Mga imbensyon ng Rus - linear generator

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang artikulong ito ay magiging interesado sa mga "malupit na techies" - ito ay nagsasabi tungkol sa isang alternatibong layout ng panloob na combustion engine. Ito ay isa pang kumpirmasyon ng katalinuhan ng mga Ruso: ang mga makina ng ganitong uri - linear - ay nagsisimula pa lamang na mabuo sa ibang bansa.

Sa kasaysayan, ang mga tradisyonal na electrical power generation device ay gumamit ng rotary motion upang ilipat ang mga windings sa isang magnetic field. Ang ganitong mga aparato ay itinatakda sa paggalaw ng iba't ibang mga propeller: hydro turbines, gas turbines, hangin, atbp. Ang tradisyonal na internal combustion engine ay isa rin sa mga gumagalaw. Sa ganitong mga propeller, ang kemikal na enerhiya ng gasolina ay sumasailalim sa maraming pagbabago: una sa paggalaw ng pagsasalin ng mga piston, at pagkatapos ay sa paikot na paggalaw ng crankshaft, at pagkatapos ay sa electric current lamang.

Ang pangangailangan para sa naturang pagbabago ay humahantong sa parehong mga pagkalugi sa makina at isang komplikasyon ng disenyo ng makina sa kabuuan. Nakita nating lahat ang isa at ang parehong larawan sa mga eksperimento ng pisika: ang guro ay kumukuha ng isang permanenteng magnet, at nagsimulang ilipat ito pabalik-balik sa inductor. Sa kasong ito, lumilitaw ang boltahe sa mga terminal ng coil. Gamit ang nilikhang disenyo ng isang panimula na bagong uri ng mga electric generator, nagbibigay kami ng posibilidad ng paggamit ng reciprocating motion upang makabuo ng electric current nang walang intermediate na mga conversion sa rotary motion.

Sa linear generator na binuo namin (mula dito ay tinutukoy bilang LG), sa halip na mga takip ng silindro, dalawang panlabas na piston ang naka-install, na mahigpit na naayos sa isa't isa. Ang teknolohikal na solusyon na ito ay dahil sa ilang mga kadahilanan, na tatalakayin natin sa ibaba.

Sa mga tradisyunal na makina sa mga cylinder sa panahon ng pagkasunog ng gasolina, ang piston, mula sa umuusbong na presyon ng gas, ay nagsisimulang lumipat sa isang direksyon, ngunit ayon sa mga batas ng pagkawalang-galaw, ang silindro mismo ay nagsisimula ring lumipat sa kabaligtaran ng direksyon. Samakatuwid, ang pagpapatakbo ng mga panloob na makina ng pagkasunog ay palaging sinamahan ng panginginig ng boses. Upang mapatay ito, ginagamit ang mga kumplikadong teknolohikal na pamamaraan, na humahantong sa pagtaas ng gastos ng paggawa ng makina. Halimbawa, upang mamasa ang panginginig ng boses kapag umiikot ang crankshaft, ang mga karagdagang timbang ng kompensasyon ay naka-install dito, na humahantong sa isang pagtaas sa masa ng crankshaft. Ngayon, humigit-kumulang 40% ng masa ng isang crankshaft ay mga timbang ng kompensasyon.

Ngayon bumalik tayo sa binuong disenyo ng LG. Direkta naming ginagamit ang pasulong na paggalaw ng mga piston upang makabuo ng electric current. Kung isasaalang-alang natin ang diagram ng eskematiko, maaari nating matukoy na ang dalawang panloob na piston ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang matibay na koneksyon, at dalawang panlabas sa parehong paraan. Ano ang ibinibigay nito sa atin?

Una at higit sa lahat, isang radikal na pagpapasimple ng disenyo ng makina. Ang makinang ito ay walang bahagi gaya ng crankshaft, camshaft, crankshaft-to-camshaft transmission, intake at exhaust valve. Sa pamamagitan ng pagpapasimple ng disenyo, ang gastos ng makina ay lubhang nabawasan.

Pangalawa. Ang kumbinasyon ng dalawang panloob na piston at dalawang panlabas na piston na iminungkahi namin ay nagbibigay sa amin ng halos kumpletong kawalan ng vibration sa panahon ng pagpapatakbo ng LG na ito. Paano ito nangyayari? Ipagpalagay na ang pagkasunog ng gasolina ay nangyayari sa isa sa mga cylinder, pagkatapos ay sa isa pa sa parehong oras ang hangin o ang pinaghalong gasolina ay mai-compress. Sa kasong ito, ang mga panloob na piston ay gumagalaw, halimbawa, sa kanan, pagkatapos ay ang mga panlabas na piston ay lilipat sa kaliwa. Kung ang masa ng mga panlabas na piston ay katumbas ng masa ng mga panloob na piston, kung gayon ang mga inertial na puwersa na nagmumula sa paggalaw ng mga piston ay magkakaparehong mabayaran, at hindi maipapadala sa katawan ng makina. Ginagawa nitong posible na i-install ang LG na ito sa isang ultra-light na pundasyon at iwanan ang anumang mga vibration damping device. Na muling humahantong sa isang pagbawas sa gastos ng generator.

Pangatlo. Sabihin nating kumuha kami ng tradisyunal na makina at pinaandar ito. Ito ay magkakaroon ng isang tiyak na bilis ng crankshaft, na matutukoy sa dalas ng piston stroke sa silindro. Ngayon ay kukunin natin ang ating LH at itatakda ito sa parehong stroke rate ng piston sa silindro gaya ng sa tradisyunal na makina. Kasabay nito, ang rate ng pagpapalawak ng mga gas sa LG cylinder ay magiging dalawang beses na mas malaki kaysa sa expansion chamber mismo, kung ihahambing sa isang tradisyunal na makina, at ito ay nagbibigay sa amin, sa simpleng mga termino, ng pagkakataon na kumuha ng mas maraming enerhiya mula sa mga gas., na hahantong sa pagtaas sa pangkalahatang kahusayan ng LG …

Pagkatapos magsagawa ng mga teoretikal na kalkulasyon, nakuha namin ang mga sumusunod na tagapagpahiwatig

• Piston stroke rate = 500
• Silindro diameter = 372 mm
• Piston stroke = 439mm
• Buong haba ЛГ = 6000mm

• Buong lapad at taas ЛГ = 1000mm

• Kahusayan ng tagapagpahiwatig = 51.38%
• Epektibong kahusayan = 49.85%
• Pagkonsumo ng gasolina = 171.3 gr / (kWatt * oras)
• Power = 1000 kWatt

Ang lahat ng mga kalkulasyon ay isinagawa sa isang boost pressure = 0.11 Mpa (upang ilagay ito nang mahinahon mula sa isang hair dryer ng sambahayan). Kung ang isang karagdagang gas turbine ay naka-install sa generator, kung gayon ang lakas ng generator ay maaaring tumaas nang hindi nadaragdagan ang mga geometric na sukat

Ngunit kahit na ito, ang kahusayan ng LG ay naging napaka-kahanga-hanga. Para sa paghahambing, ang average na kahusayan ng mga modernong makina ng sasakyan ay hindi lalampas sa 40%, at tanging ang mga marine long-stroke engine lamang, kung saan ang piston stroke sa silindro ay humigit-kumulang 2.0 - 2.5 metro !!!, lapitan ang tagapagpahiwatig ng kahusayan ng 45-50 %.

Tulad ng makikita mo mula sa mga kalkulasyong ito, ang iminungkahing LG ay may pinahabang cylindrical na hugis. Ang ratio ng haba ng LG sa diameter nito ay 6 hanggang 1tse. Maaaring sabihin ng ilan na ito ang kanyang malaking kawalan. Sa ilang mga kaso, oo. Ngunit mag-isip tayo tulad ng mga inhinyero.

Isaalang-alang ang isang ordinaryong kotse, o sa halip ang makina at mga mode ng pagpapatakbo nito. Nagmamaneho kami sa lungsod sa bilis na 60 km bawat oras (sa karamihan ng mga kaso, ito ang maximum na pinapayagang bilis sa lungsod). Ano ang mayroon tayo sa isang tradisyunal na makina na may ganito? At mayroon kaming katotohanan na gumagana ito ng hindi bababa sa kalahati ng inaasahang kapangyarihan. Sino ang nakakaalam, mabuti, at sino ang hindi nakakaalam, sasabihin natin ngayon sa kanila ang isang kamangha-manghang bagay. Dahil ang pagkalkula ng mga proseso sa loob ng silindro ay medyo mahirap na gawain, at ang mga parameter ng operasyon sa iba't ibang mga mode ng engine ay maaaring magkakaiba nang malaki, sa karamihan ng mga kaso ang disenyo ng engine (na nangangahulugang ganap na lahat ng mga tagapagpahiwatig, tulad ng mga diameter ng paggamit at mga balbula ng tambutso, ang dami ng ibinibigay na hangin, temperatura nito, atbp.) at ang kahusayan nito ay kinakalkula kapag tumatakbo sa nominal na mode. Nangangahulugan ito na ang pinakamataas na kahusayan ng makina ay makakamit lamang kapag nagpapatakbo sa nominal mode. Sa lahat ng iba pang mga kaso, tulad ng bahagyang pag-load o labis na karga, ang kahusayan ng motor ay palaging mas mababa kaysa sa maximum na posible. Ang aming LG ay hindi rin walang kakulangan na ito. PERO. Ngunit ipinapanukala naming mag-install ng hindi isang LG sa kotse, ngunit, halimbawa, dalawa. Sabihin nating kailangan natin ng 70 kW ng kapangyarihan upang ilipat ang kotse sa pinakamataas na bilis. Magbibigay kami ng dalawang LG na 35 kW na kapangyarihan sa kotse. Ano ang ibibigay nito sa atin? At ito ay magbibigay sa amin ng katotohanan na kapag nagmamaneho sa lungsod, maaari naming gamitin lamang ang isang LH, at ang pangalawa ay i-off. Ito ay hahantong sa katotohanan na ang LG ay gagana sa nominal mode kapag nagmamaneho sa lungsod at magkakaroon ng pinakamataas na kahusayan. At ito ay isang pagbawas sa pagkonsumo ng gasolina sa urban cycle. Dagdag pa, kung nabigo ang isang LH, mayroon tayong pangalawang LH. Oo, hindi ka pupunta sa maximum na bilis, ngunit hindi bababa sa makakarating ka sa pinakamalapit na service center nang walang tulong ng mga tow truck. Hindi ko ilalarawan ang lahat ng mga pakinabang ng naturang layout, ang karamihan sa mga motorista ay agad na mauunawaan kung ano ito. Ngunit nais kong ituro na ang mga tradisyonal na makina ay hindi pinapayagan ang isang dobleng layout dahil sa kanilang laki at mga tagapagpahiwatig ng masa ng makina sa nabuong kapangyarihan (ang tinatawag na tiyak na gravity). At pinapayagan ito ng aming LG.

Sa ngayon mayroon na kaming dalawang modelo ng LH. Nakolekta namin ang unang modelo, wika nga, at kung ano ang nakita namin sa ilalim ng aming mga paa - mula sa mga cylinder at piston hanggang sa mga moped. Bilang resulta, hindi namin ito pinaandar sa gasolina, ngunit sigurado kami na walang panginginig ng boses. Ang mga pagsusuri ay isinagawa gamit ang naka-compress na hangin, at ang mga bukal sa mga tubo ay ginamit bilang mga synchronizer. Maaari kang manood ng isang video tungkol dito sa video na ito:

Ngayon halos natapos na namin ang pangalawang modelo, ang mga detalye kung saan ganap na nilikha mula sa 0 ayon sa aming mga guhit. Umaasa ako na sa taglagas ng 2013 makumpleto namin ang pagpupulong at maipakita ang isang gumaganang LG, pati na rin ang mga tunay na katangian nito.

Sinubukan naming maakit ang maraming kumpanya sa aming pag-unlad. Nakipag-ugnayan kami sa iba't ibang pabrika ng sasakyan sa Ukraine at Russia. Ngunit sa karamihan ng mga kaso ay narinig namin ang mga ganoong salita na ang ideya ay klase, ngunit ang makinang ito ay hindi masisira, sabi nila, saan tayo kikita kung hindi natin kailangang gumawa ng mga ekstrang bahagi para dito, at ang produksyon ay kailangang gawin muli, at ito ay pera. Ito ay isang kahihiyan para sa sariling bayan. Sa pamamagitan ng pagpapalabas ng naturang LG, maaaring maging pinuno ang Russia sa paggawa ng makina sa loob ng ilang taon. At kaya patuloy tayong bumili ng mga dayuhang sasakyan at iangat ang ekonomiya at bigyan ng trabaho ang mga tao na wala sa ating bansa. Masasabi kong sigurado na ang hinaharap ng pagbuo ng makina ay nakasalalay sa mga linear na makina. Ngayon, sa ilang mga bansa, ang iba't ibang mga linear na motor ay aktibong binuo: sa Australia - PemPec Motors, sa England - Libertine FPE Limited (video presentation), sa Czech Republic - Czech technical university (site ng proyekto), sa USA - The Automotive Propulsion Control Laboratory (APCL) … Dumating na ang sandali na kung sino ang unang bumangon ay nakuha ang kanyang tsinelas. Ngayon ay maaari na tayong maging una sa larangang ito, dahil ang ating linear na disenyo ng generator ay mas mahusay kaysa sa lahat ng nasa itaas, kapwa sa mga tuntunin ng disenyo at pagpapatakbo.

Nagsimula ang trabaho sa LG noong 2008. Ngunit dahil sa malaking halaga ng pag-order ng mga bahagi sa isang kopya, ang mga ito ay isinasagawa hanggang ngayon. Sa panahong ito, ilang beses na binago ang disenyo. Halimbawa, ngayon ay inabandona namin ang mechanical synchronizer sa pagitan ng panlabas at panloob na mga piston, at nagbigay ng pag-synchronize lamang dahil sa paglaban sa paggalaw ng mga piston na nilikha ng mga coils kapag ang kasalukuyang ay na-injected sa kanila. Gayundin, kapag lumilikha ng mga bahagi para sa LG, maaari mong unahin ang kakayahang baguhin ang dami ng silid ng compression, at hahantong ito sa katotohanan na sa loob ng ilang oras, nang hindi binabago ang disenyo, ang LG ay maaaring ilipat mula sa trabaho sa gasolina, halimbawa, upang gumana sa alkohol o langis (sa tradisyonal na mga makina, kung ang makina ay binuo para sa gasolina, kung gayon imposibleng ilipat ito sa isang mas malapot na gasolina, pangunahin dahil sa nakapirming dami ng silid ng compression). Ang ilang iba pang maliliit na bagay ay binuo na nagbibigay-daan sa iyo upang mapupuksa ang ilan sa mga disadvantages na likas sa LH na ito. Sa kasamaang palad, sa ating mundo ng commerce, kung saan ang anumang mga ideya ay ninakaw sa isang kisap-mata, hindi natin masasabi ang tungkol sa lahat ng mga nuances ng disenyo.

Kung, gayunpaman, ang isang tao ay interesado sa paggawa ng LG na ito, narito ang mga contact para sa komunikasyon sa isa sa mga may-akda ng paglikha na ito.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Pinakamahusay na pagbati, Oleg Gunyakov at Vladimir Kuznetsov.