اختراعات روسیه - ژنراتور خطی

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

این مقاله مورد علاقه "تکنولوژیست های خشن" خواهد بود - در مورد طرح جایگزین موتور احتراق داخلی صحبت می کند. این تأیید دیگری بر نبوغ روس ها است: موتورهایی از این نوع - خطی - تازه شروع به توسعه در خارج از کشور کرده اند.

از لحاظ تاریخی، دستگاه های تولید برق سنتی از حرکت چرخشی برای حرکت سیم پیچ ها در میدان مغناطیسی استفاده می کردند. چنین وسایلی توسط ملخ های مختلف به حرکت در می آیند: توربین های آبی، توربین های گاز، باد و غیره. موتور احتراق داخلی سنتی نیز یکی از محرک ها است. در چنین پروانه هایی، انرژی شیمیایی سوخت دستخوش دگرگونی های متعددی می شود: ابتدا به حرکت انتقالی پیستون ها، و سپس به حرکت چرخشی میل لنگ، و سپس تنها به جریان الکتریکی.

نیاز به چنین تبدیلی هم منجر به تلفات مکانیکی و هم به پیچیدگی طراحی موتور به عنوان یک کل می شود. همه ما یک تصویر واحد را در آزمایش های فیزیک دیدیم: معلم یک آهنربای دائمی را می گیرد و شروع به حرکت آن به جلو و عقب در سلف می کند. در این حالت، ولتاژ در پایانه های سیم پیچ ظاهر می شود. با طراحی ایجاد شده یک نوع اساساً جدید از ژنراتورهای الکتریکی، ما امکان استفاده از حرکت رفت و برگشتی را برای تولید جریان الکتریکی بدون تبدیل میانی به حرکت چرخشی فراهم می کنیم.

در ژنراتور خطی توسعه یافته توسط ما (از این پس LG نامیده می شود) به جای پوشش سیلندر، دو پیستون خارجی نصب شده است که به طور سفت و سخت به یکدیگر ثابت می شوند. این راه حل تکنولوژیک ناشی از عوامل متعددی است که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

در موتورهای سنتی در سیلندرها در هنگام احتراق سوخت، پیستون از فشار گاز حاصله در یک جهت شروع به حرکت می کند، اما طبق قوانین اینرسی، خود سیلندر نیز در جهت مخالف شروع به حرکت می کند. بنابراین عملکرد موتورهای احتراق داخلی همواره با لرزش همراه است. برای خاموش کردن آن از روش های پیچیده فناوری استفاده می شود که منجر به افزایش هزینه تولید موتور می شود. به عنوان مثال، برای خنثی کردن لرزش هنگام چرخش میل لنگ، وزنه های جبرانی اضافی روی آن نصب می شود که منجر به افزایش جرم میل لنگ می شود. امروزه تقریباً 40 درصد از جرم میل لنگ را وزنه های جبرانی تشکیل می دهند.

حالا بیایید به طراحی توسعه یافته ال جی برگردیم. ما مستقیماً از حرکت رو به جلو پیستون ها برای تولید جریان الکتریکی استفاده می کنیم. اگر نمودار شماتیک را در نظر بگیریم، می توانیم تعیین کنیم که دو پیستون داخلی با یک اتصال صلب و دو پیستون خارجی به همان ترتیب به یکدیگر متصل شده اند. چه چیزی به ما می دهد؟

اولین و از همه مهمتر، ساده سازی اساسی طراحی موتور. این موتور فاقد قطعاتی مانند میل لنگ، میل بادامک، گیربکس میل لنگ به میل بادامک، سوپاپ های ورودی و خروجی است. با ساده سازی طراحی، هزینه موتور به شدت کاهش می یابد.

دومین. ترکیب دو پیستون داخلی و دو پیستون خارجی که توسط ما پیشنهاد شده است، تقریباً به طور کامل عدم وجود لرزش در طول کار این ال جی را به ما می دهد. چگونه این اتفاق می افتد؟ فرض کنید احتراق سوخت در یکی از سیلندرها اتفاق می افتد، سپس در دیگری همزمان هوا یا مخلوط سوخت فشرده می شود. در این حالت، پیستون های داخلی مثلاً به سمت راست حرکت می کنند، سپس پیستون های بیرونی به سمت چپ حرکت می کنند. اگر جرم پیستون های خارجی برابر با جرم پیستون های داخلی باشد، نیروهای اینرسی ناشی از حرکت پیستون ها متقابلاً جبران می شود و به بدنه موتور منتقل نمی شود.این امکان نصب این ال جی را بر روی پایه ای فوق سبک و کنار گذاشتن هرگونه دستگاه لرزشگیر فراهم می کند. که دوباره منجر به کاهش هزینه ژنراتور می شود.

سوم. فرض کنید یک موتور سنتی گرفتیم و آن را راه اندازی کردیم. سرعت میل لنگ مشخصی خواهد داشت که با فرکانس ضربه پیستون در سیلندر تعیین می شود. اکنون LH خود را می گیریم و آن را روی همان سرعت حرکت پیستون در سیلندر مانند یک موتور سنتی تنظیم می کنیم. در عین حال، سرعت انبساط گازها در سیلندر ال‌جی در مقایسه با یک موتور سنتی دو برابر بیشتر از خود محفظه انبساط خواهد بود و به عبارت ساده، این فرصت را به ما می‌دهد که انرژی بیشتری از گازها مصرف کنیم. که منجر به افزایش کارایی کلی ال جی می شود …

پس از انجام محاسبات نظری به شاخص های زیر دست یافتیم

• میزان ضربه پیستون = 500
• قطر سیلندر = 372 میلی متر
• کورس پیستون = 439 میلی متر
• طول کامل ЛГ = 6000 میلی متر
• عرض و ارتفاع کامل ЛГ = 1000 میلی متر
• بازده شاخص = 51.38%
• راندمان موثر = 49.85%
• مصرف سوخت = 171.3 گرم / (کیلووات * ساعت)
• توان = 1000 کیلووات

تمام محاسبات با فشار افزایش = 0.11 مگاپاسکال (به بیان ملایم از یک سشوار خانگی) انجام شد. اگر یک توربین گاز اضافی بر روی ژنراتور نصب شود، می توان توان ژنراتور را بدون افزایش ابعاد هندسی افزایش داد

اما حتی با این وجود، کارایی ال جی بسیار چشمگیر بود. برای مقایسه، میانگین راندمان موتورهای خودروهای مدرن از 40٪ تجاوز نمی کند و فقط موتورهای سکته بلند دریایی، که در آنها ضربان پیستون در سیلندر حدود 2.0 - 2.5 متر است!!!، به شاخص راندمان 45-50 نزدیک می شوند. ٪.

همانطور که از این محاسبات می بینید، ال جی پیشنهادی شکل استوانه ای کشیده ای دارد. نسبت طول LG به قطر آن 6 به 1tse است. شاید برخی بگویند که این نقطه ضعف بزرگ اوست. در برخی موارد، بله. اما بیایید مثل مهندسان فکر کنیم.

یک ماشین معمولی، یا بهتر است بگوییم موتور آن و حالت های عملکرد آن را در نظر بگیرید. ما در شهر با سرعت 60 کیلومتر در ساعت رانندگی می کنیم (در اکثر موارد این حداکثر سرعت مجاز در شهر است). در یک موتور سنتی با این چه داریم؟ و ما این واقعیت را داریم که حداقل نیمی از توان پیش بینی شده را کار می کند. چه کسی خوب می داند و چه کسی نمی داند، اکنون یک چیز شگفت انگیز را به آنها خواهیم گفت. از آنجایی که محاسبه فرآیندهای داخل سیلندر کار نسبتاً دشواری است و پارامترهای عملکرد در حالت های مختلف موتور می توانند به طور قابل توجهی متفاوت باشند، در بیشتر موارد طراحی موتور (یعنی کاملاً همه شاخص ها مانند قطر ورودی و دریچه های خروجی، حجم هوای عرضه شده، دمای آن و غیره) و کارایی آن هنگام کار در حالت اسمی محاسبه می شود. این بدان معنی است که حداکثر بازده موتور تنها زمانی که در حالت اسمی کار می کند به دست می آید. در سایر موارد، مانند بار جزئی یا اضافه بار، راندمان موتور همیشه کمتر از حداکثر ممکن است. ال جی ما نیز از این عیب خالی نیست. ولی. اما ما پیشنهاد می کنیم که نه یک LG، بلکه به عنوان مثال، دو را در ماشین نصب کنیم. فرض کنید برای حرکت ماشین با حداکثر سرعت به 70 کیلووات نیرو نیاز داریم. ما دو ال جی با قدرت 35 کیلووات به خودرو عرضه خواهیم کرد. چه چیزی به ما خواهد داد؟ و این به ما این واقعیت را می دهد که هنگام رانندگی در شهر فقط می توانیم از یک LH استفاده کنیم و دومی خاموش خواهد شد. این به این واقعیت منجر می شود که ال جی هنگام رانندگی در شهر در حالت اسمی کار می کند و حداکثر کارایی را خواهد داشت. و این کاهش مصرف بنزین در چرخه شهری است. به علاوه، اگر یک LH از کار بیفتد، ما یک LH دوم داریم. بله، شما با حداکثر سرعت نخواهید رفت، اما حداقل می توانید بدون کمک یدک کش به نزدیک ترین مرکز خدمات برسید. من تمام مزایای چنین چیدمانی را شرح نمی دهم ، بیشتر رانندگان بلافاصله متوجه می شوند که در مورد چیست. اما می خواهم به این نکته اشاره کنم که موتورهای سنتی به دلیل اندازه و نشانگر جرم موتور نسبت به توان تولیدی (اصطلاحاً وزن مخصوص) اجازه طرح دوگانه را نمی دهند. و ال جی ما این اجازه را می دهد.

در حال حاضر ما دو مدل LH داریم.ما اولین مدل را جمع آوری کردیم، به اصطلاح، و آنچه را که زیر پای خود یافتیم - از سیلندر و پیستون گرفته تا موتور سیکلت. در نتیجه ما آن را با سوخت کار نکردیم، اما مطمئن بودیم که لرزش وجود ندارد. آزمایش ها با هوای فشرده انجام شد و از فنرهای موجود در لوله ها به عنوان همگام ساز استفاده شد. در این ویدیو می توانید ویدیویی در این باره تماشا کنید:

اکنون تقریباً مدل دوم را به پایان رسانده ایم که جزئیات آن طبق نقشه های ما کاملاً از 0 ایجاد شده است. امیدوارم تا پاییز 2013 مونتاژ را کامل کنیم و بتوانیم یک ال جی کارآمد و همچنین ویژگی های واقعی آن را به نمایش بگذاریم.

ما سعی کردیم شرکت های زیادی را به توسعه خود علاقه مند کنیم. ما با کارخانه های مختلف خودرو در اوکراین و روسیه تماس گرفتیم. اما در بیشتر موارد این جملات را شنیده ایم که ایده کلاس است، اما این موتور خراب نمی شود، می گویند اگر نیازی به تولید قطعات یدکی برای آن نداشته باشیم از کجا سود می کنیم و تولید باید دوباره انجام شود، و این پول است. مایه شرمساری وطن است. با عرضه چنین ال جی، روسیه می تواند ظرف چند سال به پیشرو در موتورسازی تبدیل شود. و بنابراین ما همچنان به خرید خودروهای خارجی و بالا بردن اقتصاد و دادن شغل به افرادی که در کشور ما نیستند، ادامه می دهیم. به یقین می توانم بگویم که آینده موتورسازی در اختیار ماشین های خطی است. اکنون، در برخی کشورها، موتورهای خطی مختلف به طور فعال در حال توسعه هستند: در استرالیا - PemPec Motors، در انگلستان - Libertine FPE Limited (ارائه ویدیویی)، در جمهوری چک - دانشگاه فنی چک (سایت پروژه)، در ایالات متحده آمریکا - The Automotive آزمایشگاه کنترل پیشرانه (APCL) … لحظه ای فرا رسیده است که هرکس اول بلند شد دمپایی اش را گرفت. حالا بالاخره می توانیم در این زمینه نفر اول شویم، زیرا طراحی ژنراتور خطی ما چه از نظر طراحی و چه از نظر عملکرد بسیار بهتر از همه موارد فوق است.

کار بر روی ال جی در سال 2008 آغاز شد. اما به دلیل هزینه هنگفت سفارش قطعات در یک نسخه، تا به امروز در حال انجام است. در این مدت طرح چندین بار تغییر کرده است. به عنوان مثال، امروزه ما سنکرونایزر مکانیکی بین پیستون های خارجی و داخلی را کنار گذاشته ایم و تنها به دلیل مقاومت در برابر حرکت پیستون ها که توسط سیم پیچ ها در هنگام تزریق جریان در آنها ایجاد می شود، همگام سازی را فراهم کرده ایم. همچنین هنگام ایجاد قطعات برای ال جی، در ابتدا می توانید قابلیت تغییر حجم محفظه فشرده سازی را در نظر بگیرید و این منجر به این واقعیت می شود که در عرض چند ساعت، بدون تغییر طراحی، ال جی می تواند از کار خارج شود. به عنوان مثال، بنزین برای کار بر روی الکل یا روغن (در موتورهای سنتی، اگر موتور برای بنزین ساخته شده باشد، انتقال آن به سوخت چسبناک تر، در درجه اول به دلیل حجم ثابت محفظه تراکم، غیرممکن است). برخی چیزهای کوچک دیگر ایجاد شده است که به شما امکان می دهد از برخی از معایب ذاتی این LH خلاص شوید. متأسفانه، در دنیای تجارت ما، جایی که هر ایده ای در یک چشم به هم زدن دزدیده می شود، ما نمی توانیم در مورد تمام تفاوت های ظریف طراحی بگوییم.

اگر، با این وجود، کسی به تولید این ال جی علاقه مند است، در اینجا تماس هایی برای ارتباط با یکی از نویسندگان این خلقت وجود دارد.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

با احترام، اولگ گونیاکوف و ولادیمیر کوزنتسوف.