Ресей өнертабыстары - сызықтық генератор

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-07 16:27

Бұл мақала «қатал техникаларды» қызықтырады - бұл ішкі жану қозғалтқышының балама схемасы туралы айтады. Бұл ресейліктердің тапқырлығының тағы бір дәлелі: осы типтегі қозғалтқыштар - сызықты - шетелде енді ғана дами бастады.

Тарихи түрде дәстүрлі электр энергиясын өндіру құрылғылары магнит өрісінде орамдарды жылжыту үшін айналмалы қозғалысты пайдаланды. Мұндай құрылғылар әртүрлі винттердің көмегімен қозғалысқа келтіріледі: гидротурбиналар, газ турбиналары, жел және т.б. Дәстүрлі ішкі жану қозғалтқышы да қозғалғыштардың бірі болып табылады. Мұндай бұрандаларда отынның химиялық энергиясы бірнеше түрлендірулерден өтеді: алдымен поршеньдердің ілгерілемелі қозғалысына, содан кейін иінді біліктің айналмалы қозғалысына, содан кейін тек электр тогына айналады.

Мұндай түрлендіру қажеттілігі механикалық шығындарға да, тұтастай алғанда қозғалтқыштың дизайнын қиындатады. Біз бәріміз физика экспериментінде бір суретті көрдік: мұғалім тұрақты магнитті алып, оны индукторда алға-артқа жылжыта бастайды. Бұл жағдайда катушканың терминалдарында кернеу пайда болады. Электр генераторларының түбегейлі жаңа түрін құрастыру арқылы біз айналмалы қозғалысқа аралық түрлендірусіз электр тогын өндіру үшін кері қозғалысты пайдалану мүмкіндігін береміз.

Біз әзірлеген желілік генераторда (бұдан әрі - LG) цилиндр қақпақтарының орнына бір-біріне қатты бекітілген екі сыртқы поршеньдер орнатылған. Бұл технологиялық шешім бірнеше факторларға байланысты, біз оларды төменде талқылаймыз.

Цилиндрлердегі дәстүрлі қозғалтқыштарда жанармай жану кезінде пайда болатын газ қысымынан поршень бір бағытта қозғала бастайды, бірақ инерция заңдарына сәйкес цилиндрдің өзі де қарама-қарсы бағытта қозғала бастайды. Сондықтан іштен жанатын қозғалтқыштардың жұмысы әрқашан дірілмен бірге жүреді. Оны сөндіру үшін күрделі технологиялық әдістер қолданылады, бұл қозғалтқыш өндірісінің құнының өсуіне әкеледі. Мысалы, иінді білік айналған кезде дымқыл діріл үшін оған қосымша компенсациялық салмақтар орнатылады, бұл иінді біліктің массасының ұлғаюына әкеледі. Бүгінгі күні иінді біліктің массасының шамамен 40% өтемақы салмақтары болып табылады.

Енді әзірленген LG дизайнына оралайық. Біз электр тогын жасау үшін поршеньдердің алға қозғалысын тікелей пайдаланамыз. Егер схемалық диаграмманы қарастыратын болсақ, онда екі ішкі поршеньдердің бір-бірімен қатаң байланыспен, ал екі сыртқы поршеньдердің бірдей жолмен қосылғанын анықтауға болады. Ол бізге не береді?

Бірінші және ең бастысы, қозғалтқыш дизайнын түбегейлі жеңілдету. Бұл қозғалтқыштың иінді білігі, таратқыш білігі, иінді біліктен таратқыш білікке беріліс қорабы, қабылдау және шығару клапандары сияқты бөліктері жоқ. Дизайнды жеңілдету арқылы қозғалтқыштың құны күрт төмендейді.

Екінші. Біз ұсынған екі ішкі поршеньдер мен екі сыртқы поршеньдердің тіркесімі осы LG жұмысы кезінде дірілдің толық дерлік жоқтығын береді. Бұл қалай болады? Цилиндрлердің бірінде отынның жануы орын алса, екіншісінде бір уақытта ауа немесе отын қоспасы қысылады делік. Бұл жағдайда ішкі поршеньдер, мысалы, оңға, содан кейін сыртқы поршеньдер солға жылжиды. Егер сыртқы поршеньдердің массасы ішкі поршеньдердің массасына тең болса, онда поршеньдердің қозғалысынан туындайтын инерциялық күштер өзара өтеледі де, қозғалтқыш корпусына берілмейді. Бұл LG-ны ультра жеңіл негізге орнатуға және кез келген дірілді басатын құрылғылардан бас тартуға мүмкіндік береді. Бұл тағы да генератор құнының төмендеуіне әкеледі.

Үшінші. Дәстүрлі қозғалтқышты алып, іске қостық делік. Оның иінді біліктің белгілі бір жылдамдығы болады, ол цилиндрдегі поршеньдік жүріс жиілігімен анықталады. Енді біз LH мәнін алып, оны цилиндрдегі поршеньдің әдеттегі қозғалтқыштың жылдамдығымен бірдей етіп орнатамыз. Сонымен қатар, LG цилиндріндегі газдардың кеңею жылдамдығы дәстүрлі қозғалтқышпен салыстырғанда кеңейту камерасының өзінен екі есе үлкен болады және бұл бізге қарапайым тілмен айтқанда, газдардан көбірек энергия алуға мүмкіндік береді., бұл LG жалпы тиімділігін арттыруға әкеледі …

Теориялық есептеулерді орындағаннан кейін келесі көрсеткіштерді алдық

• Поршеньдік жүріс жылдамдығы = 500
• Цилиндр диаметрі = 372 мм
• Поршеньдік жүріс = 439 мм
• Толық ұзындығы ЛГ = 6000мм
• Толық ені мен биіктігі ЛГ = 1000мм
• Көрсеткіш тиімділігі = 51,38%
• Тиімділік = 49,85%
• Жанармай шығыны = 171,3 г / (кВт * сағ)
• Қуаты = 1000 кВт

Барлық есептеулер күшейту қысымы = 0,11 МПа (тұрмыстық шаш кептіргіштен жұмсақ түрде айтқанда) орындалды. Егер генераторға қосымша газ турбинасы орнатылса, онда генератордың қуатын геометриялық өлшемдерді арттырмай-ақ арттыруға болады

Бірақ мұның өзінде LG тиімділігі өте әсерлі болып шықты. Салыстыру үшін қазіргі заманғы автомобиль қозғалтқыштарының орташа ПӘК 40% аспайды, ал цилиндрдегі поршеньдік жүрісі шамамен 2,0 - 2,5 метр болатын теңіз ұзақ жүріс қозғалтқыштары ғана !!!, тиімділік көрсеткішіне 45-50 жақындайды. %.

Осы есептеулерден көріп отырғанымыздай, ұсынылған LG ұзартылған цилиндрлік пішінге ие. LG ұзындығының оның диаметріне қатынасы 6-дан 1tse-ге дейін. Кейбіреулер мұны оның үлкен кемшілігі деп айтуы мүмкін. Кейбір жағдайларда иә. Бірақ инженерлер сияқты ойланайық.

Қарапайым көлікті, дәлірек айтсақ, оның қозғалтқышын және оның жұмыс режимдерін қарастырайық. Біз қала арқылы сағатына 60 км жылдамдықпен жүреміз (көп жағдайда бұл қалада рұқсат етілген ең жоғары жылдамдық). Бізде дәстүрлі қозғалтқышта не бар? Ал бізде оның жобаланған қуаттың кем дегенде жартысын жұмыс істейтіні бар. Кім біледі, жақсы, кім білмейді, біз оларға енді бір тамаша нәрсені айтамыз. Цилиндр ішіндегі процестерді есептеу өте қиын міндет болғандықтан және қозғалтқыштың әртүрлі режимдеріндегі жұмыс параметрлері айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін, көп жағдайда қозғалтқыштың дизайны (бұл барлық көрсеткіштерді білдіреді, мысалы, қабылдау диаметрі және шығару клапандары, берілетін ауаның көлемі, оның температурасы және т.б.) және оның тиімділігі номиналды режимде жұмыс істегенде есептеледі. Бұл қозғалтқыштың максималды тиімділігі номиналды режимде жұмыс істегенде ғана қол жеткізілетінін білдіреді. Барлық басқа жағдайларда, мысалы, ішінара жүктеме немесе шамадан тыс жүктеме, қозғалтқыштың тиімділігі әрқашан мүмкін болатын ең жоғарыдан төмен. Біздің LG де бұл кемшіліктен ада емес. БІРАҚ. Бірақ біз көлікке бір LG емес, мысалы, екі орнатуды ұсынамыз. Автокөлікті максималды жылдамдықпен жылжыту үшін бізге 70 кВт қуат қажет делік. Біз көлікке 35 кВт қуатты екі LG жеткіземіз. Ол бізге не береді? Бұл бізге қалада көлік жүргізгенде бір ғана LH пайдалана алатынымызды, ал екіншісі өшірілетінін көрсетеді. Бұл LG қалада жүру кезінде номиналды режимде жұмыс істейтініне және максималды тиімділікке ие болуына әкеледі. Ал бұл қалалық циклдегі бензинді тұтынудың төмендеуі. Сонымен қатар, егер бір LH сәтсіз болса, бізде екінші LH болады. Иә, сіз максималды жылдамдықпен жүрмейсіз, бірақ кем дегенде эвакуаторлардың көмегінсіз жақын жердегі қызмет көрсету орталығына жете аласыз. Мен мұндай макеттің барлық артықшылықтарын сипаттамаймын, көптеген автокөлік жүргізушілері бұл не туралы екенін бірден түсінеді. Бірақ атап өткім келеді, дәстүрлі қозғалтқыштар олардың мөлшері мен қозғалтқыш массасының өндірілетін қуатқа (меншікті ауырлық деп аталатын) көрсеткіштеріне байланысты қосарлы орналасуға мүмкіндік бермейді. Ал біздің LG бұған мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта бізде екі LH моделі бар. Біз бірінші үлгіні, былайша айтқанда, аяғымыздың астынан тапқанымызды - цилиндрлер мен поршеньдерден бастап мопедтерге дейін жинадық. Нәтижесінде біз оны отынмен жұмыс істемедік, бірақ діріл жоқ екеніне сенімді болдық. Сынақтар сығылған ауамен жүргізілді, ал түтіктердегі серіппелер синхронизатор ретінде пайдаланылды. Бұл туралы бейнені мына бейнеден көре аласыз:

Енді біз екінші модельді аяқтадық, оның бөлшектері біздің сызбаларымызға сәйкес толығымен 0-ден жасалған. 2013 жылдың күзіне қарай біз құрастыруды аяқтаймыз және жұмыс істейтін LG-ны, сондай-ақ оның нақты сипаттамаларын көрсете аламыз деп үміттенемін.

Біз көптеген компанияларды біздің дамуымызға қызықтыруға тырыстық. Біз Украина мен Ресейдің әртүрлі автомобиль зауыттарымен байланысқа шықтық. Бірақ көп жағдайда ой таптық, бірақ бұл мотор істен шықпайды, оған қосалқы бөлшектерді шығарудың қажеті болмаса, қайдан пайда табамыз, өндіріске керек деген сөздерді естідік. қайта жасалуы керек, бұл ақша. Отан үшін ұят. Мұндай LG шығара отырып, Ресей бірнеше жыл ішінде қозғалтқыш жасауда көшбасшы бола алады. Осылайша біз шетелдік көліктерді сатып алып, экономиканы көтеріп, елімізде емес адамдарға жұмыс беруді жалғастырамыз. Мен қозғалтқыш құрылысының болашағы сызықты машиналарда деп нақты айта аламын. Қазір кейбір елдерде әртүрлі желілік қозғалтқыштар белсенді түрде әзірленуде: Австралияда - PemPec Motors, Англияда - Libertine FPE Limited (бейне презентация), Чехияда - Чехия техникалық университеті (жоба сайты), АҚШ-та - The Automotive Қозғалысты басқару зертханасы (APCL) … Кім бірінші тұрып, тәпішкесін алатын сәт келді. Енді біз бұл салада бірінші бола аламыз, өйткені біздің сызықтық генератордың дизайны жоғарыда айтылғандардың барлығынан дизайн және пайдалану жағынан әлдеқайда жақсы.

LG-дегі жұмыс 2008 жылы басталды. Бірақ бөлшектерге бір данада тапсырыс берудің үлкен құнына байланысты олар бүгінгі күнге дейін жүзеге асырылуда. Осы уақыт ішінде дизайн бірнеше рет өзгертілді. Мысалы, бүгінде біз сыртқы және ішкі поршеньдер арасындағы механикалық синхронизатордан бас тартып, синхрондауды тек катушкалар оларға ток енгізген кезде пайда болатын поршеньдердің қозғалысына қарсылық есебінен қамтамасыз еттік. Сондай-ақ, LG үшін бөлшектерді жасау кезінде сіз сығымдау камерасының көлемін өзгерту мүмкіндігін бастапқыда қоюға болады және бұл бірнеше сағат ішінде дизайнды өзгертпестен LG-ны жұмыстан ауыстыруға болады. бензин, мысалы, спиртпен немесе маймен жұмыс істеу үшін (дәстүрлі қозғалтқыштарда қозғалтқыш бензинге арналған болса, оны ең алдымен қысу камерасының бекітілген көлеміне байланысты тұтқыр отынға ауыстыру мүмкін емес). Осы LH-ге тән кейбір кемшіліктерден арылуға мүмкіндік беретін басқа да кішкене нәрселер әзірленді. Өкінішке орай, кез келген идеялар көзді ашып-жұмғанша ұрланатын біздің сауда әлемінде дизайнның барлық нюанстары туралы айта алмаймыз.

Егер, соған қарамастан, біреу осы LG өндірісіне қызығушылық танытса, онда осы туындының авторларының бірімен байланысу үшін контактілер.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Құрметпен, Олег Гуняков пен Владимир Кузнецов.