Rus izumi - linearni generator

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-07 16:26

Ovaj će članak biti zanimljiv "oštrim tehničarima" - govori o alternativnom rasporedu motora s unutarnjim izgaranjem. Ovo je još jedna potvrda domišljatosti Rusa: motori ovog tipa - linearni - tek se počinju razvijati u inozemstvu.

Povijesno gledano, tradicionalni uređaji za proizvodnju električne energije koristili su rotacijsko kretanje za pomicanje namota u magnetskom polju. Takve uređaje pokreću razni propeleri: hidroturbine, plinske turbine, vjetar itd. Tradicionalni motor s unutarnjim izgaranjem također je jedan od pokretača. U takvim propelerima kemijska energija goriva prolazi kroz višestruke transformacije: prvo u translacijsko kretanje klipova, a zatim u rotacijsko kretanje radilice, a zatim samo u električnu struju.

Potreba za takvom transformacijom dovodi i do mehaničkih gubitaka i do komplikacije dizajna motora u cjelini. Svi smo vidjeli jednu te istu sliku u eksperimentima fizike: učitelj uzima trajni magnet i počinje ga pomicati naprijed-natrag u induktoru. U tom slučaju napon se pojavljuje na stezaljkama zavojnice. S kreiranim dizajnom temeljno nove vrste električnih generatora, pružamo mogućnost korištenja povratnog gibanja za generiranje električne struje bez međupretvorbe u rotacijsko gibanje.

U linearnom generatoru koji smo razvili (u daljnjem tekstu LG), umjesto poklopaca cilindara, ugrađena su dva vanjska klipa, koji su međusobno čvrsto pričvršćeni. Ovo tehnološko rješenje je posljedica nekoliko čimbenika o kojima ćemo govoriti u nastavku.

U tradicionalnim motorima u cilindrima tijekom izgaranja goriva, klip se od nastalog tlaka plina počinje kretati u jednom smjeru, ali se prema zakonima tromosti i sam cilindar počinje kretati u suprotnom smjeru. Stoga je rad motora s unutarnjim izgaranjem uvijek praćen vibracijama. Za njegovo gašenje koriste se složene tehnološke metode, što dovodi do povećanja cijene proizvodnje motora. Na primjer, za prigušivanje vibracija kada se radilica okreće, na nju se ugrađuju dodatni kompenzacijski utezi, što dovodi do povećanja mase radilice. Danas otprilike 40% mase radilice čine kompenzacijski utezi.

Sada se vratimo na razvijeni LG dizajn. Izravno koristimo kretanje klipova naprijed za generiranje električne struje. Ako uzmemo u obzir shematski dijagram, tada možemo utvrditi da su dva unutarnja klipa međusobno povezana krutom vezom, a dva vanjska na isti način. Što nam to daje?

Prvi i što je najvažnije, radikalno pojednostavljenje dizajna motora. Ovaj motor nema dijelove kao što su radilica, bregasto vratilo, mjenjač od radilice do bregaste osovine, usisni i ispušni ventili. Pojednostavljivanjem dizajna drastično se smanjuje cijena motora.

Drugi. Kombinacija dva unutarnja klipa i dva vanjska klipa koju smo mi predložili daje nam gotovo potpunu odsutnost vibracija tijekom rada ovog LG-a. Kako se to događa? Pretpostavimo da se izgaranje goriva događa u jednom od cilindara, a zatim će se u drugom istovremeno komprimirati zrak ili smjesa goriva. U ovom slučaju, unutarnji se klipovi pomiču, na primjer, udesno, a zatim će se vanjski klipovi pomicati ulijevo. Ako je masa vanjskih klipova jednaka masi unutarnjih klipova, tada će inercijske sile koje proizlaze iz kretanja klipova biti međusobno kompenzirane i neće se prenositi na tijelo motora. To omogućuje ugradnju ovog LG-a na ultra-laki temelj i napuštanje svih uređaja za prigušivanje vibracija. Što opet dovodi do smanjenja cijene generatora.

Treći. Recimo da smo uzeli tradicionalni motor i pustili ga u pogon. Imat će određenu brzinu radilice, koja će biti određena frekvencijom hoda klipa u cilindru. Sada ćemo uzeti naš LH i postaviti ga na istu brzinu klipa u cilindru kao i kod tradicionalnog motora. Istodobno, brzina ekspanzije plinova u LG cilindru bit će dvostruko veća od same ekspanzione komore, u usporedbi s tradicionalnim motorom, a to nam daje, jednostavnim riječima, mogućnost da uzimamo više energije iz plinova, što će dovesti do povećanja ukupne učinkovitosti LG …

Nakon izvršenih teoretskih proračuna dobili smo sljedeće pokazatelje

• Brzina hoda klipa = 500
• Promjer cilindra = 372 mm
• Hod klipa = 439 mm
• Puna dužina SG = 6000 mm
• Puna širina i visina LG = 1000 mm
• Učinkovitost indikatora = 51,38%
• Učinkovita učinkovitost = 49,85%
• Potrošnja goriva = 171,3 gr / (kWatt * sat)
• Snaga = 1000 kWatt

Svi proračuni su provedeni pri tlaku pojačanja = 0,11 Mpa (blago rečeno iz kućnog sušila za kosu). Ako je na generator ugrađena dodatna plinska turbina, tada se snaga generatora može povećati bez povećanja geometrijskih dimenzija

Ali čak i uz to, učinkovitost LG-a se pokazala vrlo impresivnom. Za usporedbu, prosječna učinkovitost modernih automobilskih motora ne prelazi 40%, a samo brodski dugohodni motori, u kojima je hod klipa u cilindru oko 2,0 - 2,5 metra !!!, približavaju se pokazatelju učinkovitosti od 45-50 %.

Kao što možete vidjeti iz ovih izračuna, predloženi LG ima izduženi cilindrični oblik. Omjer duljine LG-a i njegovog promjera je 6 prema 1tse. Neki bi mogli reći da je to njegov veliki nedostatak. U nekim slučajevima da. Ali razmišljajmo kao inženjeri.

Razmislite o običnom automobilu, odnosno njegovom motoru i njegovim načinima rada. Gradom se vozimo brzinom od 60 km na sat (u većini slučajeva to je najveća dopuštena brzina u gradu). Što s ovim imamo u tradicionalnom motoru? A imamo i činjenicu da radi barem polovicu predviđene snage. Tko zna, dobro, a tko ne zna, sad ćemo im reći jednu divnu stvar. Budući da je proračun procesa unutar cilindra prilično težak zadatak, a parametri rada na različitim načinima rada motora mogu se prilično razlikovati, u većini slučajeva dizajn motora (što znači apsolutno sve pokazatelje, poput promjera usisnog i ispušni ventili, volumen dovedenog zraka, njegova temperatura itd.) i njegova učinkovitost izračunava se pri radu u nazivnom načinu rada. To znači da će se maksimalna učinkovitost motora postići samo kada radi u nominalnom načinu rada. U svim ostalim slučajevima, kao što su djelomično opterećenje ili preopterećenje, učinkovitost motora je uvijek manja od maksimalno mogućeg. Naš LG također nije lišen ovog nedostatka. ALI. Ali predlažemo da u automobil ugradite ne jedan LG, već, na primjer, dva. Recimo da nam je potrebno 70 kW snage da bismo automobil kretali maksimalnom brzinom. Automobilu ćemo isporučiti dva LG-a snage 35 kW. Što će nam to dati? A to će nam dati činjenicu da u gradskoj vožnji možemo koristiti samo jedan LH, a drugi će biti isključen. To će dovesti do činjenice da će LG raditi u nominalnom načinu rada u gradskoj vožnji i da će imati maksimalnu učinkovitost. A to je smanjenje potrošnje benzina u gradskom ciklusu. Osim toga, ako jedan LH zakaže, imamo drugi LH. Da, nećete ići maksimalnom brzinom, ali ćete barem moći doći do najbližeg servisa bez pomoći šlepera. Neću opisivati sve prednosti takvog rasporeda, većina vozača će odmah shvatiti o čemu se radi. No, želio bih istaknuti da tradicionalni motori ne dopuštaju dvostruki raspored zbog svoje veličine i pokazatelja mase motora prema proizvedenoj snazi (tzv. specifična težina). A naš LG to dopušta.

U ovom trenutku već imamo dva LH modela. Prikupili smo prvi model, da tako kažem, i ono što smo našli pod nogama – od cilindara i klipova do mopeda. Kao rezultat toga, nismo ga vozili na gorivo, ali smo bili sigurni da nema vibracija. Ispitivanja su provedena komprimiranim zrakom, a opruge u cijevima korištene su kao sinkronizatori. Video o tome možete pogledati u ovom videu:

Sada smo skoro završili drugi model, detalji za koji su kreirani u potpunosti od 0 prema našim crtežima. Nadam se da ćemo do jeseni 2013. završiti montažu i moći demonstrirati funkcionalni LG, kao i njegove stvarne karakteristike.

Pokušali smo zainteresirati mnoge tvrtke za naš razvoj. Kontaktirali smo razne tvornice automobila u Ukrajini i Rusiji. Ali u većini slučajeva smo čuli takve riječi da je ideja klasa, ali ovaj motor se neće pokvariti, kažu, gdje ćemo profitirati ako za njega ne trebamo proizvoditi rezervne dijelove, a proizvodnja treba biti preuređen, a ovo je novac. To je sramota za domovinu. Izdavanjem takvog LG-a Rusija bi u roku od nekoliko godina mogla postati lider u proizvodnji motora. I tako nastavljamo kupovati strane automobile i podizati gospodarstvo i davati posao ljudima koji nisu u našoj zemlji. Sa sigurnošću mogu reći da budućnost strojogradnje leži u linearnim strojevima. Sada se u nekim zemljama aktivno razvijaju različiti linearni motori: u Australiji - PemPec Motors, u Engleskoj - Libertine FPE Limited (video prezentacija), u Češkoj - Češko tehničko sveučilište (projektno mjesto), u SAD-u - The Automotive Laboratorij za upravljanje pogonom (APCL) … Došao je trenutak da onaj tko je prvi ustao dobije svoje papuče. Sada konačno možemo postati prvi na ovom polju, jer je naš linearni generator dizajnom puno bolji od svih navedenih, kako u dizajnu tako i u radu.

Rad na LG-u započeo je još 2008. godine. Ali zbog velikih troškova naručivanja dijelova u jednom primjerku, oni se provode do danas. Tijekom tog vremena dizajn je nekoliko puta mijenjan. Primjerice, danas smo napustili mehanički sinkronizator između vanjskog i unutarnjeg klipa, a sinkronizaciju smo osigurali samo zbog otpora kretanju klipova koji stvaraju zavojnice kada se u njih ubrizgava struja. Također, prilikom izrade dijelova za LG, u početku možete postaviti mogućnost promjene volumena kompresijske komore, a to će dovesti do činjenice da se u roku od nekoliko sati, bez promjene dizajna, LG može prenijeti s rada na benzina, na primjer, za rad na alkoholu ili ulju (u tradicionalnim motorima, ako je motor razvijen za benzin, tada ga je nemoguće prenijeti na viskoznije gorivo, prvenstveno zbog fiksnog volumena kompresijske komore). Razvijene su još neke sitnice koje vam omogućuju da se riješite nekih nedostataka svojstvenih ovom LH. Nažalost, u našem svijetu trgovine, gdje se sve ideje kradu u tren oka, ne možemo reći o svim nijansama dizajna.

Ako je ipak netko zainteresiran za proizvodnju ovog LG-a, ovdje su kontakti za komunikaciju s jednim od autora ove kreacije.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Srdačan pozdrav, Oleg Gunyakov i Vladimir Kuznetsov.