Рус изобретения - линеен генератор

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-07 16:24

Тази статия ще бъде от интерес за "суровите техници" - тя разказва за алтернативно оформление на двигателя с вътрешно горене. Това е още едно потвърждение за изобретателността на руснаците: двигатели от този тип - линейни - тепърва започват да се разработват в чужбина.

В исторически план традиционните устройства за генериране на електроенергия са използвали въртеливо движение за придвижване на намотките в магнитно поле. Такива устройства се привеждат в движение от различни витла: хидротурбини, газови турбини, вятърни и др. Традиционният двигател с вътрешно горене също е един от двигателите. В такива витла химическата енергия на горивото претърпява множество трансформации: първо в транслационното движение на буталата, а след това във въртеливото движение на коляновия вал и след това само в електрическия ток.

Необходимостта от такава трансформация води както до механични загуби, така и до усложняване на конструкцията на двигателя като цяло. Всички видяхме една и съща картина в експериментите по физика: учителят взема постоянен магнит и започва да го движи напред-назад в индуктора. В този случай напрежението се появява на клемите на бобината. Със създадения дизайн на принципно нов тип електрически генератори, ние предоставяме възможност за използване на възвратно-постъпателно движение за генериране на електрически ток без междинни преобразувания във въртеливо движение.

В разработения от нас линеен генератор (наричан по-долу LG) вместо капаците на цилиндрите са монтирани две външни бутала, които са здраво закрепени едно към друго. Това технологично решение се дължи на няколко фактора, които ще разгледаме по-долу.

При традиционните двигатели в цилиндри по време на изгаряне на горивото буталото от възникващото налягане на газа започва да се движи в една посока, но според законите на инерцията самият цилиндър също започва да се движи в обратна посока. Следователно работата на двигателите с вътрешно горене винаги е придружена от вибрации. За гасенето му се използват сложни технологични методи, което води до увеличаване на разходите за производство на двигател. Например, за заглушаване на вибрациите при въртене на коляновия вал, върху него се монтират допълнителни компенсационни тежести, което води до увеличаване на масата на коляновия вал. Днес приблизително 40% от масата на коляновия вал са компенсационни тежести.

Сега да се върнем към разработения дизайн на LG. Ние директно използваме движението напред на буталата, за да генерираме електрически ток. Ако разгледаме принципната диаграма, тогава можем да определим, че две вътрешни бутала са свързани помежду си чрез твърда връзка и две външни по същия начин. Какво ни дава?

Първо и най-важното, радикално опростяване на дизайна на двигателя. Този двигател няма части като колянов вал, разпределителен вал, трансмисия от колянов вал до разпределителен вал, всмукателни и изпускателни клапани. Чрез опростяване на дизайна цената на двигателя се намалява драстично.

Второ. Предложената от нас комбинация от две вътрешни бутала и две външни бутала ни дава почти пълна липса на вибрации по време на работа на това LG. Как се случва това? Да предположим, че изгарянето на горивото се случва в един от цилиндрите, а в другия в същото време въздухът или горивната смес ще бъдат компресирани. В този случай вътрешните бутала се движат, например, надясно, след това външните бутала ще се движат наляво. Ако масата на външните бутала е равна на масата на вътрешните бутала, тогава инерционните сили, възникващи от движението на буталата, ще бъдат взаимно компенсирани и няма да се предават на тялото на двигателя. Това дава възможност да се инсталира този LG на ултра лека основа и да се изоставят всякакви устройства за гасене на вибрации. Което отново води до намаляване на цената на генератора.

Трето. Да кажем, че взехме традиционен двигател и го пуснахме в експлоатация. Той ще има определена скорост на коляновия вал, която ще се определя от честотата на хода на буталото в цилиндъра. Сега ще вземем нашия LH и ще го настроим на същата скорост на хода на буталото в цилиндъра като тази на традиционния двигател. В същото време скоростта на разширяване на газовете в цилиндъра LG ще бъде два пъти по-голяма от самата разширителна камера в сравнение с традиционния двигател и това ни дава, казано по-просто, възможността да вземем повече енергия от газове, което ще доведе до повишаване на общата ефективност на LG …

След извършване на теоретични изчисления получихме следните показатели

• Честота на хода на буталото = 500
• Диаметър на цилиндъра = 372 мм
• Ход на буталото = 439 мм
• Пълна дължина ЛГ = 6000мм
• Пълна ширина и височина ЛГ = 1000 мм
• Ефективност на индикатора = 51,38%
• Ефективна ефективност = 49,85%
• Разход на гориво = 171,3 gr / (kWatt * час)
• Мощност = 1000 kWatt

Всички изчисления бяха извършени при налягане на усилване = 0,11 Mpa (меко казано от домакински сешоар). Ако на генератора е монтирана допълнителна газова турбина, тогава мощността на генератора може да се увеличи без увеличаване на геометричните размери

Но дори и с това ефективността на LG се оказа много впечатляваща. За сравнение, средната ефективност на съвременните автомобилни двигатели не надвишава 40%, а само морските двигатели с дълъг ход, при които ходът на буталото в цилиндъра е около 2,0 - 2,5 метра !!!, се доближават до индикатора за ефективност от 45-50 %.

Както можете да видите от тези изчисления, предложеното LG има удължена цилиндрична форма. Съотношението на дължината на LG към неговия диаметър е 6 към 1tse. Някой може да каже, че това е огромният му недостатък. В някои случаи да. Но нека мислим като инженери.

Помислете за обикновен автомобил, или по-скоро неговия двигател и неговите режими на работа. Караме през града със скорост 60 км в час (в повечето случаи това е максимално разрешената скорост в града). Какво имаме в традиционен двигател с това? И имаме факта, че работи поне половината от предвидената мощност. Кой знае, добре, а който не знае, сега ще им кажем едно прекрасно нещо. Тъй като изчисляването на процесите вътре в цилиндъра е доста трудна задача и параметрите на работа при различни режими на двигателя могат да се различават доста значително, в повечето случаи дизайнът на двигателя (което означава абсолютно всички показатели, като диаметрите на всмукателния и изпускателни клапани, обема на подавания въздух, неговата температура и др.) и неговата ефективност се изчислява при работа в номинален режим. Това означава, че максималната ефективност на двигателя ще бъде постигната само при работа в номинален режим. Във всички останали случаи, като частично натоварване или претоварване, ефективността на двигателя винаги е по-малка от максимално възможната. Нашето LG също не е лишено от този недостатък. НО. Но ние предлагаме да инсталирате не един LG в колата, а например два. Да кажем, че имаме нужда от 70 kW мощност, за да движим автомобила с максимална скорост. Ще доставим два LG с мощност 35 kW на автомобила. Какво ще ни даде? И това ще ни даде факта, че при шофиране в града можем да използваме само един LH, а вторият ще бъде изключен. Това ще доведе до факта, че LG ще работи в номиналния режим при шофиране в града и ще има максимална ефективност. А това е намаляване на потреблението на бензин в градския цикъл. Освен това, ако един LH се повреди, имаме втори LH. Да, няма да се движите с максимална скорост, но поне ще можете да стигнете до най-близкия сервиз без помощта на влекачи. Няма да описвам всички предимства на такова оформление, повечето автомобилисти веднага ще разберат за какво става въпрос. Но бих искал да отбележа, че традиционните двигатели не позволяват двойно оформление поради техния размер и показатели за масата на двигателя спрямо генерираната мощност (т.нар. специфично тегло). И нашето LG го позволява.

В момента вече имаме два модела LH. Събрахме първия модел, така да се каже, и това, което намерихме под краката си – от цилиндри и бутала до мотопеди. В резултат на това не го карахме на гориво, но бяхме сигурни, че няма вибрации. Тестовете бяха проведени със сгъстен въздух, а пружините в тръбите бяха използвани като синхронизатори. Можете да гледате видеоклип за това в това видео:

Вече почти завършихме втория модел, детайлите за който бяха създадени изцяло от 0 според нашите чертежи. Надявам се до есента на 2013 г. да завършим сглобяването и да успеем да демонстрираме работещ LG, както и реалните му характеристики.

Опитахме се да заинтересуваме много компании в нашето развитие. Свързахме се с различни автомобилни заводи в Украйна и Русия. Но в повечето случаи сме чували такива думи, че идеята е класа, но този двигател няма да се развали, казват, къде ще печелим, ако не трябва да произвеждаме резервни части за него, а производството трябва да бъде преработен, а това са пари. Това е срам за родината. С пускането на такъв LG Русия може да стане лидер в двигателостроенето в рамките на няколко години. И така продължаваме да купуваме чужди коли и да вдигаме икономиката и да даваме работа на хора извън нашата страна. Мога да кажа със сигурност, че бъдещето на двигателостроенето е в линейните машини. Сега в някои страни активно се разработват различни линейни двигатели: в Австралия - PemPec Motors, в Англия - Libertine FPE Limited (видео презентация), в Чехия - Чешки технически университет (сайт на проекта), в САЩ - The Automotive Лаборатория за управление на задвижването (APCL) … Дойде моментът, който пръв стане, си вземе чехлите. Сега най-накрая можем да станем първите в тази област, защото нашият линеен генератор е много по-добър от всички по-горе, както по отношение на дизайна, така и по отношение на работа.

Работата върху LG започна още през 2008 г. Но поради огромните разходи за поръчка на части в едно копие, те се извършват и до днес. През това време дизайнът е променян няколко пъти. Например днес изоставихме механичния синхронизатор между външните и вътрешните бутала и осигурихме синхронизация само поради съпротивлението на движението на буталата, създадено от намотките при инжектиране на тока в тях. Също така, когато създавате части за LG, можете първоначално да заложите възможността за промяна на обема на компресионната камера и това ще доведе до факта, че в рамките на няколко часа, без да променяте дизайна, LG може да бъде прехвърлен от работа на бензин, например, за работа на алкохол или масло (при традиционните двигатели, ако двигателят е разработен за бензин, тогава е невъзможно да се прехвърли към по-вискозно гориво, главно поради фиксирания обем на компресионната камера). Разработени са някои други малки неща, които ви позволяват да се отървете от някои от недостатъците, присъщи на този LH. За съжаление, в нашия свят на търговията, където всякакви идеи се крадат за миг на око, не можем да разкажем за всички нюанси на дизайна.

Ако все пак някой се интересува от производството на това LG, то ето контактите за комуникация с един от авторите на това творение.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

С най-добри пожелания, Олег Гуняков и Владимир Кузнецов.