Rus Erfindungen - Lineargenerator

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-07 16:25

Dieser Artikel ist für "harte Technikfreaks" interessant - er erzählt von einer alternativen Auslegung des Verbrennungsmotors. Dies ist eine weitere Bestätigung des Einfallsreichtums der Russen: Motoren dieser Art - Linear - werden gerade erst im Ausland entwickelt.

In der Vergangenheit haben herkömmliche Vorrichtungen zur Stromerzeugung Drehbewegungen verwendet, um Wicklungen in einem Magnetfeld zu bewegen. Solche Geräte werden von verschiedenen Propellern in Bewegung gesetzt: Wasserturbinen, Gasturbinen, Wind usw. Auch der traditionelle Verbrennungsmotor ist einer der Beweger. In solchen Propellern wird die chemische Energie des Treibstoffs mehrfach umgewandelt: zuerst in die Translationsbewegung der Kolben, dann in die Drehbewegung der Kurbelwelle und dann erst in den elektrischen Strom.

Die Notwendigkeit einer solchen Transformation führt sowohl zu mechanischen Verlusten als auch zu einer Komplikation der Konstruktion des gesamten Motors. Wir alle sahen bei den Experimenten der Physik ein und dasselbe Bild: Der Lehrer nimmt einen Permanentmagneten und beginnt, ihn im Induktor hin und her zu bewegen. In diesem Fall tritt an den Klemmen der Spule Spannung auf. Mit der geschaffenen Konstruktion eines grundlegend neuen Typs von Elektrogeneratoren bieten wir die Möglichkeit, durch Hubbewegungen elektrischen Strom zu erzeugen, ohne zwischenzeitliche Umwandlungen in Drehbewegungen.

Bei dem von uns entwickelten Lineargenerator (im Folgenden LG genannt) sind anstelle der Zylinderdeckel zwei außenliegende Kolben verbaut, die starr miteinander verbunden sind. Diese technologische Lösung ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, auf die wir im Folgenden eingehen werden.

Bei herkömmlichen Motoren in Zylindern beginnt sich bei der Kraftstoffverbrennung der Kolben durch den entstehenden Gasdruck in eine Richtung zu bewegen, aber nach den Trägheitsgesetzen beginnt sich auch der Zylinder selbst in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Daher ist der Betrieb von Verbrennungsmotoren immer von Vibrationen begleitet. Um es zu löschen, werden komplexe technologische Methoden verwendet, was zu einer Erhöhung der Kosten der Motorenherstellung führt. Um beispielsweise Schwingungen beim Drehen der Kurbelwelle zu dämpfen, sind an dieser zusätzliche Ausgleichsgewichte angebracht, die zu einer Erhöhung der Masse der Kurbelwelle führen. Heute sind etwa 40 % der Masse einer Kurbelwelle Ausgleichsgewichte.

Kommen wir nun zum entwickelten LG-Design zurück. Wir nutzen die Vorwärtsbewegung der Kolben direkt, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Betrachten wir die schematische Darstellung, so können wir feststellen, dass zwei innere Kolben durch eine starre Verbindung miteinander verbunden sind und zwei äußere in gleicher Weise. Was gibt es uns?

Zuerst und vor allem eine radikale Vereinfachung des Motordesigns. Dieser Motor hat keine Teile wie Kurbelwelle, Nockenwelle, Kurbelwelle-zu-Nockenwelle-Getriebe, Einlass- und Auslassventile. Durch die Vereinfachung der Konstruktion werden die Kosten des Motors drastisch reduziert.

Zweite. Die von uns vorgeschlagene Kombination aus zwei internen Kolben und zwei externen Kolben ermöglicht uns eine fast vollständige Vibrationsfreiheit während des Betriebs dieses LG. Wie kommt es dazu? Angenommen, in einem der Zylinder findet eine Kraftstoffverbrennung statt, dann wird im anderen gleichzeitig die Luft oder das Kraftstoffgemisch komprimiert. In diesem Fall bewegen sich die inneren Kolben zum Beispiel nach rechts, dann bewegen sich die äußeren Kolben nach links. Wenn die Masse der Außenkolben gleich der Masse der Innenkolben ist, werden die durch die Bewegung der Kolben entstehenden Trägheitskräfte gegenseitig kompensiert und nicht auf den Motorkörper übertragen. Dadurch ist es möglich, dieses LG auf einem ultraleichten Fundament zu installieren und auf schwingungsdämpfende Geräte zu verzichten. Was wiederum zu einer Verringerung der Kosten des Generators führt.

Dritte. Nehmen wir an, wir haben einen traditionellen Motor genommen und ihn in Betrieb genommen. Es hat eine bestimmte Kurbelwellendrehzahl, die durch die Frequenz des Kolbenhubs im Zylinder bestimmt wird. Jetzt nehmen wir unsere LH und stellen sie auf die gleiche Hubzahl des Kolbens im Zylinder ein wie bei einem herkömmlichen Motor. Gleichzeitig wird die Expansionsrate der Gase im LG-Zylinder im Vergleich zu einem herkömmlichen Motor doppelt so groß wie die Expansionskammer selbst, was uns vereinfacht gesagt die Möglichkeit gibt, mehr Energie aus Gasen zu gewinnen, was zu einer Steigerung der Gesamteffizienz des LG führen wird …

Nachdem wir theoretische Berechnungen durchgeführt hatten, erhielten wir die folgenden Indikatoren

• Kolbenhubzahl = 500
• Zylinderdurchmesser = 372 mm
• Kolbenhub = 439 mm
• Gesamtlänge ЛГ = 6000mm
• Volle Breite und Höhe ЛГ = 1000mm
• Indikatoreffizienz = 51,38 %
• Effektiver Wirkungsgrad = 49,85%
• Kraftstoffverbrauch = 171,3 gr / (kWatt * Stunde)
• Leistung = 1000 kWatt

Alle Berechnungen wurden bei einem Ladedruck = 0,11 MPa (gelinde gesagt von einem Haushaltsfön) durchgeführt. Wird am Generator eine zusätzliche Gasturbine installiert, kann die Generatorleistung erhöht werden, ohne die geometrischen Abmessungen zu vergrößern

Aber auch damit ist die Effizienz des LG sehr beeindruckend. Zum Vergleich: Der durchschnittliche Wirkungsgrad moderner Automotoren überschreitet nicht 40%, und nur Marine-Langhubmotoren, bei denen der Kolbenhub im Zylinder etwa 2,0 - 2,5 Meter beträgt !!!, nähern sich dem Wirkungsgradindikator von 45-50 %.

Wie Sie aus diesen Berechnungen ersehen können, hat das vorgeschlagene LG eine längliche zylindrische Form. Das Verhältnis der Länge des LG zu seinem Durchmesser beträgt 6 zu 1 tse. Manche mögen sagen, dass dies sein großer Nachteil ist. In manchen Fällen ja. Aber denken wir wie Ingenieure.

Betrachten Sie ein gewöhnliches Auto oder besser gesagt seinen Motor und seine Betriebsmodi. Wir fahren mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h durch die Stadt (in den meisten Fällen ist dies die maximal zulässige Geschwindigkeit in der Stadt). Was haben wir damit in einem traditionellen Motor? Und wir haben die Tatsache, dass es mindestens die Hälfte der projizierten Leistung funktioniert. Wer weiß, gut, und wer weiß es nicht, wir werden ihnen jetzt eine wunderbare Sache erzählen. Da die Berechnung der Vorgänge innerhalb des Zylinders eine ziemlich schwierige Aufgabe ist und die Betriebsparameter bei verschiedenen Motormodi sehr unterschiedlich sein können, ist in den meisten Fällen die Motorkonstruktion (dh absolut alle Indikatoren, wie z Auslassventile, die zugeführte Luftmenge, ihre Temperatur usw.) und ihr Wirkungsgrad wird im Nennbetrieb berechnet. Dies bedeutet, dass der maximale Wirkungsgrad des Motors nur im Nennbetrieb erreicht wird. In allen anderen Fällen, wie Teillast oder Überlast, ist der Wirkungsgrad des Motors immer geringer als der maximal mögliche. Dieses Manko ist auch unser LG nicht frei. ABER. Wir schlagen jedoch vor, nicht einen LG im Auto zu installieren, sondern beispielsweise zwei. Sagen wir, wir brauchen 70 kW Leistung, um das Auto mit Höchstgeschwindigkeit zu bewegen. Wir werden das Auto mit zwei LGs mit 35 kW Leistung versorgen. Was wird es uns geben? Und dies wird uns die Tatsache geben, dass wir beim Fahren in der Stadt nur eine LH verwenden können und die zweite ausgeschaltet wird. Dies führt dazu, dass der LG beim Fahren in der Stadt im Nennmodus arbeitet und die maximale Effizienz hat. Und das ist eine Verringerung des Benzinverbrauchs im städtischen Zyklus. Und wenn eine LH ausfällt, haben wir eine zweite LH. Ja, Sie werden nicht mit Höchstgeschwindigkeit fahren, aber immerhin kommen Sie ohne Abschleppwagen zum nächsten Service-Center. Ich werde nicht alle Vorteile eines solchen Layouts beschreiben, die meisten Autofahrer werden sofort verstehen, worum es geht. Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass herkömmliche Motoren aufgrund ihrer Größe und Indikatoren der Motormasse auf die erzeugte Leistung (das sogenannte spezifische Gewicht) keine doppelte Auslegung zulassen. Und unser LG lässt es zu.

Im Moment haben wir bereits zwei LH-Modelle. Wir haben sozusagen das erste Modell gesammelt und was wir unter unseren Füßen gefunden haben – von Zylindern über Kolben bis hin zu Mopeds. Daher haben wir es nicht mit Kraftstoff betrieben, waren uns aber sicher, dass es keine Vibrationen gab. Die Tests wurden mit Druckluft durchgeführt, als Synchronisatoren dienten Federn in den Rohren. In diesem Video können Sie sich ein Video dazu ansehen:

Jetzt haben wir das zweite Modell fast fertig, dessen Details komplett aus 0 nach unseren Zeichnungen erstellt wurden. Ich hoffe, dass wir bis Herbst 2013 die Montage abschließen und ein funktionierendes LG sowie seine wahren Eigenschaften demonstrieren können.

Wir haben versucht, viele Unternehmen für unsere Entwicklung zu interessieren. Wir kontaktierten verschiedene Automobilfabriken in der Ukraine und in Russland. Aber in den meisten Fällen haben wir solche Worte gehört, dass die Idee Klasse ist, aber dieser Motor wird nicht kaputt gehen, sagen sie, wo machen wir Gewinn, wenn wir keine Ersatzteile dafür produzieren müssen und die Produktion muss erneuert werden, und das ist Geld. Schade um die Heimat. Durch die Veröffentlichung eines solchen LG könnte Russland innerhalb weniger Jahre führend im Motorenbau werden. Und so kaufen wir weiterhin ausländische Autos, kurbeln die Wirtschaft an und geben Menschen, die nicht in unserem Land sind, Arbeitsplätze. Ich kann mit Sicherheit sagen, dass die Zukunft des Motorenbaus bei Linearmaschinen liegt. Jetzt werden in einigen Ländern verschiedene Linearmotoren aktiv entwickelt: in Australien - PemPec Motors, in England - Libertine FPE Limited (Videopräsentation), in der Tschechischen Republik - Tschechische Technische Universität (Projektstandort), in den USA - The Automotive Antriebskontrolllabor (APCL) … Der Moment ist gekommen, dass derjenige, der zuerst aufsteht, seine Pantoffeln bekommt. Jetzt können wir endlich die Ersten auf diesem Gebiet sein, denn unser Lineargenerator-Design ist sowohl in Bezug auf Design als auch in Bezug auf den Betrieb viel besser als alle oben genannten.

Die Arbeit an LG begann bereits 2008. Aufgrund der enormen Kosten für die Bestellung von Teilen in einer einzigen Kopie werden diese jedoch bis heute durchgeführt. In dieser Zeit wurde das Design mehrmals geändert. Zum Beispiel haben wir heute die mechanische Synchronisierung zwischen dem äußeren und dem inneren Kolben aufgegeben und eine Synchronisation nur aufgrund des Widerstands gegen die Bewegung der Kolben bereitgestellt, der von den Spulen erzeugt wird, wenn der Strom in sie eingespeist wird. Auch beim Erstellen von Teilen für das LG können Sie zunächst das Volumen der Kompressionskammer ändern, was dazu führt, dass das LG innerhalb weniger Stunden ohne Änderung des Designs von der Arbeit übernommen werden kann benzin, um beispielsweise mit alkohol oder öl zu arbeiten (bei herkömmlichen motoren, wenn der motor für benzin entwickelt wurde, ist es unmöglich, ihn auf einen viskoseren kraftstoff umzufüllen, hauptsächlich aufgrund des festen volumens der kompressionskammer). Es wurden noch einige andere Kleinigkeiten entwickelt, mit denen Sie einige der Nachteile dieses LH beseitigen können. Leider können wir in unserer Handelswelt, in der Ideen im Handumdrehen gestohlen werden, nicht alle Nuancen des Designs erkennen.

Wenn sich dennoch jemand für die Produktion dieses LG interessiert, dann sind hier die Kontakte für die Kommunikation mit einem der Autoren dieser Kreation.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Mit freundlichen Grüßen Oleg Gunyakov und Vladimir Kuznetsov.