Rus oppfinnelser - lineær generator

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2024-01-07 16:28

Denne artikkelen vil være av interesse for "tøffe teknologer" - den forteller om en alternativ utforming av forbrenningsmotoren. Dette er nok en bekreftelse på russernes oppfinnsomhet: motorer av denne typen - lineære - begynner akkurat å bli utviklet i utlandet.

Historisk sett har tradisjonelle elektriske kraftgenereringsenheter brukt roterende bevegelse for å flytte viklinger i et magnetfelt. Slike enheter settes i bevegelse av forskjellige propeller: hydroturbiner, gassturbiner, vind, etc. Den tradisjonelle forbrenningsmotoren er også en av trekkerne. I slike propeller gjennomgår den kjemiske energien til drivstoffet flere transformasjoner: først inn i translasjonsbevegelsen til stemplene, og deretter inn i rotasjonsbevegelsen til veivakselen, og deretter bare inn i den elektriske strømmen.

Behovet for en slik transformasjon fører til både mekaniske tap og en komplikasjon av utformingen av motoren som helhet. Vi så alle ett og samme bilde i fysikkforsøkene: læreren tar en permanent magnet, og begynner å flytte den frem og tilbake i induktoren. I dette tilfellet vises spenning på spolens terminaler. Med den skapte designen av en fundamentalt ny type elektriske generatorer, gir vi muligheten til å bruke frem- og tilbakegående bevegelse for å generere elektrisk strøm uten mellomliggende konverteringer til roterende bevegelse.

I den lineære generatoren utviklet av oss (heretter referert til som LG), i stedet for sylinderdekslene, er det installert to eksterne stempler som er stivt festet til hverandre. Denne teknologiske løsningen skyldes flere faktorer, som vi vil diskutere nedenfor.

I tradisjonelle motorer i sylindre under drivstoffforbrenning begynner stempelet, fra det oppkommende gasstrykket, å bevege seg i en retning, men i henhold til treghetens lover begynner selve sylinderen også å bevege seg i motsatt retning. Derfor er driften av forbrenningsmotorer alltid ledsaget av vibrasjon. For å slukke det brukes komplekse teknologiske metoder, noe som fører til en økning i kostnadene ved motorproduksjon. For eksempel, for å dempe vibrasjoner når veivakselen roterer, er det installert ekstra kompensasjonsvekter på den, noe som fører til en økning i veivakselens masse. I dag er omtrent 40 % av massen til en veivaksel kompensasjonsvekter.

La oss nå gå tilbake til den utviklede LG-designen. Vi bruker foroverbevegelsen til stemplene direkte for å generere en elektrisk strøm. Hvis vi vurderer det skjematiske diagrammet, kan vi bestemme at to interne stempler er koblet til hverandre med en stiv forbindelse, og to eksterne på samme måte. Hva gir det oss?

Først og viktigst av alt, en radikal forenkling av motordesignet. Denne motoren har ingen deler som veivaksel, kamaksel, veivaksel-til-kamaksel transmisjon, inntaks- og eksosventiler. Ved å forenkle designet reduseres kostnadene for motoren drastisk.

Sekund. Kombinasjonen av to interne stempler og to eksterne stempler foreslått av oss gir oss et nesten fullstendig fravær av vibrasjon under driften av denne LG. Hvordan skjer dette? Anta at drivstoffforbrenning skjer i en av sylindrene, så vil luften eller drivstoffblandingen samtidig komprimeres i den andre. I dette tilfellet beveger de indre stemplene seg for eksempel til høyre, så vil de ytre stemplene bevege seg til venstre. Hvis massen til de ytre stemplene er lik massen til de indre stemplene, vil treghetskreftene som oppstår fra stemplenes bevegelse bli gjensidig kompensert, og vil ikke bli overført til motorkroppen. Dette gjør det mulig å installere denne LG på et ultralett fundament og forlate alle vibrasjonsdempende enheter. Noe som igjen fører til en reduksjon i kostnaden for generatoren.

Tredje. La oss si at vi tok en tradisjonell motor og satte den i drift. Den vil ha en viss veivakselhastighet, som vil bli bestemt av frekvensen av stempelslaget i sylinderen. Nå skal vi ta vår LH og sette den til samme slaghastighet for stempelet i sylinderen som for en tradisjonell motor. Samtidig vil ekspansjonshastigheten av gasser i LG-sylinderen være dobbelt så stor som selve ekspansjonskammeret, sammenlignet med en tradisjonell motor, og dette gir oss enkelt og greit muligheten til å ta mer energi fra gasser, noe som vil føre til en økning i den generelle effektiviteten til LG …

Etter å ha utført teoretiske beregninger, fikk vi følgende indikatorer

• Stempelslaghastighet = 500
• Sylinderdiameter = 372 mm
• Stempelslag = 439mm
• Full lengde ЛГ = 6000mm
• Full bredde og høyde ЛГ = 1000mm
• Indikatoreffektivitet = 51,38 %
• Effektiv effektivitet = 49,85 %
• Drivstofforbruk = 171,3 gr / (kWatt * time)
• Effekt = 1000 kWatt

Alle beregninger ble utført ved et ladetrykk = 0,11 Mpa (for å si det mildt fra en husholdningshårføner). Hvis en ekstra gassturbin er installert på generatoren, kan generatoreffekten økes uten å øke de geometriske dimensjonene

Men selv med dette viste effektiviteten til LG seg å være veldig imponerende. Til sammenligning overstiger ikke den gjennomsnittlige effektiviteten til moderne bilmotorer 40%, og bare marine langtaktsmotorer, der stempelslaget i sylinderen er omtrent 2,0 - 2,5 meter !!!, nærmer seg effektivitetsindikatoren på 45-50 %.

Som du kan se fra disse beregningene, har den foreslåtte LG en langstrakt sylindrisk form. Forholdet mellom lengden på LG og diameteren er 6 til 1tse. Noen vil kanskje si at dette er hans store ulempe. I noen tilfeller, ja. Men la oss tenke som ingeniører.

Tenk på en vanlig bil, eller rettere sagt motoren og driftsmodusene. Vi kjører gjennom byen med en hastighet på 60 km i timen (i de fleste tilfeller er dette den maksimalt tillatte hastigheten i byen). Hva har vi i en tradisjonell motor med denne? Og vi har det faktum at det fungerer minst halvparten av den projiserte kraften. Hvem vet, vel, og hvem vet ikke, vi vil nå fortelle dem en fantastisk ting. Siden beregningen av prosessene inne i sylinderen er en ganske vanskelig oppgave, og driftsparametrene ved forskjellige motormoduser kan variere ganske betydelig, i de fleste tilfeller er motordesignet (som betyr absolutt alle indikatorer, for eksempel diameteren på inntaket og eksosventiler, volumet av tilført luft, dens temperatur, etc.) og dens effektivitet beregnes ved drift i nominell modus. Dette betyr at motorens maksimale effektivitet kun oppnås når den kjøres i nominell modus. I alle andre tilfeller, for eksempel dellast eller overbelastning, er motorens virkningsgrad alltid mindre enn maksimalt mulig. Vår LG er heller ikke blottet for denne ulempen. MEN. Men vi foreslår å installere ikke en LG i bilen, men for eksempel to. La oss si at vi trenger 70 kW kraft for å flytte bilen i maksimal hastighet. Vi skal levere to LG-er på 35 kW strøm til bilen. Hva vil det gi oss? Og dette vil gi oss det faktum at når vi kjører i byen, kan vi bare bruke en LH, og den andre vil bli slått av. Dette vil føre til at LG vil fungere i nominell modus når du kjører i byen og vil ha maksimal effektivitet. Og dette er en nedgang i bensinforbruket i bysyklusen. Pluss, hvis en LH feiler, har vi en andre LH. Ja, du vil ikke gå i maks hastighet, men du vil i det minste kunne komme deg til nærmeste servicesenter uten hjelp av bergingsbiler. Jeg vil ikke beskrive alle fordelene med et slikt oppsett, de fleste bilister vil umiddelbart forstå hva det handler om. Men jeg vil påpeke at tradisjonelle motorer ikke tillater en dobbel layout på grunn av deres størrelse og indikatorer på motormassen til den genererte kraften (den såkalte egenvekten). Og vår LG tillater det.

For øyeblikket har vi allerede to LH-modeller. Vi samlet den første modellen, for å si det sånn, og det vi fant under føttene våre – fra sylindre og stempler til mopeder. Som et resultat kjørte vi den ikke på drivstoff, men vi var sikre på at det ikke var vibrasjoner. Testene ble utført med trykkluft, og fjærer i rørene ble brukt som synkronisatorer. Du kan se en video om dette i denne videoen:

Nå er vi nesten ferdige med den andre modellen, detaljene for denne ble laget helt fra 0 i henhold til våre tegninger. Jeg håper at vi innen høsten 2013 vil fullføre monteringen og være i stand til å demonstrere en fungerende LG, så vel som dens virkelige egenskaper.

Vi prøvde å interessere mange bedrifter i utviklingen vår. Vi tok kontakt med forskjellige bilfabrikker i Ukraina og Russland. Men i de fleste tilfeller har vi hørt slike ord om at ideen er klasse, men denne motoren vil ikke gå i stykker, sier de, hvor skal vi tjene penger hvis vi ikke trenger å produsere reservedeler til den, og produksjonen må gjøres om, og dette er penger. Det er synd for hjemlandet. Ved å gi ut en slik LG kan Russland bli ledende innen motorbygging innen få år. Og så fortsetter vi å kjøpe utenlandske biler og øke økonomien og gi jobber til folk som ikke er i landet vårt. Jeg kan med sikkerhet si at fremtiden for motorbygging ligger i lineære maskiner. Nå, i noen land, utvikles forskjellige lineære motorer aktivt: i Australia - PemPec Motors, i England - Libertine FPE Limited (videopresentasjon), i Tsjekkia - Tsjekkisk teknisk universitet (prosjektsted), i USA - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … Øyeblikket er kommet da den som først reiste seg, fikk tøflene sine. Nå kan vi endelig bli de første på dette feltet, fordi vår lineære generatordesign er mye bedre enn alle de ovennevnte, både når det gjelder design og drift.

Arbeidet med LG startet tilbake i 2008. Men på grunn av de enorme kostnadene ved å bestille deler i ett eksemplar, blir de utført den dag i dag. I løpet av denne tiden har designet blitt endret flere ganger. For eksempel har vi i dag forlatt den mekaniske synkronisatoren mellom de eksterne og interne stemplene, og gitt synkronisering kun på grunn av motstanden mot bevegelsen til stemplene som skapes av spolene når strømmen injiseres i dem. Også når du lager deler til LG, kan du i utgangspunktet legge muligheten til å endre volumet på kompresjonskammeret, og dette vil føre til at innen noen få timer, uten å endre designet, kan LG overføres fra arbeid på bensin, for eksempel, for å jobbe med alkohol eller olje (i tradisjonelle motorer, hvis motoren ble utviklet for bensin, er det umulig å overføre den til et mer viskøst drivstoff, først og fremst på grunn av det faste volumet til kompresjonskammeret). Det er utviklet noen andre småting som lar deg bli kvitt noen av ulempene som ligger i denne LH. Dessverre, i vår handelsverden, der noen ideer blir stjålet på et øyeblikk, kan vi ikke fortelle om alle nyansene i designet.

Hvis noen likevel er interessert i produksjonen av denne LG, så her er kontaktene for kommunikasjon med en av forfatterne av denne kreasjonen.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Med vennlig hilsen, Oleg Gunyakov og Vladimir Kuznetsov.