Εφευρέσεις Rus - γραμμική γεννήτρια

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-07 16:25

Αυτό το άρθρο θα ενδιαφέρει τους "σκληρούς τεχνικούς" - λέει για μια εναλλακτική διάταξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αυτή είναι μια άλλη επιβεβαίωση της ευρηματικότητας των Ρώσων: κινητήρες αυτού του τύπου - γραμμικοί - μόλις αρχίζουν να αναπτύσσονται στο εξωτερικό.

Ιστορικά, οι παραδοσιακές συσκευές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν χρησιμοποιήσει περιστροφική κίνηση για να μετακινήσουν τις περιελίξεις σε ένα μαγνητικό πεδίο. Τέτοιες συσκευές τίθενται σε κίνηση από διάφορες έλικες: υδροστρόβιλοι, αεριοστρόβιλοι, ανεμογεννήτριες κ.λπ. Ο παραδοσιακός κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι επίσης ένας από τους κινητήριους παράγοντες. Σε τέτοιους έλικες, η χημική ενέργεια του καυσίμου υφίσταται πολλαπλούς μετασχηματισμούς: πρώτα στη μεταφορική κίνηση των εμβόλων και στη συνέχεια στην περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα και μετά μόνο στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Η ανάγκη για έναν τέτοιο μετασχηματισμό οδηγεί τόσο σε μηχανικές απώλειες όσο και σε επιπλοκή του σχεδιασμού του κινητήρα στο σύνολό του. Όλοι είδαμε μια και την ίδια εικόνα στα πειράματα της φυσικής: ο δάσκαλος παίρνει έναν μόνιμο μαγνήτη και αρχίζει να τον μετακινεί μπρος-πίσω στον επαγωγέα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται τάση στους ακροδέκτες του πηνίου. Με τη δημιουργία ενός ριζικά νέου τύπου ηλεκτρικών γεννητριών, παρέχουμε τη δυνατότητα χρήσης παλινδρομικής κίνησης για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος χωρίς ενδιάμεσες μετατροπές σε περιστροφική κίνηση.

Στη γραμμική γεννήτρια που αναπτύχθηκε από εμάς (εφεξής θα αναφέρεται ως LG), αντί για τα καλύμματα κυλίνδρων, εγκαθίστανται δύο εξωτερικά έμβολα, τα οποία είναι άκαμπτα στερεωμένα μεταξύ τους. Αυτή η τεχνολογική λύση οφείλεται σε διάφορους παράγοντες, τους οποίους θα συζητήσουμε παρακάτω.

Σε παραδοσιακούς κινητήρες σε κυλίνδρους κατά την καύση καυσίμου, το έμβολο, από την πίεση αερίου που προκύπτει, αρχίζει να κινείται προς μία κατεύθυνση, αλλά σύμφωνα με τους νόμους της αδράνειας, ο ίδιος ο κύλινδρος αρχίζει επίσης να κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επομένως, η λειτουργία των κινητήρων εσωτερικής καύσης συνοδεύεται πάντα από κραδασμούς. Για την κατάσβεσή του χρησιμοποιούνται πολύπλοκες τεχνολογικές μέθοδοι, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του κόστους παραγωγής του κινητήρα. Για παράδειγμα, για την απόσβεση των κραδασμών όταν περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας, τοποθετούνται πρόσθετα βάρη αντιστάθμισης, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της μάζας του στροφαλοφόρου άξονα. Σήμερα, περίπου το 40% της μάζας ενός στροφαλοφόρου άξονα είναι βάρη αντιστάθμισης.

Τώρα ας επιστρέψουμε στον ανεπτυγμένο σχεδιασμό της LG. Χρησιμοποιούμε απευθείας την προς τα εμπρός κίνηση των εμβόλων για να δημιουργήσουμε ηλεκτρικό ρεύμα. Αν εξετάσουμε το σχηματικό διάγραμμα, τότε μπορούμε να προσδιορίσουμε ότι δύο εσωτερικά έμβολα συνδέονται μεταξύ τους με μια άκαμπτη σύνδεση και δύο εξωτερικά με τον ίδιο τρόπο. Τι μας δίνει;

Πρώτα και το πιο σημαντικό, μια ριζική απλοποίηση του σχεδιασμού του κινητήρα. Αυτός ο κινητήρας δεν έχει εξαρτήματα όπως στροφαλοφόρος άξονας, εκκεντροφόρος άξονας, μετάδοση στροφαλοφόρου προς εκκεντροφόρο άξονα, βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής. Με την απλοποίηση του σχεδιασμού, το κόστος του κινητήρα μειώνεται δραστικά.

Δεύτερος. Ο συνδυασμός δύο εσωτερικών εμβόλων και δύο εξωτερικών εμβόλων που προτείνουμε μας δίνει σχεδόν πλήρη απουσία κραδασμών κατά τη λειτουργία αυτού του LG. Πώς συμβαίνει αυτό; Ας υποθέσουμε ότι η καύση καυσίμου συμβαίνει σε έναν από τους κυλίνδρους, τότε στον άλλο ταυτόχρονα θα συμπιεστεί ο αέρας ή το μείγμα καυσίμου. Σε αυτή την περίπτωση, τα εσωτερικά έμβολα κινούνται, για παράδειγμα, προς τα δεξιά, τότε τα εξωτερικά έμβολα θα μετακινηθούν προς τα αριστερά. Εάν η μάζα των εξωτερικών εμβόλων είναι ίση με τη μάζα των εσωτερικών εμβόλων, τότε οι αδρανειακές δυνάμεις που προκύπτουν από την κίνηση των εμβόλων θα αντισταθμίζονται αμοιβαία και δεν θα μεταδοθούν στο σώμα του κινητήρα. Αυτό καθιστά δυνατή την εγκατάσταση αυτού του LG σε μια εξαιρετικά ελαφριά βάση και την εγκατάλειψη τυχόν συσκευών απόσβεσης κραδασμών. Κάτι που οδηγεί και πάλι σε μείωση του κόστους της γεννήτριας.

Τρίτος. Ας πούμε ότι πήραμε έναν παραδοσιακό κινητήρα και τον βάλαμε σε λειτουργία. Θα έχει μια ορισμένη ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα, η οποία θα καθορίζεται από τη συχνότητα της διαδρομής του εμβόλου στον κύλινδρο. Τώρα θα πάρουμε το LH μας και θα το ρυθμίσουμε στον ίδιο ρυθμό διαδρομής του εμβόλου στον κύλινδρο με αυτόν ενός παραδοσιακού κινητήρα. Ταυτόχρονα, ο ρυθμός διαστολής των αερίων στον κύλινδρο LG θα είναι διπλάσιος από τον ίδιο τον θάλαμο διαστολής, σε σύγκριση με έναν παραδοσιακό κινητήρα, και αυτό μας δίνει, με απλά λόγια, την ευκαιρία να πάρουμε περισσότερη ενέργεια από αέρια, που θα οδηγήσει σε αύξηση της συνολικής απόδοσης της LG …

Αφού πραγματοποιήσαμε θεωρητικούς υπολογισμούς, λάβαμε τους ακόλουθους δείκτες

• Ρυθμός διαδρομής εμβόλου = 500
• Διάμετρος κυλίνδρου = 372 mm
• Διαδρομή εμβόλου = 439mm
• Πλήρες μήκος ЛГ = 6000mm
• Πλήρες πλάτος και ύψος ЛГ = 1000mm
• Απόδοση δείκτη = 51,38%
• Αποτελεσματική απόδοση = 49,85%
• Κατανάλωση καυσίμου = 171,3 gr / (kWatt * ώρα)
• Ισχύς = 1000 kWatt

Όλοι οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν σε πίεση υπερπλήρωσης = 0,11 Mpa (για να το θέσω ήπια από ένα οικιακό πιστολάκι μαλλιών). Εάν εγκατασταθεί επιπλέον αεριοστρόβιλος στη γεννήτρια, τότε η ισχύς της γεννήτριας μπορεί να αυξηθεί χωρίς να αυξηθούν οι γεωμετρικές διαστάσεις

Αλλά ακόμα και με αυτό, η αποτελεσματικότητα της LG αποδείχθηκε πολύ εντυπωσιακή. Για σύγκριση, η μέση απόδοση των σύγχρονων κινητήρων αυτοκινήτων δεν υπερβαίνει το 40%, και μόνο οι θαλάσσιοι κινητήρες μακράς διαδρομής, στους οποίους η διαδρομή του εμβόλου στον κύλινδρο είναι περίπου 2,0 - 2,5 μέτρα !!!, πλησιάζουν τον δείκτη απόδοσης 45-50 %.

Όπως μπορείτε να δείτε από αυτούς τους υπολογισμούς, η προτεινόμενη LG έχει ένα επίμηκες κυλινδρικό σχήμα. Η αναλογία του μήκους του LG προς τη διάμετρό του είναι 6 προς 1tse. Κάποιοι μπορεί να πουν ότι αυτό είναι το τεράστιο μειονέκτημά του. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ναι. Ας σκεφτούμε όμως σαν μηχανικοί.

Σκεφτείτε ένα συνηθισμένο αυτοκίνητο, ή μάλλον τον κινητήρα του και τους τρόπους λειτουργίας του. Οδηγούμε μέσα στην πόλη με ταχύτητα 60 χλμ. την ώρα (στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτή είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα στην πόλη). Τι έχουμε σε έναν παραδοσιακό κινητήρα με αυτό; Και έχουμε το γεγονός ότι λειτουργεί τουλάχιστον το ήμισυ της προβλεπόμενης ισχύος. Ποιος ξέρει, καλά, και ποιος δεν ξέρει, θα τους πούμε τώρα ένα υπέροχο πράγμα. Δεδομένου ότι ο υπολογισμός των διεργασιών μέσα στον κύλινδρο είναι ένα αρκετά δύσκολο έργο και οι παράμετροι λειτουργίας σε διάφορους τρόπους λειτουργίας κινητήρα μπορεί να διαφέρουν αρκετά σημαντικά, στις περισσότερες περιπτώσεις ο σχεδιασμός του κινητήρα (που σημαίνει απολύτως όλους τους δείκτες, όπως οι διάμετροι της εισαγωγής και βαλβίδες εξαγωγής, ο όγκος του παρεχόμενου αέρα, η θερμοκρασία του κ.λπ.) και η απόδοσή του υπολογίζεται όταν λειτουργεί στην ονομαστική λειτουργία. Αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη απόδοση του κινητήρα θα επιτευχθεί μόνο όταν λειτουργεί στην ονομαστική λειτουργία. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, όπως μερικό φορτίο ή υπερφόρτωση, η απόδοση του κινητήρα είναι πάντα μικρότερη από τη μέγιστη δυνατή. Η LG μας δεν στερείται επίσης αυτό το μειονέκτημα. ΑΛΛΑ. Αλλά προτείνουμε να εγκαταστήσετε όχι ένα LG στο αυτοκίνητο, αλλά, για παράδειγμα, δύο. Ας υποθέσουμε ότι χρειαζόμαστε 70 kW ισχύος για να κινήσουμε το αυτοκίνητο στη μέγιστη ταχύτητα. Θα παρέχουμε δύο LG ισχύος 35 kW στο αυτοκίνητο. Τι θα μας δώσει; Και αυτό θα μας δώσει το γεγονός ότι όταν οδηγούμε στην πόλη, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μόνο ένα LH και το δεύτερο θα είναι απενεργοποιημένο. Αυτό θα οδηγήσει στο γεγονός ότι η LG θα λειτουργεί στην ονομαστική λειτουργία κατά την οδήγηση στην πόλη και θα έχει τη μέγιστη απόδοση. Και αυτό είναι μείωση της κατανάλωσης βενζίνης στον αστικό κύκλο. Επιπλέον, εάν ένα LH αποτύχει, έχουμε ένα δεύτερο LH. Ναι, δεν θα πάτε με τη μέγιστη ταχύτητα, αλλά τουλάχιστον θα μπορείτε να φτάσετε στο πλησιέστερο κέντρο σέρβις χωρίς τη βοήθεια ρυμουλκούμενων. Δεν θα περιγράψω όλα τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας διάταξης, οι περισσότεροι αυτοκινητιστές θα καταλάβουν αμέσως περί τίνος πρόκειται. Θα ήθελα όμως να επισημάνω ότι οι παραδοσιακοί κινητήρες δεν επιτρέπουν διπλή διάταξη λόγω του μεγέθους τους και των δεικτών της μάζας του κινητήρα στην παραγόμενη ισχύ (το λεγόμενο ειδικό βάρος). Και η LG μας το επιτρέπει.

Αυτή τη στιγμή έχουμε ήδη δύο μοντέλα LH. Συλλέξαμε το πρώτο μοντέλο, ας πούμε, και ό,τι βρήκαμε κάτω από τα πόδια μας - από κυλίνδρους και έμβολα μέχρι μοτοποδήλατα. Ως αποτέλεσμα, δεν το λειτουργούσαμε με καύσιμο, αλλά ήμασταν σίγουροι ότι δεν υπήρχε κραδασμός. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν με πεπιεσμένο αέρα και τα ελατήρια στους σωλήνες χρησιμοποιήθηκαν ως συγχρονιστές. Μπορείτε να παρακολουθήσετε ένα βίντεο σχετικά με αυτό σε αυτό το βίντεο:

Τώρα έχουμε σχεδόν τελειώσει το δεύτερο μοντέλο, οι λεπτομέρειες για το οποίο δημιουργήθηκαν εντελώς από το 0 σύμφωνα με τα σχέδιά μας. Ελπίζω μέχρι το φθινόπωρο του 2013 να ολοκληρώσουμε τη συναρμολόγηση και να μπορέσουμε να επιδείξουμε μια λειτουργική LG, καθώς και τα πραγματικά χαρακτηριστικά της.

Προσπαθήσαμε να ενδιαφέρουμε πολλές εταιρείες για την ανάπτυξή μας. Επικοινωνήσαμε με διάφορα εργοστάσια αυτοκινήτων στην Ουκρανία και τη Ρωσία. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις έχουμε ακούσει τέτοια λόγια ότι η ιδέα είναι κατηγορία, αλλά αυτός ο κινητήρας δεν θα χαλάσει, λένε, πού θα βγάλουμε κέρδος αν δεν χρειαστεί να παράγουμε ανταλλακτικά για αυτόν και η παραγωγή χρειάζεται να ξαναγίνει, και αυτό είναι χρήμα. Είναι ντροπή για την πατρίδα. Με την κυκλοφορία μιας τέτοιας LG, η Ρωσία θα μπορούσε να γίνει ηγέτης στην κατασκευή κινητήρων μέσα σε λίγα χρόνια. Και έτσι συνεχίζουμε να αγοράζουμε ξένα αυτοκίνητα και να ανεβάζουμε την οικονομία και να δίνουμε δουλειές σε ανθρώπους που δεν βρίσκονται στη χώρα μας. Μπορώ να πω με βεβαιότητα ότι το μέλλον της κατασκευής κινητήρων βρίσκεται στις γραμμικές μηχανές. Τώρα, σε ορισμένες χώρες, αναπτύσσονται ενεργά διάφοροι γραμμικοί κινητήρες: στην Αυστραλία - PemPec Motors, στην Αγγλία - Libertine FPE Limited (παρουσίαση βίντεο), στην Τσεχική Δημοκρατία - Τσεχικό τεχνικό πανεπιστήμιο (τόπος έργου), στις ΗΠΑ - The Automotive Εργαστήριο Ελέγχου Προώθησης (APCL) … Ήρθε η στιγμή που όποιος σηκώθηκε πρώτος πήρε τις παντόφλες του. Τώρα μπορούμε επιτέλους να γίνουμε οι πρώτοι σε αυτόν τον τομέα, γιατί ο σχεδιασμός της γραμμικής γεννήτριας μας είναι πολύ καλύτερος από όλα τα παραπάνω, τόσο σχεδιαστικά όσο και λειτουργικά.

Οι εργασίες για την LG ξεκίνησαν το 2008. Αλλά λόγω του τεράστιου κόστους παραγγελίας ανταλλακτικών σε ένα μόνο αντίγραφο, πραγματοποιούνται μέχρι σήμερα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο σχεδιασμός έχει αλλάξει αρκετές φορές. Για παράδειγμα, σήμερα έχουμε εγκαταλείψει τον μηχανικό συγχρονιστή μεταξύ των εξωτερικών και εσωτερικών εμβόλων και παρέχουμε συγχρονισμό μόνο λόγω της αντίστασης στην κίνηση των εμβόλων που δημιουργείται από τα πηνία όταν το ρεύμα εγχέεται σε αυτά. Επίσης, κατά τη δημιουργία εξαρτημάτων για την LG, μπορείτε αρχικά να βάλετε τη δυνατότητα αλλαγής του όγκου του θαλάμου συμπίεσης και αυτό θα οδηγήσει στο γεγονός ότι μέσα σε λίγες ώρες, χωρίς αλλαγή του σχεδιασμού, το LG μπορεί να μεταφερθεί από την εργασία βενζίνη, για παράδειγμα, για εργασία σε αλκοόλ ή λάδι (σε παραδοσιακούς κινητήρες, εάν ο κινητήρας αναπτύχθηκε για βενζίνη, τότε είναι αδύνατο να μεταφερθεί σε πιο παχύρρευστο καύσιμο, κυρίως λόγω του σταθερού όγκου του θαλάμου συμπίεσης). Μερικά άλλα μικρά πράγματα έχουν αναπτυχθεί που σας επιτρέπουν να απαλλαγείτε από μερικά από τα μειονεκτήματα που είναι εγγενή σε αυτό το LH. Δυστυχώς, στον κόσμο του εμπορίου μας, όπου οι ιδέες κλέβονται εν ριπή οφθαλμού, δεν μπορούμε να πούμε για όλες τις αποχρώσεις του σχεδιασμού.

Αν, παρόλα αυτά, κάποιος ενδιαφέρεται για την παραγωγή αυτής της LG, τότε εδώ είναι οι επαφές για επικοινωνία με έναν από τους δημιουργούς αυτής της δημιουργίας.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Με εκτίμηση, Oleg Gunyakov και Vladimir Kuznetsov.