männät liikkuvat esimerkiksi oikealle, sitten ulommat männät vasemmalle. Jos ulkoisten mäntien massa on yhtä suuri kuin sisäisten mäntien massa, mäntien liikkeestä aiheutuvat inertiavoimat kompensoituvat keskenään eivätkä välity moottorin runkoon. Tämän ansiosta tämä LG voidaan asentaa erittäin kevyelle alustalle ja luopua kaikista tärinänvaimennuslaitteista. Mikä taas johtaa generaattorin kustannusten laskuun.

Kolmanneksi. Oletetaan, että otimme perinteisen moottorin ja otimme sen käyttöön. Sillä on tietty kampiakselin nopeus, joka määräytyy männän iskun taajuuden mukaan sylinterissä. Nyt otamme LH:n ja asetamme sen samalle sylinterin männän iskunopeudelle kuin perinteisessä moottorissa. Samaan aikaan LG-sylinterissä olevien kaasujen paisuntanopeus on kaksi kertaa suurempi kuin itse paisuntakammio verrattuna perinteiseen moottoriin, ja tämä antaa meille yksinkertaisesti sanottuna mahdollisuuden ottaa enemmän energiaa kaasuista, mikä lisää LG:n yleistä tehokkuutta …

Teoreettisten laskelmien suorittamisen jälkeen saimme seuraavat indikaattorit

• Männän iskunopeus = 500
• Sylinterin halkaisija = 372 mm
• Männän isku = 439 mm
• Täyspituus ЛГ = 6000mm
• Täysi leveys ja korkeus ЛГ = 1000mm
• Indikaattorin tehokkuus = 51,38 %
• Tehokas hyötysuhde = 49,85 %
• Polttoaineenkulutus = 171,3 g / (kW * tunti)
• Teho = 1000 kW

Kaikki laskelmat suoritettiin ahtopaineella = 0,11 Mpa (lievästi sanottuna kotitalouden hiustenkuivaajasta). Jos generaattoriin asennetaan ylimääräinen kaasuturbiini, generaattorin tehoa voidaan lisätä ilman geometrisia mittoja

Mutta tästä huolimatta LG:n tehokkuus osoittautui erittäin vaikuttavaksi. Vertailun vuoksi nykyaikaisten autojen moottoreiden keskimääräinen hyötysuhde ei ylitä 40%, ja vain merimoottorien pitkätahtimoottorit, joissa männän iskunpituus sylinterissä on noin 2,0 - 2,5 metriä, lähestyvät tehokkuusindikaattoria 45-50 %.

Kuten näistä laskelmista näet, ehdotetulla LG:llä on pitkänomainen lieriömäinen muoto. LG:n pituuden suhde sen halkaisijaan on 6:1 tse. Jotkut saattavat sanoa, että tämä on hänen valtava haittansa. Joissain tapauksissa kyllä. Mutta ajatellaan kuin insinöörit.

Harkitse tavallista autoa tai pikemminkin sen moottoria ja sen toimintatapoja. Ajamme kaupungin läpi nopeudella 60 km/h (useimmissa tapauksissa tämä on suurin sallittu nopeus kaupungissa). Mitä meillä on perinteisessä moottorissa tämän kanssa? Ja meillä on tosiasia, että se toimii vähintään puolet ennustetusta tehosta. Kuka tietää, no, ja kuka ei tiedä, kerromme heille nyt yhden ihanan asian. Koska sylinterin sisäisten prosessien laskeminen on melko vaikea tehtävä ja toimintaparametrit eri moottoritiloissa voivat vaihdella melko merkittävästi, useimmissa tapauksissa moottorin rakenne (mikä tarkoittaa ehdottomasti kaikkia indikaattoreita, kuten imu- ja imuaukon halkaisijat). poistoventtiilit, syötettävän ilman määrä, sen lämpötila jne.) ja sen hyötysuhde lasketaan käytettäessä nimellistilassa. Tämä tarkoittaa, että moottorin suurin hyötysuhde saavutetaan vain, kun se toimii nimellistilassa. Kaikissa muissa tapauksissa, kuten osakuormitus tai ylikuormitus, moottorin hyötysuhde on aina pienempi kuin mahdollista maksimi. LG:ltämme ei myöskään puutu tätä haittaa. MUTTA. Mutta ehdotamme, että autoon ei asenneta yhtä LG:tä, vaan esimerkiksi kaksi. Oletetaan, että tarvitsemme 70 kW tehoa kuljettaaksemme autoa suurimmalla nopeudella. Toimitamme autoon kaksi LG:tä, joiden teho on 35 kW. Mitä se meille antaa? Ja tämä antaa meille tosiasian, että kun ajetaan kaupungissa, voimme käyttää vain yhtä LH:ta, ja toinen sammutetaan. Tämä johtaa siihen, että LG toimii nimellistilassa kaupungissa ajettaessa ja sillä on suurin hyötysuhde. Ja tämä on bensiinin kulutuksen lasku kaupunkisyklissä. Lisäksi, jos yksi LH epäonnistuu, meillä on toinen LH. Kyllä, et aja maksiminopeudella, mutta ainakin lähimpään huoltokeskukseen pääset ilman hinausautojen apua. En kuvaile kaikkia tällaisen asettelun etuja, useimmat autoilijat ymmärtävät heti, mistä on kyse. Mutta haluan huomauttaa, että perinteiset moottorit eivät salli kaksinkertaista layoutia niiden koon ja moottorin massan osoittimien vuoksi tuotettuun tehoon (ns. ominaispaino). Ja LG:mme sallii sen.

Tällä hetkellä meillä on jo kaksi LH-mallia. Keräsimme niin sanotusti ensimmäisen mallin ja jalkojemme alta löytämämme - sylintereistä ja männistä mopoihin. Tämän seurauksena emme käyttäneet sitä polttoaineella, mutta olimme varmoja, ettei tärinää ollut. Testit suoritettiin paineilmalla ja putkissa olevia jousia käytettiin synkronoijina. Voit katsoa tästä videon tästä videosta:

Nyt olemme saaneet melkein valmiiksi toisen mallin, jonka yksityiskohdat luotiin kokonaan nollasta piirrostemme mukaan. Toivon, että saamme kokoonpanon valmiiksi syksyyn 2013 mennessä ja pystymme esittelemään toimivan LG:n sekä sen todelliset ominaisuudet.

Yritimme kiinnostaa monia yrityksiä kehityksessämme. Otimme yhteyttä useisiin Ukrainan ja Venäjän autotehtaisiin. Mutta useimmiten olemme kuulleet sellaisia sanoja, että idea on luokkaa, mutta tämä moottori ei hajoa, sanotaan, että mistä saamme voittoa, jos siihen ei tarvitse valmistaa varaosia, vaan tuotannossa on tehdään uusiksi, ja tämä on rahaa. Se on häpeä isänmaan puolesta. Julkaisemalla tällaisen LG:n Venäjä voi nousta moottorinvalmistuksen johtajaksi muutamassa vuodessa. Ja niin ostamme edelleen ulkomaisia autoja ja nostamme taloutta ja annamme työpaikkoja ihmisille, jotka eivät ole maassamme. Voin sanoa varmasti, että koneenrakennuksen tulevaisuus on lineaarisissa koneissa. Nyt joissakin maissa kehitetään aktiivisesti erilaisia lineaarimoottoreita: Australiassa - PemPec Motors, Englannissa - Libertine FPE Limited (videoesitys), Tšekin tasavallassa - Tšekin teknillinen yliopisto (projektipaikka), Yhdysvalloissa - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … On tullut hetki, jolloin se, joka nousi ensimmäisenä, sai tossut. Nyt voimme vihdoin tulla ensimmäisiksi tällä alalla, koska lineaarigeneraattorimme on paljon parempi kuin kaikki edellä mainitut, sekä suunnittelun että toiminnan suhteen.

Työ LG:n parissa alkoi vuonna 2008. Mutta koska osien tilaaminen yhdessä kappaleessa on valtavia, niitä tehdään tähän päivään asti. Tänä aikana suunnittelua on muutettu useita kertoja. Esimerkiksi tänään olemme luopuneet mekaanisesta tahdistimesta ulkoisten ja sisäisten mäntien välillä ja järjestäneet synkronoinnin vain kelojen aiheuttaman mäntien liikevastuksen vuoksi, kun niihin ruiskutetaan virtaa. Kun luot osia LG: lle, voit aluksi antaa mahdollisuuden muuttaa puristuskammion tilavuutta, ja tämä johtaa siihen, että muutaman tunnin sisällä, muuttamatta mallia, LG voidaan siirtää työstä. bensiini, esimerkiksi työskentelemään alkoholilla tai öljyllä (perinteisissä moottoreissa, jos moottori on kehitetty bensiinille, sitä on mahdotonta siirtää viskoosiisempaan polttoaineeseen, pääasiassa puristuskammion kiinteän tilavuuden vuoksi). Joitakin muita pieniä asioita on kehitetty, joiden avulla voit päästä eroon joistakin tämän LH:n haitoista. Valitettavasti kaupallisessa maailmassamme, jossa kaikki ideat varastetaan silmänräpäyksessä, emme voi kertoa kaikista suunnittelun vivahteista.

Jos joku kuitenkin on kiinnostunut tämän LG:n tuotannosta, tässä on yhteystiedot yhteydenpitoon yhden tämän luomuksen kirjoittajan kanssa.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Ystävällisin terveisin Oleg Gunyakov ja Vladimir Kuznetsov.