Rus invents - generador lineal

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2024-01-07 16:24

Aquest article serà d'interès per als "tecnològics durs": parla d'una disposició alternativa del motor de combustió interna. Aquesta és una altra confirmació de l'enginy dels russos: els motors d'aquest tipus -lineals- tot just comencen a desenvolupar-se a l'estranger.

Històricament, els dispositius tradicionals de generació d'energia elèctrica han utilitzat el moviment rotatiu per moure bobinatges en un camp magnètic. Aquests dispositius són posats en marxa per diferents hèlixs: turbines hidràuliques, turbines de gas, vent, etc. El motor de combustió interna tradicional també és un dels motors. En aquestes hèlixs, l'energia química del combustible experimenta múltiples transformacions: primer en el moviment de translació dels pistons, i després en el moviment de rotació del cigonyal, i després només en el corrent elèctric.

La necessitat d'aquesta transformació comporta tant pèrdues mecàniques com una complicació del disseny del motor en conjunt. Tots vam veure una mateixa imatge en els experiments de física: el professor agafa un imant permanent i comença a moure'l cap endavant i cap enrere a l'inductor. En aquest cas, la tensió apareix als terminals de la bobina. Amb el disseny creat d'un tipus fonamentalment nou de generadors elèctrics, oferim la possibilitat d'utilitzar el moviment alternatiu per generar corrent elèctric sense conversions intermèdies en moviment rotatiu.

En el generador lineal desenvolupat per nosaltres (d'ara endavant anomenat LG), en lloc de les cobertes dels cilindres, s'instal·len dos pistons externs, que es fixen rígidament entre si. Aquesta solució tecnològica es deu a diversos factors, que parlarem a continuació.

En els motors tradicionals en cilindres durant la combustió del combustible, el pistó, a partir de la pressió del gas sorgida, comença a moure's en una direcció, però d'acord amb les lleis de la inèrcia, el propi cilindre també comença a moure's en sentit contrari. Per tant, el funcionament dels motors de combustió interna sempre va acompanyat de vibracions. Per extingir-lo, s'utilitzen mètodes tecnològics complexos, la qual cosa comporta un augment del cost de producció del motor. Per exemple, per amortir la vibració quan el cigonyal gira, s'hi instal·len pesos de compensació addicionals, la qual cosa comporta un augment de la massa del cigonyal. Avui, aproximadament el 40% de la massa d'un cigonyal són pesos de compensació.

Ara tornem al disseny desenvolupat de LG. Utilitzem directament el moviment cap endavant dels pistons per generar un corrent elèctric. Si considerem el diagrama esquemàtic, podem determinar que dos pistons interns estan connectats entre si per una connexió rígida i dos externs de la mateixa manera. Què ens aporta?

Primer i el més important, una simplificació radical del disseny del motor. Aquest motor no té peces com ara cigonyal, arbre de lleves, transmissió de cigonyal a arbre de lleves, vàlvules d'admissió i d'escapament. En simplificar el disseny, el cost del motor es redueix dràsticament.

Segon. La combinació de dos pistons interns i dos pistons externs que proposem ens proporciona una absència quasi total de vibracions durant el funcionament d'aquest LG. Com passa això? Suposem que la combustió del combustible es produeix en un dels cilindres, llavors en l'altre al mateix temps es comprimirà l'aire o la mescla de combustible. En aquest cas, els pistons interiors es mouen, per exemple, cap a la dreta, després els pistons exteriors es mouran cap a l'esquerra. Si la massa dels pistons externs és igual a la massa dels pistons interns, aleshores les forces inercials derivades del moviment dels pistons es compensaran mútuament i no es transmetran al cos del motor. Això fa possible instal·lar aquest LG sobre una base ultralleugera i abandonar qualsevol dispositiu d'amortiment de vibracions. El que porta de nou a una disminució del cost del generador.

Tercer. Suposem que vam agafar un motor tradicional i el vam posar en funcionament. Tindrà una certa velocitat del cigonyal, que vindrà determinada per la freqüència de la carrera del pistó al cilindre. Ara agafarem el nostre LH i el posarem a la mateixa velocitat de carrera del pistó del cilindre que la d'un motor tradicional. Al mateix temps, la velocitat d'expansió dels gasos al cilindre LG serà el doble que la pròpia cambra d'expansió, en comparació amb un motor tradicional, i això ens dóna, en termes senzills, l'oportunitat d'aprofitar més energia dels gasos., el que comportarà un augment de l'eficiència global del LG…

Després de realitzar càlculs teòrics, hem obtingut els següents indicadors

• Velocitat de carrera del pistó = 500
• Diàmetre del cilindre = 372 mm
• Carrera del pistó = 439 mm
• Longitud total ЛГ = 6000 mm
• Amplada i alçada totals ЛГ = 1000 mm
• Eficiència de l'indicador = 51,38%
• Eficiència efectiva = 49,85%
• Consum de combustible = 171,3 gr / (kWatt * hora)
• Potència = 1000 kWatt

Tots els càlculs es van realitzar a una pressió de reforç = 0,11 Mpa (per dir-ho suaument amb un assecador de cabells domèstic). Si s'instal·la una turbina de gas addicional al generador, la potència del generador es pot augmentar sense augmentar les dimensions geomètriques

Però fins i tot amb això, l'eficiència del LG va resultar ser molt impressionant. Per comparar, l'eficiència mitjana dels motors d'automòbil moderns no supera el 40%, i només els motors marins de carrera llarga, en què la carrera del pistó al cilindre és d'uns 2,0 - 2,5 metres !!!, apropeu-vos a l'indicador d'eficiència de 45-50. %.

Com podeu veure en aquests càlculs, el LG proposat té una forma cilíndrica allargada. La relació entre la longitud del LG i el seu diàmetre és de 6 a 1tse. Alguns podrien dir que aquest és el seu gran desavantatge. En alguns casos, sí. Però pensem com enginyers.

Penseu en un cotxe normal, o més aviat el seu motor i els seus modes de funcionament. Conduïm per la ciutat a una velocitat de 60 km per hora (en la majoria dels casos, aquesta és la velocitat màxima permesa a la ciutat). Què tenim en un motor tradicional amb això? I tenim el fet que funciona almenys la meitat de la potència projectada. Qui sap, bé, i qui no ho sap, ara els explicarem una cosa meravellosa. Atès que el càlcul dels processos dins del cilindre és una tasca bastant difícil, i els paràmetres de funcionament en diferents modes del motor poden diferir força significativament, en la majoria dels casos el disseny del motor (que significa absolutament tots els indicadors, com ara els diàmetres de l'admissió i vàlvules d'escapament, el volum d'aire subministrat, la seva temperatura, etc.) i la seva eficiència es calcula quan funciona en mode nominal. Això vol dir que la màxima eficiència del motor s'aconseguirà només quan funcioni en el mode nominal. En tots els altres casos, com ara càrrega parcial o sobrecàrrega, l'eficiència del motor sempre és inferior al màxim possible. El nostre LG tampoc està exempt d'aquest inconvenient. PERÒ. Però proposem instal·lar no un LG al cotxe, sinó, per exemple, dos. Suposem que necessitem 70 kW de potència per moure el cotxe a la màxima velocitat. Subministrarem dos LG de 35 kW de potència al cotxe. Què ens donarà? I això ens donarà el fet que quan conduïm per la ciutat, només podem fer servir un LH, i el segon estarà apagat. Això portarà al fet que el LG funcionarà en el mode nominal quan es condueixi per la ciutat i tindrà la màxima eficiència. I això és una disminució del consum de gasolina en el cicle urbà. A més, si falla un LH, tenim un segon LH. Sí, no aniràs a la màxima velocitat, però almenys podràs arribar al centre de servei més proper sense l'ajuda de camions de remolc. No descriuré tots els avantatges d'aquest disseny, la majoria dels automobilistes entendran immediatament de què es tracta. Però m'agradaria assenyalar que els motors tradicionals no permeten una doble disposició per la seva mida i indicadors de la massa del motor a la potència generada (l'anomenada gravetat específica). I el nostre LG ho permet.

De moment ja tenim dos models LH. Vam recollir el primer model, per dir-ho així, i el que vam trobar sota els nostres peus: des de cilindres i pistons fins a ciclomotors. Com a resultat, no el vam fer funcionar amb combustible, però estàvem segurs que no hi havia vibració. Les proves es van fer amb aire comprimit i s'utilitzaven molles dels tubs com a sincronitzadors. Podeu veure un vídeo sobre això en aquest vídeo:

Ara gairebé hem acabat el segon model, els detalls del qual es van crear completament a partir de 0 segons els nostres dibuixos. Espero que a la tardor de 2013 finalitzem el muntatge i puguem demostrar un LG que funciona, així com les seves característiques reals.

Hem intentat interessar moltes empreses en el nostre desenvolupament. Ens vam posar en contacte amb diverses fàbriques d'automòbils a Ucraïna i Rússia. Però en la majoria dels casos hem sentit paraules que diuen que la idea és de classe, però aquest motor no s'avaria, diuen, on en sortirem beneficis si no necessitem produir recanvis per a això, i la producció ha de es refereix, i això són diners. És una vergonya per a la pàtria. Al llançar aquest LG, Rússia podria convertir-se en un líder en la construcció de motors en pocs anys. I així seguim comprant cotxes estrangers i augmentant l'economia i donant feina a gent que no és al nostre país. Puc dir amb seguretat que el futur de la construcció de motors passa per les màquines lineals. Ara, en alguns països, s'estan desenvolupant activament diversos motors lineals: a Austràlia - PemPec Motors, a Anglaterra - Libertine FPE Limited (vídeo de presentació), a la República Txeca - Universitat tècnica txeca (lloc del projecte), als EUA - The Automotive Laboratori de Control de Propulsió (APCL)… Ha arribat el moment que qui s'ha aixecat primer es va posar les sabatilles. Ara per fi podem convertir-nos en els primers en aquest camp, perquè el nostre disseny del generador lineal és molt millor que tot l'anterior, tant pel que fa al disseny com al funcionament.

El treball a LG va començar el 2008. Però a causa de l'enorme cost de demanar peces en una sola còpia, s'estan duent a terme fins avui. Durant aquest temps, el disseny s'ha modificat diverses vegades. Per exemple, avui hem abandonat el sincronitzador mecànic entre els pistons extern i intern, i hem proporcionat la sincronització només per la resistència al moviment dels pistons que creen les bobines quan s'hi injecta corrent. A més, en crear peces per a LG, inicialment podeu establir la possibilitat de canviar el volum de la cambra de compressió, i això comportarà que en poques hores, sense canviar el disseny, el LG es pugui transferir del treball. gasolina, per exemple, per treballar amb alcohol o oli (en els motors tradicionals, si el motor es va desenvolupar per a la gasolina, és impossible transferir-lo a un combustible més viscós, principalment a causa del volum fix de la cambra de compressió). S'han desenvolupat algunes altres petites coses que us permeten desfer-vos d'alguns dels inconvenients inherents a aquest LH. Malauradament, en el nostre món del comerç, on qualsevol idea es roba en un obrir i tancar d'ulls, no podem explicar tots els matisos del disseny.

Si, tanmateix, algú està interessat en la producció d'aquest LG, aquí teniu els contactes per a la comunicació amb un dels autors d'aquesta creació.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Salutacions cordials, Oleg Gunyakov i Vladimir Kuznetsov.