Shpikjet e Rusisë - gjenerator linear

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Ky artikull do të jetë me interes për "teknikët e ashpër" - ai tregon për një plan urbanistik alternativ të motorit me djegie të brendshme. Ky është një tjetër konfirmim i zgjuarsisë së rusëve: motorët e këtij lloji - linearë - sapo kanë filluar të zhvillohen jashtë vendit.

Historikisht, pajisjet tradicionale të prodhimit të energjisë elektrike kanë përdorur lëvizje rrotulluese për të lëvizur mbështjelljet në një fushë magnetike. Pajisjet e tilla vihen në lëvizje nga helika të ndryshme: hidroturbina, turbina me gaz, erë etj. Motori tradicional me djegie të brendshme është gjithashtu një nga nxitësit. Në helikë të tillë, energjia kimike e karburantit pëson transformime të shumta: së pari në lëvizjen përkthimore të pistonëve, dhe më pas në lëvizjen rrotulluese të boshtit me gunga, dhe më pas vetëm në rrymën elektrike.

Nevoja për një transformim të tillë çon në humbje mekanike dhe në një ndërlikim të dizajnit të motorit në tërësi. Të gjithë pamë të njëjtën pamje në eksperimentet e fizikës: mësuesi merr një magnet të përhershëm dhe fillon ta lëvizë atë përpara dhe mbrapa në induktor. Në këtë rast, tensioni shfaqet në terminalet e spirales. Me dizajnin e krijuar të një lloji thelbësisht të ri të gjeneratorëve elektrikë, ne ofrojmë mundësinë e përdorimit të lëvizjes reciproke për të gjeneruar rrymë elektrike pa shndërrime të ndërmjetme në lëvizje rrotulluese.

Në gjeneratorin linear të zhvilluar nga ne (në tekstin e mëtejmë LG), në vend të mbulesave të cilindrit, janë instaluar dy pistona të jashtëm, të cilët janë të fiksuar në mënyrë të ngurtë me njëri-tjetrin. Kjo zgjidhje teknologjike është për shkak të disa faktorëve, të cilët do t'i diskutojmë më poshtë.

Në motorët tradicionalë në cilindra gjatë djegies së karburantit, pistoni, nga presioni i gazit që lind, fillon të lëvizë në një drejtim, por sipas ligjeve të inercisë, vetë cilindri gjithashtu fillon të lëvizë në drejtim të kundërt. Prandaj, funksionimi i motorëve me djegie të brendshme shoqërohet gjithmonë me dridhje. Për ta shuar atë, përdoren metoda komplekse teknologjike, gjë që çon në një rritje të kostos së prodhimit të motorit. Për shembull, për të lagur dridhjen kur boshti me gunga rrotullohet, mbi të janë instaluar pesha shtesë kompensimi, gjë që çon në një rritje të masës së boshtit të gungës. Sot, afërsisht 40% e masës së një boshti me gunga janë pesha kompensuese.

Tani le të kthehemi te dizajni i zhvilluar i LG. Ne përdorim drejtpërdrejt lëvizjen përpara të pistonëve për të gjeneruar një rrymë elektrike. Nëse marrim parasysh diagramin skematik, atëherë mund të përcaktojmë se dy pistona të brendshëm janë të lidhur me njëri-tjetrin me një lidhje të ngurtë, dhe dy të jashtëm në të njëjtën mënyrë. Çfarë na jep?

Së pari dhe më e rëndësishmja, një thjeshtim rrënjësor i dizajnit të motorit. Ky motor nuk ka pjesë të tilla si bosht me gunga, bosht me gunga, transmetim nga boshti me gunga në bosht, valvulat e marrjes dhe shkarkimit. Duke thjeshtuar dizajnin, kostoja e motorit zvogëlohet në mënyrë drastike.

Së dyti. Kombinimi i dy pistonëve të brendshëm dhe dy pistonëve të jashtëm të propozuar nga ne na jep një mungesë pothuajse të plotë të dridhjeve gjatë funksionimit të kësaj LG. Si ndodh kjo? Supozoni se djegia e karburantit ndodh në njërin nga cilindrat, atëherë në tjetrin në të njëjtën kohë ajri ose përzierja e karburantit do të kompresohen. Në këtë rast, pistonët e brendshëm lëvizin, për shembull, në të djathtë, atëherë pistonët e jashtëm do të lëvizin në të majtë. Nëse masa e pistonëve të jashtëm është e barabartë me masën e pistonëve të brendshëm, atëherë forcat inerciale që dalin nga lëvizja e pistonëve do të kompensohen reciprokisht dhe nuk do të transmetohen në trupin e motorit. Kjo bën të mundur instalimin e këtij LG në një themel ultra të lehtë dhe braktisjen e çdo pajisjeje amortizimi të dridhjeve. E cila përsëri çon në një ulje të kostos së gjeneratorit.

Së treti. Le të themi se kemi marrë një motor tradicional dhe e kemi vënë në punë. Do të ketë një shpejtësi të caktuar të boshtit të gungës, e cila do të përcaktohet nga frekuenca e goditjes së pistonit në cilindër. Tani do të marrim LH-në tonë dhe do ta vendosim në të njëjtën shpejtësi të goditjes së pistonit në cilindër si ajo e një motori tradicional. Në të njëjtën kohë, shkalla e zgjerimit të gazrave në cilindrin LG do të jetë dy herë më e madhe se vetë dhoma e zgjerimit, në krahasim me një motor tradicional, dhe kjo na jep, në terma të thjeshtë, mundësinë për të marrë më shumë energji nga gazrat., e cila do të çojë në një rritje të efikasitetit të përgjithshëm të LG …

Pas kryerjes së llogaritjeve teorike, kemi marrë treguesit e mëposhtëm

• Shkalla e goditjes së pistonit = 500
• Diametri i cilindrit = 372 mm
• Goditja e pistonit = 439 mm
• Gjatësia e plotë ЛГ = 6000 mm

• Gjerësia dhe lartësia e plotë ЛГ = 1000 mm

• Efikasiteti i treguesit = 51,38%
• Efikasiteti efektiv = 49,85%
• Konsumi i karburantit = 171,3 gr / (kWatt * orë)
• Fuqia = 1000 kW

Të gjitha llogaritjet u kryen me një presion nxitës = 0,11 Mpa (për ta thënë butë nga një tharëse flokësh shtëpiake). Nëse një turbinë shtesë me gaz është instaluar në gjenerator, atëherë fuqia e gjeneratorit mund të rritet pa rritur dimensionet gjeometrike

Por edhe me këtë, efikasiteti i LG doli të ishte shumë mbresëlënës. Për krahasim, efikasiteti mesatar i motorëve modernë të automobilave nuk kalon 40%, dhe vetëm motorët detarë me goditje të gjatë, në të cilët goditja e pistonit në cilindër është rreth 2.0 - 2.5 metra !!!, i afrohen treguesit të efikasitetit 45-50 %.

Siç mund ta shihni nga këto llogaritje, LG e propozuar ka një formë cilindrike të zgjatur. Raporti i gjatësisë së LG me diametrin e tij është 6 me 1tse. Disa mund të thonë se ky është disavantazhi i tij i madh. Në disa raste, po. Por le të mendojmë si inxhinierë.

Konsideroni një makinë të zakonshme, ose më mirë motorin e saj dhe mënyrat e funksionimit të saj. Ne ecim nëpër qytet me një shpejtësi prej 60 km në orë (në shumicën e rasteve, kjo është shpejtësia maksimale e lejuar në qytet). Çfarë kemi në një motor tradicional me këtë? Dhe kemi faktin që punon të paktën gjysmën e fuqisë së parashikuar. Kush e di, mirë dhe kush nuk e di, tani do t'u tregojmë një gjë të mrekullueshme. Meqenëse llogaritja e proceseve brenda cilindrit është një detyrë mjaft e vështirë, dhe parametrat e funksionimit në mënyra të ndryshme të motorit mund të ndryshojnë mjaft ndjeshëm, në shumicën e rasteve modeli i motorit (që nënkupton absolutisht të gjithë treguesit, siç janë diametrat e marrjes dhe valvulat e shkarkimit, vëllimi i ajrit të furnizuar, temperatura e tij, etj.) dhe efikasiteti i tij llogaritet kur funksionon në modalitetin nominal. Kjo do të thotë që efikasiteti maksimal i motorit do të arrihet vetëm kur funksionon në modalitetin nominal. Në të gjitha rastet e tjera, si ngarkesa e pjesshme ose mbingarkesa, efikasiteti i motorit është gjithmonë më i vogël se maksimumi i mundshëm. LG-ja jonë gjithashtu nuk është e lirë nga kjo pengesë. POR. Por ne propozojmë të instaloni jo një LG në makinë, por, për shembull, dy. Le të themi se na duhen 70 kW fuqi për të lëvizur makinën me shpejtësi maksimale. Ne do të furnizojmë makinën dy LG me fuqi 35 kW. Çfarë do të na japë? Dhe kjo do të na japë faktin që gjatë vozitjes në qytet, ne mund të përdorim vetëm një LH, dhe i dyti do të fiket. Kjo do të çojë në faktin se LG do të funksionojë në modalitetin nominal kur vozit në qytet dhe do të ketë efikasitetin maksimal. Dhe kjo është një ulje e konsumit të benzinës në ciklin urban. Plus, nëse një LH dështon, ne kemi një LH të dytë. Po, nuk do të shkoni me shpejtësi maksimale, por të paktën do të mund të arrini në qendrën më të afërt të shërbimit pa ndihmën e kamionëve tërheqës. Unë nuk do t'i përshkruaj të gjitha avantazhet e një paraqitjeje të tillë, shumica e shoferëve do të kuptojnë menjëherë se për çfarë bëhet fjalë. Por dua të theksoj se motorët tradicionalë nuk lejojnë një paraqitje të dyfishtë për shkak të madhësisë së tyre dhe treguesve të masës së motorit ndaj fuqisë së gjeneruar (i ashtuquajturi graviteti specifik). Dhe LG-ja jonë e lejon këtë.

Për momentin kemi tashmë dy modele LH. Ne mblodhëm modelin e parë, si të thuash, dhe atë që gjetëm nën këmbët tona - nga cilindrat dhe pistonët deri te motoçikletat. Si rezultat, ne nuk e përdornim me karburant, por ishim të sigurt që nuk kishte dridhje. Provat u kryen me ajër të kompresuar dhe sustat në tuba u përdorën si sinkronizues. Ju mund të shikoni një video në lidhje me këtë në këtë video:

Tani pothuajse kemi përfunduar modelin e dytë, detajet për të cilin janë krijuar plotësisht nga 0 sipas vizatimeve tona. Shpresoj që në vjeshtën e vitit 2013 të përfundojmë montimin dhe të jemi në gjendje të demonstrojmë një LG që funksionon, si dhe karakteristikat e tij reale.

Ne u përpoqëm të interesonim shumë kompani në zhvillimin tonë. Ne kontaktuam fabrika të ndryshme automobilash në Ukrainë dhe Rusi. Por ne shumicen e rasteve kemi degjuar fjale te tilla qe ideja eshte e klasit, por ky motorr nuk prishet, thone, ku do te bejme fitim nese nuk kemi nevoje per te prodhuar pjese kembimi dhe prodhimi duhet te ribëhet, dhe kjo është para. Është turp për atdheun. Duke lëshuar një LG të tillë, Rusia mund të bëhet lider në ndërtimin e motorëve brenda pak vitesh. Dhe kështu ne vazhdojmë të blejmë makina të huaja, të rrisim ekonominë dhe t'u japim punë njerëzve jo në vendin tonë. Mund të them me siguri se e ardhmja e ndërtimit të motorëve qëndron te makinat lineare. Tani, në disa vende, motorë të ndryshëm linearë po zhvillohen në mënyrë aktive: në Australi - PemPec Motors, në Angli - Libertine FPE Limited (prezantim video), në Republikën Çeke - universiteti teknik çek (siti i projektit), në SHBA - The Automotive Laboratori i Kontrollit të Propulsionit (APCL) … Ka ardhur momenti që kush ngrihej i pari merrte shapkat. Tani më në fund mund të bëhemi të parët në këtë fushë, sepse dizajni ynë i gjeneratorit linear është shumë më i mirë se të gjitha sa më sipër, si për sa i përket projektimit ashtu edhe funksionimit.

Puna në LG filloi në vitin 2008. Por për shkak të kostos së madhe të porositjes së pjesëve në një kopje të vetme, ato po kryhen edhe sot e kësaj dite. Gjatë kësaj kohe, dizajni është ndryshuar disa herë. Për shembull, sot ne kemi braktisur sinkronizuesin mekanik midis pistonëve të jashtëm dhe të brendshëm dhe kemi siguruar sinkronizimin vetëm për shkak të rezistencës ndaj lëvizjes së pistonëve të krijuar nga bobinat kur rryma injektohet në to. Gjithashtu, kur krijoni pjesë për LG, fillimisht mund të vendosni aftësinë për të ndryshuar volumin e dhomës së kompresimit, dhe kjo do të çojë në faktin se brenda pak orësh, pa ndryshuar modelin, LG mund të transferohet nga puna në benzinë, për shembull, për të punuar në alkool ose vaj (në motorët tradicionalë, nëse motori është zhvilluar për benzinë, atëherë është e pamundur ta transferoni atë në një karburant më viskoz, kryesisht për shkak të vëllimit fiks të dhomës së kompresimit). Janë zhvilluar disa gjëra të tjera të vogla që ju lejojnë të heqni qafe disa nga disavantazhet e natyrshme në këtë LH. Fatkeqësisht, në botën tonë të tregtisë, ku çdo ide vidhet sa hap e mbyll sytë, nuk mund të tregojmë për të gjitha nuancat e dizajnit.

Nëse, megjithatë, dikush është i interesuar për prodhimin e këtij LG, atëherë këtu janë kontaktet për komunikim me një nga autorët e këtij krijimi.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Përshëndetje, Oleg Gunyakov dhe Vladimir Kuznetsov.