Rus icatları - lineer jeneratör

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-07 16:29

Bu makale "sert teknisyenlerin" ilgisini çekecek - içten yanmalı motorun alternatif bir düzenini anlatıyor. Bu, Rusların yaratıcılığının bir başka teyidi: bu tip motorlar - lineer - yurtdışında yeni geliştirilmeye başlandı.

Tarihsel olarak, geleneksel elektrik enerjisi üretim cihazları, manyetik bir alanda sargıları hareket ettirmek için döner hareketi kullanmıştır. Bu tür cihazlar çeşitli pervaneler tarafından harekete geçirilir: hidro türbinler, gaz türbinleri, rüzgar vb. Geleneksel içten yanmalı motor da hareket ettiricilerden biridir. Bu tür pervanelerde, yakıtın kimyasal enerjisi birden fazla dönüşüme uğrar: önce pistonların öteleme hareketine, sonra krank milinin dönme hareketine ve daha sonra sadece elektrik akımına.

Böyle bir dönüşüme duyulan ihtiyaç, hem mekanik kayıplara hem de bir bütün olarak motor tasarımının bir komplikasyonuna yol açar. Fizik deneylerinde hepimiz bir ve aynı resmi gördük: öğretmen kalıcı bir mıknatıs alır ve onu indüktörde ileri geri hareket ettirmeye başlar. Bu durumda, bobinin terminallerinde voltaj belirir. Temelde yeni bir tür elektrik jeneratörünün yaratılan tasarımıyla, döner harekete ara dönüşümler olmaksızın elektrik akımı üretmek için ileri geri hareket kullanma imkanı sağlıyoruz.

Tarafımızdan geliştirilen lineer jeneratörde (bundan sonra LG olarak anılacaktır), silindir kapakları yerine, birbirine sıkıca sabitlenmiş iki harici piston monte edilmiştir. Bu teknolojik çözüm, aşağıda tartışacağımız birkaç faktörden kaynaklanmaktadır.

Silindirlerdeki geleneksel motorlarda, yakıtın yanması sırasında, ortaya çıkan gaz basıncından piston bir yönde hareket etmeye başlar, ancak atalet yasalarına göre silindirin kendisi de ters yönde hareket etmeye başlar. Bu nedenle, içten yanmalı motorların çalışmasına her zaman titreşim eşlik eder. Söndürmek için, motor üretim maliyetinde bir artışa yol açan karmaşık teknolojik yöntemler kullanılır. Örneğin, krank mili döndüğünde titreşimi azaltmak için üzerine ek dengeleme ağırlıkları takılır ve bu da krank milinin kütlesinde bir artışa yol açar. Günümüzde bir krank milinin kütlesinin yaklaşık %40'ı kompanzasyon ağırlıklarıdır.

Şimdi gelelim geliştirilen LG tasarımına. Elektrik akımı üretmek için doğrudan pistonların ileri hareketini kullanırız. Şematik diyagramı ele alırsak, iki dahili pistonun birbirine rijit bir bağlantı ve iki harici pistonun aynı şekilde bağlı olduğunu belirleyebiliriz. Bize ne veriyor?

Öncelikle ve en önemlisi, motor tasarımının radikal bir sadeleştirilmesi. Bu motorda krank mili, eksantrik mili, krank milinden eksantrik miline şanzıman, emme ve egzoz valfleri gibi parçalar yoktur. Tasarımın basitleştirilmesiyle, motorun maliyeti önemli ölçüde azaltılır.

İkinci. Tarafımızdan önerilen iki dahili piston ve iki harici pistonun kombinasyonu, bu LG'nin çalışması sırasında bize neredeyse tamamen titreşim yokluğu sağlıyor. Bu nasıl olur? Diyelim ki silindirlerden birinde yakıt yanması meydana geliyor, ardından diğerinde aynı anda hava veya yakıt karışımı sıkıştırılıyor. Bu durumda, örneğin iç pistonlar sağa hareket edecek, ardından dış pistonlar sola hareket edecektir. Dış pistonların kütlesi, iç pistonların kütlesine eşitse, pistonların hareketinden kaynaklanan atalet kuvvetleri karşılıklı olarak dengelenecek ve motor gövdesine iletilmeyecektir. Bu, bu LG'yi ultra hafif bir temel üzerine kurmayı ve herhangi bir titreşim sönümleme cihazından vazgeçmeyi mümkün kılar. Bu da yine jeneratörün maliyetinde bir azalmaya yol açar.

Üçüncü. Diyelim ki geleneksel bir motoru aldık ve devreye aldık. Silindirdeki piston strokunun frekansı tarafından belirlenecek olan belirli bir krank mili hızına sahip olacaktır. Şimdi LH'mizi alacağız ve onu silindirdeki pistonun geleneksel bir motorunkiyle aynı strok hızına ayarlayacağız. Aynı zamanda, LG silindirindeki gazların genleşme hızı, geleneksel bir motora kıyasla genleşme odasının kendisinden iki kat daha büyük olacaktır ve bu bize, basit bir ifadeyle, gazlardan daha fazla enerji alma fırsatı verir. LG'nin genel verimliliğinde bir artışa yol açacak …

Teorik hesaplamaları yaptıktan sonra aşağıdaki göstergeleri elde ettik.

• Piston strok hızı = 500
• Silindir çapı = 372 mm
• Piston stroku = 439 mm
• Tam uzunluk ЛГ = 6000mm
• Tam genişlik ve yükseklik ЛГ = 1000 mm
• Gösterge verimliliği = %51,38
• Etkin verimlilik = %49,85
• Yakıt tüketimi = 171.3 gr / (kWatt * saat)
• Güç = 1000 kWat

Tüm hesaplamalar (bir ev tipi saç kurutma makinesinden hafif bir şekilde koymak için) 0.11 Mpa'lık bir takviye basıncında gerçekleştirildi. Jeneratöre ek bir gaz türbini takılırsa, geometrik boyutlar artırılmadan jeneratör gücü artırılabilir

Ancak bununla bile, LG'nin verimliliği çok etkileyici çıktı. Karşılaştırma için, modern otomobil motorlarının ortalama verimliliği% 40'ı geçmez ve yalnızca silindirdeki piston strokunun yaklaşık 2,0 - 2,5 metre olduğu deniz uzun stroklu motorlar !!!, 45-50 verimlilik göstergesine yaklaşır. %.

Bu hesaplamalardan da görebileceğiniz gibi, önerilen LG uzun silindirik bir şekle sahip. LG'nin uzunluğunun çapına oranı 6 ila 1tse'dir. Bazıları bunun onun büyük dezavantajı olduğunu söyleyebilir. Bazı durumlarda, evet. Ama mühendisler gibi düşünelim.

Sıradan bir arabayı veya daha doğrusu motorunu ve çalışma modlarını düşünün. Şehirde saatte 60 km hızla ilerliyoruz (çoğu durumda bu, şehirde izin verilen maksimum hızdır). Bununla geleneksel bir motorda ne var? Ve öngörülen gücün en az yarısını çalıştırdığı gerçeğine sahibiz. Kim bilir, kim bilir, kim bilmez, şimdi onlara harika bir şey söyleyeceğiz. Silindir içindeki işlemlerin hesaplanması oldukça zor bir iş olduğundan ve çeşitli motor modlarında çalışma parametreleri, çoğu durumda motor tasarımı (bu, kesinlikle tüm göstergeler anlamına gelir) oldukça önemli ölçüde farklılık gösterebilir. egzoz valfleri, sağlanan havanın hacmi, sıcaklığı vb.) ve verimliliği, nominal modda çalışırken hesaplanır. Bu, motorun maksimum verimliliğinin yalnızca nominal modda çalışırken elde edileceği anlamına gelir. Kısmi yük veya aşırı yük gibi diğer tüm durumlarda, motorun verimliliği her zaman mümkün olan maksimum değerden daha düşüktür. LG'miz de bu dezavantajdan yoksun değil. ANCAK. Ancak arabaya bir LG değil, örneğin iki tane kurmayı öneriyoruz. Diyelim ki arabayı maksimum hızda hareket ettirmek için 70 kW güce ihtiyacımız var. Araca iki adet 35 kW gücünde LG tedarik edeceğiz. Bize ne verecek? Ve bu bize şehirde araba kullanırken sadece bir LH kullanabileceğimiz ve ikincisinin kapatılacağı gerçeğini verecek. Bu, LG'nin şehirde sürüş sırasında nominal modda çalışmasına ve maksimum verime sahip olmasına yol açacaktır. Ve bu, kentsel döngüde benzin tüketiminde bir azalmadır. Artı, bir LH başarısız olursa, ikinci bir LH'miz olur. Evet maksimum hızda gitmeyeceksiniz ama en azından çekici yardımı olmadan en yakın servise gidebileceksiniz. Böyle bir düzenin tüm avantajlarını açıklamayacağım, çoğu sürücü bunun ne hakkında olduğunu hemen anlayacaktır. Ancak, boyutları ve motor kütlesinin üretilen güce (özgül ağırlık olarak adlandırılan) göstergeleri nedeniyle geleneksel motorların çift yerleşime izin vermediğini belirtmek isterim. Ve bizim LG buna izin veriyor.

Şu anda zaten iki LH modelimiz var. İlk modeli, tabiri caizse ve ayaklarımızın altında bulduklarımızı - silindirlerden ve pistonlardan mopedlere kadar topladık. Sonuç olarak yakıtla çalıştırmadık ama titreşim olmadığından emindik. Testler basınçlı hava ile gerçekleştirilmiş olup, borulardaki yaylar senkronizör olarak kullanılmıştır. Bu videoda bununla ilgili bir video izleyebilirsiniz:

Şimdi detayları tamamen 0'dan çizimlerimize göre oluşturulan ikinci modeli neredeyse bitirdik. Umarım 2013 sonbaharında montajı tamamlayacağız ve çalışan bir LG'nin yanı sıra gerçek özelliklerini de gösterebileceğiz.

Geliştirmemizde birçok şirketin ilgisini çekmeye çalıştık. Ukrayna ve Rusya'daki çeşitli otomobil fabrikalarıyla temasa geçtik. Ama çoğu durumda, fikir klas diye, ama bu motor bozulmaz, derler, bunun için yedek parça üretmemize gerek yoksa ve üretimin ihtiyacı yoksa nereden kar edeceğiz derler. yeniden yapılır ve bu paradır. Vatana yazık olur. Böyle bir LG'yi piyasaya sürerek, Rusya birkaç yıl içinde motor yapımında lider olabilir. Ve böylece yabancı arabalar almaya ve ekonomiyi yükseltmeye ve ülkemizde olmayan insanlara iş vermeye devam ediyoruz. Motor yapımının geleceğinin lineer makinelerde yattığını kesin olarak söyleyebilirim. Şimdi, bazı ülkelerde çeşitli lineer motorlar aktif olarak geliştiriliyor: Avustralya'da - PemPec Motors, İngiltere'de - Libertine FPE Limited (video sunumu), Çek Cumhuriyeti'nde - Çek teknik üniversitesi (proje sahası), ABD'de - Otomotiv Sevk Kontrol Laboratuvarı (APCL) … An geldi ki, kim ilk ayağa kalktıysa, terliklerini de aldı. Artık nihayet bu alanda bir ilk olabiliriz, çünkü lineer jeneratör tasarımımız hem tasarım hem de işletim açısından yukarıdakilerin hepsinden çok daha iyidir.

LG üzerindeki çalışmalar 2008'de başladı. Ancak parçaları tek bir kopya halinde sipariş etmenin büyük maliyeti nedeniyle, bu güne kadar gerçekleştirilmektedir. Bu süre zarfında, tasarım birkaç kez değiştirildi. Örneğin, bugün dış ve iç pistonlar arasındaki mekanik senkronizörü terk ettik ve sadece bobinlere akım enjekte edildiğinde bobinlerin oluşturduğu pistonların hareketine direnç nedeniyle senkronizasyon sağladık. Ayrıca, LG için parçalar oluştururken, başlangıçta sıkıştırma odasının hacmini değiştirme yeteneğini koyabilirsiniz ve bu, tasarımı değiştirmeden birkaç saat içinde LG'nin işten aktarılabilmesine yol açacaktır. benzin, örneğin alkol veya yağ üzerinde çalışmak için (geleneksel motorlarda, motor benzin için geliştirildiyse, öncelikle sıkıştırma odasının sabit hacmi nedeniyle daha viskoz bir yakıta aktarmak imkansızdır). Bu LH'nin doğasında bulunan bazı dezavantajlardan kurtulmanıza izin veren başka bazı küçük şeyler geliştirilmiştir. Ne yazık ki, her fikrin göz açıp kapayıncaya kadar çalındığı ticaret dünyamızda, tasarımın tüm nüanslarını anlatamıyoruz.

Yine de, birileri bu LG'nin üretimiyle ilgileniyorsa, işte bu yaratılışın yazarlarından biriyle iletişim için bağlantılar.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Saygılarımla, Oleg Gunyakov ve Vladimir Kuznetsov.