Rus invenções - gerador linear

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2024-01-07 16:28

Este artigo será do interesse de "técnicos severos" - ele fala sobre um layout alternativo do motor de combustão interna. Esta é mais uma confirmação da engenhosidade dos russos: motores desse tipo - lineares - estão apenas começando a ser desenvolvidos no exterior.

Historicamente, os dispositivos tradicionais de geração de energia elétrica têm usado movimento rotativo para mover enrolamentos em um campo magnético. Esses dispositivos são acionados por várias hélices: hidro turbinas, turbinas a gás, vento, etc. O motor de combustão interna tradicional também é um dos motores. Em tais hélices, a energia química do combustível sofre múltiplas transformações: primeiro no movimento de translação dos pistões, depois no movimento de rotação do virabrequim e, então, apenas na corrente elétrica.

A necessidade de tal transformação leva a perdas mecânicas e a uma complicação do projeto do motor como um todo. Todos nós vimos a mesma imagem nos experimentos de física: o professor pega um ímã permanente e começa a movê-lo para frente e para trás no indutor. Neste caso, a tensão aparece nos terminais da bobina. Com o projeto criado de um tipo fundamentalmente novo de geradores elétricos, oferecemos a possibilidade de usar movimento alternativo para gerar corrente elétrica sem conversões intermediárias em movimento rotativo.

No gerador linear desenvolvido por nós (doravante denominado LG), em vez das tampas dos cilindros, são instalados dois pistões externos, os quais são rigidamente fixados um ao outro. Essa solução tecnológica se deve a vários fatores, que discutiremos a seguir.

Em motores tradicionais em cilindros durante a combustão do combustível, o pistão, a partir da pressão do gás resultante, começa a se mover em uma direção, mas de acordo com as leis da inércia, o próprio cilindro também começa a se mover na direção oposta. Portanto, o funcionamento dos motores de combustão interna é sempre acompanhado por vibração. Para extingui-lo, são utilizados métodos tecnológicos complexos, o que leva ao aumento do custo de produção do motor. Por exemplo, para amortecer a vibração quando o virabrequim gira, pesos de compensação adicionais são instalados nele, o que leva a um aumento na massa do virabrequim. Hoje, aproximadamente 40% da massa de um virabrequim são pesos de compensação.

Agora vamos voltar ao design LG desenvolvido. Usamos diretamente o movimento de avanço dos pistões para gerar uma corrente elétrica. Se considerarmos o diagrama esquemático, podemos determinar que dois pistões internos estão conectados um ao outro por uma conexão rígida e dois externos da mesma maneira. O que isso nos dá?

Primeiro e o mais importante, uma simplificação radical do projeto do motor. Este motor não tem peças como virabrequim, árvore de cames, transmissão virabrequim para árvore de cames, válvulas de admissão e escape. Ao simplificar o projeto, o custo do motor é drasticamente reduzido.

Segundo. A combinação de dois pistões internos e dois pistões externos propostos por nós nos dá uma quase completa ausência de vibração durante a operação deste LG. Como isso acontece? Suponha que a combustão do combustível ocorra em um dos cilindros e, no outro, ao mesmo tempo, o ar ou a mistura do combustível serão comprimidos. Nesse caso, os pistões internos se movem, por exemplo, para a direita e, a seguir, os pistões externos se movem para a esquerda. Se a massa dos pistões externos for igual à massa dos pistões internos, então as forças inerciais decorrentes do movimento dos pistões serão compensadas mutuamente e não serão transmitidas ao corpo do motor. Isso torna possível instalar este LG em uma base ultraleve e abandonar quaisquer dispositivos de amortecimento de vibração. O que mais uma vez leva a uma redução no custo do gerador.

Terceiro. Digamos que pegamos um motor tradicional e o colocamos em operação. Ele terá uma determinada velocidade do virabrequim, que será determinada pela frequência do curso do pistão no cilindro. Agora vamos pegar nosso LH e configurá-lo para a mesma taxa de curso do pistão no cilindro que a de um motor tradicional. Ao mesmo tempo, a taxa de expansão dos gases no cilindro LG será duas vezes maior que a própria câmara de expansão, em comparação com um motor tradicional, e isso nos dá, em termos simples, a oportunidade de extrair mais energia dos gases, o que levará a um aumento na eficiência geral do LG …

Após realizar cálculos teóricos, obtivemos os seguintes indicadores

• Taxa de curso do pistão = 500
• Diâmetro do cilindro = 372 mm
• Curso do pistão = 439 mm
• Comprimento total ЛГ = 6000 mm
• Largura e altura totais ЛГ = 1000 mm
• Eficiência do indicador = 51,38%
• Eficiência efetiva = 49,85%
• Consumo de combustível = 171,3 gr / (kWatt * hora)
• Potência = 1000 kWatt

Todos os cálculos foram realizados a uma pressão de reforço = 0,11 Mpa (para dizer o mínimo, de um secador de cabelo doméstico). Se uma turbina a gás adicional for instalada no gerador, a potência do gerador pode ser aumentada sem aumentar as dimensões geométricas

Mas mesmo assim, a eficiência do LG acabou se revelando muito impressionante. Para efeito de comparação, a eficiência média dos motores automotivos modernos não excede 40%, e apenas os motores marítimos de longo curso, nos quais o curso do pistão no cilindro é de cerca de 2,0 - 2,5 metros !!!, se aproximam do indicador de eficiência de 45-50 %

Como você pode ver a partir desses cálculos, o LG proposto tem uma forma cilíndrica alongada. A relação entre o comprimento do LG e seu diâmetro é de 6 para 1 tse. Alguns podem dizer que esta é sua grande desvantagem. Em alguns casos, sim. Mas vamos pensar como engenheiros.

Considere um carro comum, ou melhor, seu motor e seus modos de operação. Percorremos a cidade a uma velocidade de 60 km por hora (na maioria dos casos, é a velocidade máxima permitida na cidade). O que temos em um motor tradicional com isso? E temos o fato de que funciona pelo menos metade da potência projetada. Quem sabe, bem, e quem não sabe, agora vamos contar a eles uma coisa maravilhosa. Uma vez que o cálculo dos processos dentro do cilindro é uma tarefa bastante difícil, e os parâmetros de operação em vários modos de motor podem diferir significativamente, na maioria dos casos, o design do motor (o que significa absolutamente todos os indicadores, como os diâmetros da admissão e válvulas de exaustão, o volume de ar fornecido, sua temperatura, etc.) e sua eficiência são calculados quando operando no modo nominal. Isso significa que a eficiência máxima do motor será alcançada apenas ao operar no modo nominal. Em todos os outros casos, como carga parcial ou sobrecarga, a eficiência do motor é sempre inferior ao máximo possível. Nosso LG também não está isento dessa desvantagem. MAS. Mas propomos instalar não um LG no carro, mas, por exemplo, dois. Digamos que precisamos de 70 kW de potência para mover o carro na velocidade máxima. Forneceremos dois LGs de 35 kW de potência para o carro. O que isso vai nos dar? E isso nos dará o fato de que ao dirigir na cidade, podemos usar apenas um LH, e o segundo estará desligado. Isso levará ao fato de que o LG funcionará no modo nominal ao dirigir na cidade e terá a eficiência máxima. E isso é uma diminuição do consumo de gasolina no ciclo urbano. Além disso, se um LH falhar, temos um segundo LH. Sim, você não irá na velocidade máxima, mas pelo menos poderá chegar ao centro de serviço mais próximo sem a ajuda de guinchos. Não vou descrever todas as vantagens de tal layout, a maioria dos motoristas entenderá imediatamente do que se trata. Mas gostaria de salientar que os motores tradicionais não permitem um layout duplo devido ao seu tamanho e indicadores da massa do motor à potência gerada (a chamada gravidade específica). E nosso LG permite isso.

No momento já temos dois modelos LH. Coletamos o primeiro modelo, por assim dizer, e o que encontramos sob nossos pés - de cilindros e pistões a ciclomotores. Como resultado, não o rodamos com combustível, mas tínhamos certeza de que não havia vibração. Os testes foram realizados com ar comprimido e as molas dos tubos foram utilizadas como sincronizadores. Você pode assistir a um vídeo sobre isso neste vídeo:

Agora estamos quase terminando o segundo modelo, cujos detalhes foram criados totalmente a partir de 0 de acordo com nossos desenhos. Espero que no outono de 2013 possamos concluir a montagem e sermos capazes de demonstrar um LG funcionando, bem como suas reais características.

Tentamos interessar muitas empresas em nosso desenvolvimento. Entramos em contato com várias fábricas de automóveis na Ucrânia e na Rússia. Mas, na maioria dos casos, ouvimos tais palavras que a ideia é classe, mas esse motor não vai quebrar, eles dizem, onde teremos lucro se não precisarmos produzir peças sobressalentes para ele, e a produção precisa ser refeito, e isso é dinheiro. É uma pena para a pátria. Ao lançar tal LG, a Rússia pode se tornar líder na construção de motores em poucos anos. E assim continuamos a comprar carros estrangeiros e a aumentar a economia e a dar empregos a pessoas que não estão no nosso país. Posso dizer com certeza que o futuro da construção de motores está nas máquinas lineares. Agora, em alguns países, vários motores lineares estão sendo ativamente desenvolvidos: na Austrália - PemPec Motors, na Inglaterra - Libertine FPE Limited (apresentação de vídeo), na República Tcheca - Universidade Técnica Tcheca (site do projeto), nos EUA - The Automotive Laboratório de Controle de Propulsão (APCL) … Chegou o momento em que quem se levantou primeiro foi buscar os chinelos. Agora podemos finalmente nos tornar os primeiros neste campo, porque o projeto do nosso gerador linear é muito melhor do que todos os anteriores, tanto em termos de projeto quanto de operação.

O trabalho no LG começou em 2008. Porém, devido ao alto custo para solicitar peças em uma única cópia, elas estão sendo realizadas até hoje. Durante esse tempo, o design foi alterado várias vezes. Por exemplo, hoje abandonamos o sincronizador mecânico entre os pistões externos e internos, e fornecemos a sincronização apenas devido à resistência ao movimento dos pistões criada pelas bobinas quando a corrente é injetada nelas. Além disso, ao criar peças para o LG, você pode inicialmente definir a capacidade de alterar o volume da câmara de compressão, e isso levará ao fato de que dentro de algumas horas, sem alterar o design, o LG pode ser transferido do trabalho em gasolina, por exemplo, para trabalhar com álcool ou óleo (nos motores tradicionais, se o motor foi desenvolvido para gasolina, então é impossível transferi-lo para um combustível mais viscoso, principalmente devido ao volume fixo da câmara de compressão). Algumas outras pequenas coisas foram desenvolvidas para permitir que você se livre de algumas das desvantagens inerentes a este LH. Infelizmente, em nosso mundo do comércio, onde qualquer ideia é roubada em um piscar de olhos, não podemos dizer sobre todas as nuances do design.

Se, no entanto, alguém estiver interessado na produção deste LG, então aqui estão os contactos para comunicação com um dos autores desta criação.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Atenciosamente, Oleg Gunyakov e Vladimir Kuznetsov.