Invenzioni Rus - generatore lineare

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Questo articolo sarà di interesse per i "tecnici severi" - parla di un layout alternativo del motore a combustione interna. Questa è un'altra conferma dell'ingegnosità dei russi: motori di questo tipo - lineari - stanno appena iniziando a essere sviluppati all'estero.

Storicamente, i dispositivi tradizionali di generazione di energia elettrica hanno utilizzato il movimento rotatorio per spostare gli avvolgimenti in un campo magnetico. Tali dispositivi sono messi in moto da varie eliche: turbine idrauliche, turbine a gas, vento, ecc. Anche il tradizionale motore a combustione interna è uno dei motori. In tali eliche, l'energia chimica del carburante subisce molteplici trasformazioni: prima nel movimento di traslazione dei pistoni, quindi nel movimento di rotazione dell'albero motore, e quindi solo nella corrente elettrica.

La necessità di una tale trasformazione porta sia a perdite meccaniche che a una complicazione del design del motore nel suo insieme. Abbiamo visto tutti la stessa immagine negli esperimenti di fisica: l'insegnante prende un magnete permanente e inizia a spostarlo avanti e indietro nell'induttore. In questo caso, la tensione appare ai terminali della bobina. Con la progettazione creata di un tipo fondamentalmente nuovo di generatori elettrici, forniamo la possibilità di utilizzare il movimento alternativo per generare corrente elettrica senza conversioni intermedie in movimento rotatorio.

Nel generatore lineare da noi sviluppato (di seguito denominato LG), al posto dei coperchi dei cilindri, sono installati due pistoni esterni, fissati rigidamente tra loro. Questa soluzione tecnologica è dovuta a diversi fattori, di cui parleremo di seguito.

Nei motori tradizionali nei cilindri durante la combustione del carburante, il pistone, dalla pressione del gas derivante, inizia a muoversi in una direzione, ma secondo le leggi dell'inerzia, anche il cilindro stesso inizia a muoversi nella direzione opposta. Pertanto, il funzionamento dei motori a combustione interna è sempre accompagnato da vibrazioni. Per estinguerlo vengono utilizzati metodi tecnologici complessi, che portano ad un aumento del costo di produzione del motore. Ad esempio, per smorzare le vibrazioni quando l'albero motore ruota, su di esso vengono installati pesi di compensazione aggiuntivi, il che porta ad un aumento della massa dell'albero motore. Oggi, circa il 40% della massa di un albero motore è costituita da pesi di compensazione.

Ora torniamo al design LG sviluppato. Usiamo direttamente il movimento in avanti dei pistoni per generare una corrente elettrica. Se consideriamo il diagramma schematico, possiamo determinare che due pistoni interni sono collegati tra loro da una connessione rigida e due esterni allo stesso modo. Cosa ci dà?

Primo e, soprattutto, una radicale semplificazione del design del motore. Questo motore non ha parti come albero motore, albero a camme, trasmissione albero motore-albero a camme, valvole di aspirazione e scarico. Semplificando il design, il costo del motore si riduce drasticamente.

Secondo. La combinazione di due pistoni interni e due pistoni esterni da noi proposta ci regala una quasi totale assenza di vibrazioni durante il funzionamento di questo LG. Come avviene? Supponiamo che la combustione del carburante avvenga in uno dei cilindri, quindi nell'altro contemporaneamente l'aria o la miscela di carburante verranno compresse. In questo caso, i pistoni interni si spostano, ad esempio, a destra, quindi i pistoni esterni si spostano a sinistra. Se la massa dei pistoni esterni è uguale alla massa dei pistoni interni, le forze d'inerzia derivanti dal movimento dei pistoni saranno reciprocamente compensate e non saranno trasmesse al corpo motore. Ciò rende possibile installare questo LG su una base ultraleggera e abbandonare qualsiasi dispositivo di smorzamento delle vibrazioni. Il che porta ancora una volta a una diminuzione del costo del generatore.

Terzo. Diciamo che abbiamo preso un motore tradizionale e lo abbiamo messo in funzione. Avrà una certa velocità dell'albero motore, che sarà determinata dalla frequenza della corsa del pistone nel cilindro. Ora prenderemo il nostro LH e lo imposteremo alla stessa frequenza di corsa del pistone nel cilindro di quella di un motore tradizionale. Allo stesso tempo, la velocità di espansione dei gas nel cilindro LG sarà il doppio della camera di espansione stessa, rispetto a un motore tradizionale, e questo ci dà, in termini semplici, l'opportunità di prendere più energia dai gas, che porterà ad un aumento dell'efficienza complessiva dell'LG …

Dopo aver eseguito calcoli teorici, abbiamo ottenuto i seguenti indicatori

• Numero di corse del pistone = 500
• Diametro cilindro = 372 mm
• Corsa pistone = 439mm
• Lunghezza totale = 6000 mm
• Larghezza e altezza complete ЛГ = 1000 mm

• Efficienza dell'indicatore = 51,38%

• Efficienza effettiva = 49,85%
• Consumo di carburante = 171,3 gr / (kWatt * ora)
• Potenza = 1000 kWatt

Tutti i calcoli sono stati eseguiti a una pressione di sovralimentazione = 0,11 Mpa (per usare un eufemismo da un asciugacapelli domestico). Se sul generatore è installata una turbina a gas aggiuntiva, è possibile aumentare la potenza del generatore senza aumentare le dimensioni geometriche

Ma anche con questo, l'efficienza dell'LG si è rivelata molto impressionante. Per fare un confronto, l'efficienza media dei moderni motori automobilistici non supera il 40% e solo i motori marini a corsa lunga, in cui la corsa del pistone nel cilindro è di circa 2,0 - 2,5 metri !!!, si avvicinano all'indicatore di efficienza di 45-50 %.

Come si può vedere da questi calcoli, l'LG proposto ha una forma cilindrica allungata. Il rapporto tra la lunghezza dell'LG e il suo diametro è di 6 a 1tse. Qualcuno potrebbe dire che questo è il suo enorme svantaggio. In alcuni casi sì. Ma pensiamo come ingegneri.

Considera un'auto normale, o meglio il suo motore e le sue modalità operative. Attraversiamo la città a una velocità di 60 km all'ora (nella maggior parte dei casi, questa è la velocità massima consentita in città). Cosa abbiamo in un motore tradizionale con questo? E abbiamo il fatto che funziona almeno la metà della potenza prevista. Chi lo sa, beh, e chi non lo sa, ora diremo loro una cosa meravigliosa. Poiché il calcolo dei processi all'interno del cilindro è un compito piuttosto difficile e i parametri di funzionamento in varie modalità del motore possono differire in modo abbastanza significativo, nella maggior parte dei casi il design del motore (che significa assolutamente tutti gli indicatori, come i diametri dell'aspirazione e valvole di scarico, il volume dell'aria fornita, la sua temperatura, ecc.) e la sua efficienza viene calcolata durante il funzionamento in modalità nominale. Ciò significa che la massima efficienza del motore sarà raggiunta solo durante il funzionamento in modalità nominale. In tutti gli altri casi, come carico parziale o sovraccarico, l'efficienza del motore è sempre inferiore al massimo possibile. Anche il nostro LG non è privo di questo inconveniente. MA. Ma proponiamo di installare non un LG nell'auto, ma, ad esempio, due. Diciamo che abbiamo bisogno di 70 kW di potenza per muovere l'auto alla massima velocità. Forniremo all'auto due LG da 35 kW di potenza. Cosa ci darà? E questo ci darà il fatto che quando guidiamo in città, possiamo usare solo un LH e il secondo sarà spento. Ciò porterà al fatto che l'LG funzionerà in modalità nominale durante la guida in città e avrà la massima efficienza. E questa è una diminuzione del consumo di benzina nel ciclo urbano. Inoltre, se un LH fallisce, abbiamo un secondo LH. Sì, non andrai alla massima velocità, ma almeno potrai raggiungere il centro di assistenza più vicino senza l'ausilio di carro attrezzi. Non descriverò tutti i vantaggi di un tale layout, la maggior parte degli automobilisti capirà immediatamente di cosa si tratta. Ma ci tengo a precisare che i motori tradizionali non consentono un doppio layout a causa delle loro dimensioni e degli indicatori della massa del motore alla potenza generata (il cosiddetto peso specifico). E il nostro LG lo consente.

Al momento abbiamo già due modelli LH. Abbiamo raccolto il primo modello, per così dire, e quello che abbiamo trovato sotto i nostri piedi: dai cilindri e pistoni ai ciclomotori. Di conseguenza, non l'abbiamo fatto funzionare a carburante, ma eravamo sicuri che non ci fossero vibrazioni. I test sono stati eseguiti con aria compressa e le molle nei tubi sono state utilizzate come sincronizzatori. Puoi guardare un video a riguardo in questo video:

Ora abbiamo quasi finito il secondo modello, i cui dettagli sono stati creati completamente da 0 secondo i nostri disegni. Spero entro l'autunno del 2013 di completare l'assemblaggio e di poter dimostrare un LG funzionante, oltre alle sue reali caratteristiche.

Abbiamo cercato di interessare molte aziende al nostro sviluppo. Abbiamo contattato varie fabbriche automobilistiche in Ucraina e Russia. Ma nella maggior parte dei casi abbiamo sentito parole tali che l'idea è classe, ma questo motore non si romperà, dicono, dove guadagneremo se non abbiamo bisogno di produrre pezzi di ricambio per esso, e la produzione deve essere rifatto, e questo è denaro. È un peccato per la patria. Rilasciando un tale LG, la Russia potrebbe diventare un leader nella costruzione di motori entro pochi anni. E così continuiamo a comprare auto straniere ea far crescere l'economia ea dare lavoro a persone che non sono nel nostro Paese. Posso dire con certezza che il futuro della costruzione di motori è nelle macchine lineari. Ora, in alcuni paesi, vengono sviluppati attivamente vari motori lineari: in Australia - PemPec Motors, in Inghilterra - Libertine FPE Limited (presentazione video), nella Repubblica Ceca - Università tecnica ceca (sito del progetto), negli Stati Uniti - The Automotive Laboratorio di controllo della propulsione (APCL) … È arrivato il momento che chi si è alzato per primo ha preso le pantofole. Ora possiamo finalmente diventare i primi in questo campo, perché il nostro design del generatore lineare è molto migliore di tutti i precedenti, sia in termini di design che di funzionamento.

I lavori su LG sono iniziati nel 2008. Ma a causa dell'enorme costo dell'ordinazione delle parti in una singola copia, vengono eseguite fino ad oggi. Durante questo periodo, il design è stato modificato più volte. Ad esempio, oggi abbiamo abbandonato il sincronizzatore meccanico tra i pistoni esterno ed interno, e abbiamo previsto la sincronizzazione solo per la resistenza al movimento dei pistoni creata dalle bobine quando viene iniettata in esse la corrente. Inoltre, quando si creano parti per l'LG, è possibile inizialmente stabilire la possibilità di modificare il volume della camera di compressione, e questo porterà al fatto che entro poche ore, senza modificare il design, l'LG può essere trasferito dal lavoro su benzina, ad esempio, per lavorare su alcol o olio (nei motori tradizionali, se il motore è stato sviluppato per benzina, è impossibile trasferirlo su un carburante più viscoso, principalmente a causa del volume fisso della camera di compressione). Sono state sviluppate alcune altre piccole cose che ti consentono di sbarazzarti di alcuni degli svantaggi inerenti a questo LH. Sfortunatamente, nel nostro mondo del commercio, dove le idee vengono rubate in un batter d'occhio, non possiamo raccontare tutte le sfumature del design.

Se, tuttavia, qualcuno è interessato alla produzione di questo LG, ecco i contatti per la comunicazione con uno degli autori di questa creazione.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Cordiali saluti, Oleg Gunyakov e Vladimir Kuznetsov.