המצאות רוס - מחולל ליניארי

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מאמר זה יעניין "טכנאים קשוחים" - הוא מספר על פריסה חלופית של מנוע הבעירה הפנימית. זהו אישור נוסף לכושר ההמצאה של הרוסים: מנועים מסוג זה - ליניארי - רק מתחילים להתפתח בחו"ל.

מבחינה היסטורית, מכשירים מסורתיים לייצור חשמל השתמשו בתנועה סיבובית כדי להזיז פיתולים בשדה מגנטי. מכשירים כאלה מופעלים על ידי מדחפים שונים: טורבינות הידרו, טורבינות גז, רוח וכו'. מנוע הבעירה הפנימית המסורתי הוא גם אחד המניעים. במדחפים כאלה, האנרגיה הכימית של הדלק עוברת טרנספורמציות מרובות: תחילה לתנועת התרגום של הבוכנות, ולאחר מכן לתנועה הסיבובית של גל הארכובה, ולאחר מכן רק לזרם החשמלי.

הצורך בטרנספורמציה כזו מוביל הן להפסדים מכניים והן לסיבוך של התכנון של המנוע בכללותו. כולנו ראינו תמונה אחת ויחידה בניסויי הפיזיקה: המורה לוקח מגנט קבוע, ומתחיל להזיז אותו קדימה ואחורה במשרן. במקרה זה, מתח מופיע במסופים של הסליל. עם העיצוב שנוצר של סוג חדש ביסודו של גנרטורים חשמליים, אנו מספקים את האפשרות להשתמש בתנועה הדדית ליצירת זרם חשמלי ללא המרות ביניים לתנועה סיבובית.

בגנרטור הליניארי שפותח על ידינו (להלן LG), במקום כיסויי הצילינדרים מותקנות שתי בוכנות חיצוניות המקובעות זו בזו בצורה קשיחה. פתרון טכנולוגי זה נובע ממספר גורמים, עליהם נעמוד בהמשך.

במנועים מסורתיים בצילינדרים בזמן שריפת הדלק, הבוכנה, מלחץ הגז הנוצר, מתחילה לנוע בכיוון אחד, אך לפי חוקי האינרציה, גם הצילינדר עצמו מתחיל לנוע בכיוון ההפוך. לכן, פעולתם של מנועי בעירה פנימית תמיד מלווה ברטט. כדי לכבות אותו, נעשה שימוש בשיטות טכנולוגיות מורכבות, מה שמוביל לעלייה בעלות ייצור המנוע. לדוגמה, כדי להרגיע את הרטט כאשר גל הארכובה מסתובב, מותקנים עליו משקולות פיצויים נוספות, מה שמוביל לעלייה במסה של גל הארכובה. כיום, כ-40% מהמסה של גל ארכובה הם משקולות פיצוי.

כעת נחזור לעיצוב LG המפותח. אנו משתמשים ישירות בתנועה קדימה של הבוכנות כדי ליצור זרם חשמלי. אם ניקח בחשבון את הדיאגרמה הסכמטית, אז נוכל לקבוע ששתי בוכנות פנימיות מחוברות זו לזו בחיבור נוקשה, ושתי חיצוניות באותו אופן. מה זה נותן לנו?

ראשון והכי חשוב, פישוט רדיקלי של עיצוב המנוע. למנוע זה אין חלקים כגון גל ארכובה, גל זיזים, הילוכים מגל ארכובה לגל זיזים, שסתומי יניקה ופליטות. על ידי פישוט העיצוב, עלות המנוע מופחתת באופן דרסטי.

שְׁנִיָה. השילוב של שתי בוכנות פנימיות ושתי בוכנות חיצוניות המוצע על ידינו נותן לנו היעדר כמעט מוחלט של רטט במהלך פעולת ה-LG הזו. איך זה קורה? נניח ששריפת דלק מתרחשת באחד הצילינדרים, ואז בשני בו זמנית יידחס האוויר או תערובת הדלק. במקרה זה, הבוכנות הפנימיות נעות, למשל, ימינה, ואז הבוכנות החיצוניות ינועו שמאלה. אם מסת הבוכנות החיצוניות שווה למסה של הבוכנות הפנימיות, אזי הכוחות האינרציאליים הנובעים מתנועת הבוכנות יפוצו הדדי, ולא יועברו לגוף המנוע.זה מאפשר להתקין את ה-LG הזה על בסיס קל במיוחד ולנטוש כל מכשיר שיכוך רעידות. מה ששוב מוביל לירידה בעלות הגנרטור.

שְׁלִישִׁי. נניח שלקחנו מנוע מסורתי והפעלנו אותו. תהיה לו מהירות גל ארכובה מסוימת, שתיקבע לפי תדירות מהלך הבוכנה בצילינדר. כעת ניקח את ה-LH שלנו ונכוון אותו לאותו קצב פעולת הבוכנה בצילינדר כמו של מנוע מסורתי. יחד עם זאת, קצב התפשטות הגזים בצילינדר LG יהיה גדול פי שניים מתא ההרחבה עצמו, בהשוואה למנוע מסורתי, וזה נותן לנו, במילים פשוטות, אפשרות לקחת יותר אנרגיה מגזים, מה שיוביל לעלייה ביעילות הכוללת של LG …

לאחר ביצוע חישובים תיאורטיים, השגנו את האינדיקטורים הבאים

• קצב פעולת הבוכנה = 500
• קוטר צילינדר = 372 מ"מ
• מהלך הבוכנה = 439 מ"מ
• אורך מלא ЛГ = 6000 מ"מ
• רוחב וגובה מלאים ЛГ = 1000 מ"מ
• יעילות מחוון = 51.38%
• יעילות אפקטיבית = 49.85%
• צריכת דלק = 171.3 גרם / (קוואט * שעה)
• הספק = 1000 קילוואט

כל החישובים בוצעו בלחץ דחיפה = 0.11 Mpa (בלשון המעטה ממייבש שיער ביתי). אם מותקנת על הגנרטור טורבינת גז נוספת, ניתן להגדיל את כוח הגנרטור מבלי להגדיל את הממדים הגיאומטריים

אבל גם עם זה, היעילות של LG התבררה כמרשימה מאוד. לשם השוואה, היעילות הממוצעת של מנועי רכב מודרניים אינה עולה על 40%, ורק מנועים ימיים בעלי מהלך ארוך, שבהם מהלך הבוכנה בצילינדר הוא כ-2.0 - 2.5 מטר !!!, מתקרבים למחוון היעילות של 45-50 %.

כפי שניתן לראות מחישובים אלה, ל-LG המוצע יש צורה גלילית מוארכת. היחס בין אורך ה-LG לקוטר שלו הוא 6 ל-1tse. יש שיגידו שזה החיסרון העצום שלו. במקרים מסוימים, כן. אבל בואו נחשוב כמו מהנדסים.

קחו בחשבון מכונית רגילה, או יותר נכון את המנוע שלה ואת מצבי הפעולה שלה. אנחנו נוסעים בעיר במהירות של 60 קמ ש (ברוב המקרים זו המהירות המרבית המותרת בעיר). מה יש לנו במנוע מסורתי עם זה? ויש לנו את העובדה שהוא עובד לפחות חצי מהכוח המשוער. מי יודע, ובכן, ומי שלא יודע, נספר להם כעת דבר אחד נפלא. מכיוון שחישוב התהליכים בתוך הצילינדר הוא משימה קשה למדי, ופרמטרי הפעולה במצבי מנוע שונים יכולים להיות שונים באופן משמעותי, ברוב המקרים עיצוב המנוע (שפירושו לחלוטין כל האינדיקטורים, כגון קוטרי היניקה ו שסתומי פליטה, נפח האוויר המסופק, הטמפרטורה שלו וכו') ויעילותו מחושבת כאשר פועלים במצב נומינלי. המשמעות היא שהיעילות המקסימלית של המנוע תושג רק כאשר הוא פועל במצב הנומינלי. בכל שאר המקרים, כמו עומס חלקי או עומס יתר, יעילות המנוע תמיד נמוכה מהמקסימום האפשרי. גם ה-LG שלנו לא חפה מהחיסרון הזה. אבל. אבל אנחנו מציעים להתקין לא LG אחת במכונית, אלא, למשל, שתיים. נניח שאנחנו צריכים כוח של 70 קילוואט כדי להניע את המכונית במהירות המרבית. אנו נספק למכונית שני LG בהספק של 35 קילוואט. מה זה ייתן לנו? וזה ייתן לנו את העובדה שבנסיעה בעיר נוכל להשתמש רק ב-LH אחד, והשני יהיה כבוי. זה יוביל לכך שה-LG תעבוד במצב הנומינלי בנסיעה בעיר ותהיה בעלת יעילות מקסימלית. וזוהי ירידה בצריכת הבנזין במחזור העירוני. בנוסף, אם LH אחד נכשל, יש לנו LH שני. כן, לא תיסעו במהירות מרבית, אבל לפחות תצליחו להגיע למרכז השירות הקרוב ללא עזרת גרר. לא אתאר את כל היתרונות של פריסה כזו, רוב הנהגים יבינו מיד על מה מדובר. אבל אני רוצה לציין שמנועים מסורתיים אינם מאפשרים פריסה כפולה בשל גודלם ואינדיקטורים של מסת המנוע להספק המופק (מה שנקרא משקל סגולי). וה-LG שלנו מאפשרת את זה.

כרגע יש לנו כבר שני דגמי LH.אספנו את הדגם הראשון, כביכול, ואת מה שמצאנו מתחת לרגלינו - מצילינדרים ובוכנות ועד לטוסטוסים. כתוצאה מכך, לא הפעלנו אותו על דלק, אבל היינו בטוחים שאין רטט. הבדיקות בוצעו באוויר דחוס, וקפיצים בצינורות שימשו כסינכרונים. אתה יכול לצפות בסרטון על כך בסרטון זה:

כעת כמעט סיימנו את הדגם השני, שהפרטים עבורו נוצרו לחלוטין מ-0 לפי הציורים שלנו. אני מקווה שעד סתיו 2013 נשלים את ההרכבה ונוכל להדגים LG עובדת, כמו גם את המאפיינים האמיתיים שלה.

ניסינו לעניין חברות רבות בפיתוח שלנו. יצרנו קשר עם מפעלי רכב שונים באוקראינה וברוסיה. אבל ברוב המקרים שמענו מילים כאלה שהרעיון הוא קלאס, אבל המנוע הזה לא יתקלקל, הם אומרים, איפה נרוויח אם לא נצטרך לייצר עבורו חלקי חילוף, והייצור צריך לחדש, וזה כסף. חבל על המולדת. על ידי שחרור LG שכזה, רוסיה תוכל להפוך למובילה בבניית מנועים תוך מספר שנים. וכך אנחנו ממשיכים לקנות מכוניות זרות ולהעלות את הכלכלה ולתת מקומות עבודה לאנשים שלא בארצנו. אני יכול לומר בוודאות שהעתיד של בניית המנועים טמון במכונות ליניאריות. כעת, במדינות מסוימות, מפותחים באופן פעיל מנועים ליניאריים שונים: באוסטרליה - PemPec Motors, באנגליה - Libertine FPE Limited (מצגת וידאו), בצ'כיה - האוניברסיטה הטכנית בצ'כיה (אתר הפרויקט), בארה ב - The Automotive מעבדת בקרת הנעה (APCL) … הגיע הרגע שמי שקם ראשון קיבל את נעלי הבית שלו. עכשיו סוף סוף נוכל להיות הראשונים בתחום הזה, כי התכנון של הגנרטור הליניארי שלנו הרבה יותר טוב מכל האמור לעיל, הן מבחינת העיצוב והן מבחינת תפעול.

העבודה על LG החלה עוד ב-2008. אך בשל העלות העצומה של הזמנת חלקים בעותק בודד, הם מבוצעים עד היום. במהלך תקופה זו, העיצוב שונה מספר פעמים. למשל, היום נטשנו את הסנכרון המכני בין הבוכנות החיצוניות והפנימיות, וסיפקנו סנכרון רק בשל ההתנגדות לתנועת הבוכנות שנוצרות מהסלילים כאשר הזרם מוזרק בהן. כמו כן, בעת יצירת חלקים עבור LG, אתה יכול בשלב ראשון להניח את היכולת לשנות את נפח תא הדחיסה, וזה יוביל לעובדה שבתוך מספר שעות, מבלי לשנות את העיצוב, ניתן להעביר את ה-LG מהעבודה על בנזין, למשל, לעבודה על אלכוהול או שמן (במנועים מסורתיים, אם המנוע פותח לבנזין, אז אי אפשר להעביר אותו לדלק צמיג יותר, בעיקר בגלל הנפח הקבוע של תא הדחיסה). פותחו עוד כמה דברים קטנים שמאפשרים לך להיפטר מכמה מהחסרונות הגלומים ב-LH הזה. למרבה הצער, בעולם המסחר שלנו, שבו כל רעיון נגנב כהרף עין, אנחנו לא יכולים לספר על כל הניואנסים של העיצוב.

אם, בכל זאת, מישהו מעוניין בייצור של LG זה, אז הנה אנשי הקשר לתקשורת עם אחד מחברי היצירה הזו.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

בברכה, אולג גוניאקוב ולדימיר קוזנצוב.