Rus uitvindings - lineêre kragopwekker

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2024-01-07 16:23

Hierdie artikel sal van belang wees vir "harde tegnologieë" - dit vertel van 'n alternatiewe uitleg van die binnebrandenjin. Dit is nog 'n bevestiging van die vindingrykheid van die Russe: enjins van hierdie tipe - lineêr - begin net in die buiteland ontwikkel word.

Histories het tradisionele elektriese kragopwekkingstoestelle roterende beweging gebruik om windings in 'n magnetiese veld te beweeg. Sulke toestelle word deur verskeie skroewe aan die gang gesit: hidroturbines, gasturbines, wind, ens. Die tradisionele binnebrandenjin is ook een van die beweegaars. In sulke skroewe ondergaan die chemiese energie van die brandstof veelvuldige transformasies: eers in die translasiebeweging van die suiers, en dan in die rotasiebeweging van die krukas, en dan slegs in die elektriese stroom.

Die behoefte aan so 'n transformasie lei tot beide meganiese verliese en 'n komplikasie van die ontwerp van die enjin as geheel. Ons het almal een en dieselfde prentjie in die eksperimente van fisika gesien: die onderwyser neem 'n permanente magneet en begin dit heen en weer in die induktor beweeg. In hierdie geval verskyn spanning by die terminale van die spoel. Met die geskepte ontwerp van 'n fundamenteel nuwe tipe elektriese kragopwekkers, bied ons die moontlikheid om heen-en-weer beweging te gebruik om elektriese stroom op te wek sonder tussentydse omskakelings na roterende beweging.

In die lineêre kragopwekker wat deur ons ontwikkel is (hierna verwys as LG), in plaas van die silinderbedekkings, is twee eksterne suiers geïnstalleer wat styf aan mekaar vasgemaak is. Hierdie tegnologiese oplossing is te wyte aan verskeie faktore, wat ons hieronder sal bespreek.

In tradisionele enjins in silinders tydens brandstofverbranding, begin die suier, van die ontstaande gasdruk, in een rigting beweeg, maar volgens die traagheidswette begin die silinder self ook in die teenoorgestelde rigting beweeg. Daarom gaan die werking van binnebrandenjins altyd gepaard met vibrasie. Om dit te blus, word komplekse tegnologiese metodes gebruik, wat lei tot 'n toename in die koste van enjinproduksie. Byvoorbeeld, om vibrasie te demp wanneer die krukas draai, word bykomende kompensasiegewigte daarop geïnstalleer, wat lei tot 'n toename in die massa van die krukas. Vandag is ongeveer 40% van die massa van 'n krukas kompensasiegewigte.

Kom ons keer nou terug na die ontwikkelde LG-ontwerp. Ons gebruik die voorwaartse beweging van die suiers direk om 'n elektriese stroom op te wek. As ons die skematiese diagram oorweeg, dan kan ons bepaal dat twee interne suiers met mekaar verbind is deur 'n stewige verbinding, en twee eksterne op dieselfde manier. Wat gee dit vir ons?

Eerstens en die belangrikste, 'n radikale vereenvoudiging van die enjinontwerp. Hierdie enjin het geen onderdele soos krukas, nokas, krukas-tot-nokas transmissie, inlaat- en uitlaatkleppe nie. Deur die ontwerp te vereenvoudig, word die koste van die enjin drasties verminder.

Tweedens. Die kombinasie van twee interne suiers en twee eksterne suiers wat deur ons voorgestel word, gee ons 'n byna volledige afwesigheid van vibrasie tydens die werking van hierdie LG. Hoe gebeur dit? Gestel brandstofverbranding vind in een van die silinders plaas, dan sal die lug of die brandstofmengsel terselfdertyd in die ander een saamgepers word. In hierdie geval beweeg die binneste suiers byvoorbeeld na regs, dan sal die buitenste suiers na links beweeg. As die massa van die eksterne suiers gelyk is aan die massa van die interne suiers, sal die traagheidskragte wat uit die beweging van die suiers ontstaan, wedersyds vergoed word, en sal nie na die enjinliggaam oorgedra word nie. Dit maak dit moontlik om hierdie LG op 'n ultra-ligte onderlaag te installeer en enige vibrasiedempingstoestelle te laat vaar. Wat weer lei tot 'n afname in die koste van die kragopwekker.

Derde. Kom ons sê ons het 'n tradisionele enjin geneem en dit in werking gestel. Dit sal 'n sekere krukasspoed hê, wat bepaal sal word deur die frekwensie van die suierslag in die silinder. Nou sal ons ons LH neem en dit op dieselfde slagtempo van die suier in die silinder stel as dié van 'n tradisionele enjin. Terselfdertyd sal die tempo van uitsetting van gasse in die LG-silinder twee keer so groot wees as die uitbreidingskamer self, in vergelyking met 'n tradisionele enjin, en dit gee ons, in eenvoudige terme, die geleentheid om meer energie uit gasse te neem, wat sal lei tot 'n toename in die algehele doeltreffendheid van die LG …

Nadat ons teoretiese berekeninge uitgevoer het, het ons die volgende aanwysers verkry

• Suierslagtempo = 500
• Silinder deursnee = 372 mm
• Suierslag = 439mm
• Volle lengte ЛГ = 6000mm
• Volle breedte en hoogte ЛГ = 1000mm
• Aanwyser doeltreffendheid = 51.38%
• Effektiewe doeltreffendheid = 49.85%
• Brandstofverbruik = 171.3 gr / (kWatt * uur)
• Krag = 1000 kWatt

Alle berekeninge is uitgevoer teen 'n hupdruk = 0.11 Mpa (om dit sagkens te stel vanaf 'n huishoudelike haardroër). As 'n bykomende gasturbine op die kragopwekker geïnstalleer word, kan die kragopwekker se krag verhoog word sonder om die geometriese afmetings te vergroot

Maar selfs hiermee het die doeltreffendheid van die LG baie indrukwekkend geblyk te wees. Ter vergelyking, die gemiddelde doeltreffendheid van moderne motorenjins oorskry nie 40% nie, en slegs mariene langslag-enjins, waarin die suierslag in die silinder ongeveer 2,0 - 2,5 meter is !!!, benader die doeltreffendheidsaanwyser van 45-50 %.

Soos u uit hierdie berekeninge kan sien, het die voorgestelde LG 'n langwerpige silindriese vorm. Die verhouding van die lengte van die LG tot sy deursnee is 6 tot 1tse. Sommige sal dalk sê dat dit sy groot nadeel is. In sommige gevalle, ja. Maar kom ons dink soos ingenieurs.

Oorweeg 'n gewone motor, of eerder sy enjin en sy bedryfsmodusse. Ons ry deur die stad teen 'n spoed van 60 km per uur (in die meeste gevalle is dit die maksimum toegelate spoed in die stad). Wat het ons in 'n tradisionele enjin hiermee? En ons het die feit dat dit ten minste die helfte van die geprojekteerde krag werk. Wie weet, wel, en wie weet nie, ons sal hulle nou een wonderlike ding vertel. Aangesien die berekening van die prosesse binne-in die silinder 'n taamlike moeilike taak is, en die werkingsparameters by verskillende enjinmodusse redelik aansienlik kan verskil, in die meeste gevalle die enjinontwerp (wat absoluut alle aanwysers beteken, soos die diameters van die inlaat en uitlaatkleppe, die volume van toegevoerde lug, sy temperatuur, ens.) en die doeltreffendheid daarvan word bereken wanneer dit op nominale modus werk. Dit beteken dat die maksimum doeltreffendheid van die enjin slegs bereik sal word wanneer dit op die nominale modus werk. In alle ander gevalle, soos gedeeltelike vrag of oorlading, is die doeltreffendheid van die motor altyd minder as die maksimum moontlik. Ons LG is ook nie sonder hierdie nadeel nie. MAAR. Maar ons stel voor om nie een LG in die motor te installeer nie, maar byvoorbeeld twee. Kom ons sê ons het 70 kW krag nodig om die motor teen maksimum spoed te beweeg. Ons sal twee LG's van 35 kW krag aan die motor verskaf. Wat sal dit ons gee? En dit sal ons die feit gee dat wanneer ons in die stad ry, ons slegs een LH kan gebruik, en die tweede sal afgeskakel word. Dit sal daartoe lei dat die LG op die nominale modus sal werk wanneer jy in die stad ry en die maksimum doeltreffendheid sal hê. En dit is 'n afname in petrolverbruik in die stedelike siklus. Plus, as een LH misluk, het ons 'n tweede LH. Ja, jy sal nie teen maksimum spoed ry nie, maar jy sal ten minste sonder die hulp van insleepwaens by die naaste dienssentrum kan uitkom. Ek sal nie al die voordele van so 'n uitleg beskryf nie, die meeste motoriste sal dadelik verstaan waaroor dit gaan. Maar ek wil daarop wys dat tradisionele enjins nie 'n dubbele uitleg toelaat nie as gevolg van hul grootte en aanwysers van die enjinmassa tot die opgewekte krag (die sogenaamde soortlike swaartekrag). En ons LG laat dit toe.

Op die oomblik het ons reeds twee LH-modelle. Ons het so te sê die eerste model versamel en wat ons onder ons voete gekry het – van silinders en suiers tot brommers. Gevolglik het ons dit nie op brandstof laat loop nie, maar ons was seker dat daar geen vibrasie was nie. Die toetse is met saamgeperste lug uitgevoer, en vere in die buise is as sinchroniseerders gebruik. Jy kan 'n video hieroor in hierdie video kyk:

Nou is ons amper klaar met die tweede model, waarvan die besonderhede heeltemal vanaf 0 geskep is volgens ons tekeninge. Ek hoop dat ons teen die herfs van 2013 die samestelling sal voltooi en 'n werkende LG kan demonstreer, sowel as sy werklike kenmerke.

Ons het probeer om baie maatskappye in ons ontwikkeling te interesseer. Ons het verskeie motorfabrieke in die Oekraïne en Rusland gekontak. Maar in die meeste gevalle het ons sulke woorde gehoor dat die idee klas is, maar hierdie enjin sal nie breek nie, sê hulle, waar sal ons wins maak as ons nie onderdele daarvoor hoef te vervaardig nie, en die produksie moet oorgedoen word, en dit is geld. Dis’n skande vir die vaderland. Deur so 'n LG vry te stel, kan Rusland binne 'n paar jaar 'n leier in enjinbou word. En so gaan ons voort om buitelandse motors te koop en die ekonomie te verhoog en werk te gee aan mense wat nie in ons land is nie. Ek kan verseker sê dat die toekoms van enjinbou by lineêre masjiene lê. Nou, in sommige lande, word verskeie lineêre motors aktief ontwikkel: in Australië - PemPec Motors, in Engeland - Libertine FPE Limited (video-aanbieding), in die Tsjeggiese Republiek - Tsjeggiese tegniese universiteit (projekterrein), in die VSA - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … Die oomblik het aangebreek dat wie eerste opgestaan het, sy pantoffels gekry het. Nou kan ons uiteindelik die eerste in hierdie veld word, want ons lineêre kragopwekkerontwerp is baie beter as al die bogenoemde, beide in terme van ontwerp en werking.

Werk aan LG het in 2008 begin. Maar as gevolg van die groot koste om onderdele in 'n enkele kopie te bestel, word dit tot vandag toe uitgevoer. Gedurende hierdie tyd is die ontwerp verskeie kere verander. Byvoorbeeld, vandag het ons die meganiese sinchronisator tussen die eksterne en interne suiers laat vaar, en sinchronisasie verskaf slegs as gevolg van die weerstand teen die beweging van die suiers wat deur die spoele geskep word wanneer die stroom daarin ingespuit word. Ook, wanneer u dele vir die LG skep, kan u aanvanklik die vermoë stel om die volume van die kompressiekamer te verander, en dit sal daartoe lei dat die LG binne 'n paar uur, sonder om die ontwerp te verander, van die werk af oorgedra kan word. petrol, byvoorbeeld, om op alkohol of olie te werk (in tradisionele enjins, as die enjin vir petrol ontwikkel is, is dit onmoontlik om dit na 'n meer viskose brandstof oor te dra, hoofsaaklik as gevolg van die vaste volume van die kompressiekamer). Sommige ander klein dingetjies is ontwikkel wat jou toelaat om ontslae te raak van sommige van die nadele wat inherent is aan hierdie LH. Ongelukkig, in ons wêreld van handel, waar enige idees in 'n oogwink gesteel word, kan ons nie vertel van al die nuanses van die ontwerp nie.

As iemand nietemin belangstel in die vervaardiging van hierdie LG, dan is hier die kontakte vir kommunikasie met een van die skrywers van hierdie skepping.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Beste groete, Oleg Gunyakov en Vladimir Kuznetsov.