Phát minh của Rus - máy phát tuyến tính

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-07 16:29

Bài báo này sẽ được quan tâm đến "những người kỹ thuật khắc nghiệt" - nó nói về cách bố trí thay thế của động cơ đốt trong. Đây là một xác nhận khác về sự khéo léo của người Nga: động cơ loại này - tuyến tính - chỉ mới bắt đầu được phát triển ở nước ngoài.

Trong lịch sử, các thiết bị phát điện truyền thống sử dụng chuyển động quay để di chuyển các cuộn dây trong từ trường. Các thiết bị như vậy được thiết lập chuyển động bởi các cánh quạt khác nhau: tuabin thủy lực, tuabin khí, gió, v.v. Động cơ đốt trong truyền thống cũng là một trong những động lực. Trong các cánh quạt như vậy, năng lượng hóa học của nhiên liệu trải qua nhiều lần biến đổi: đầu tiên thành chuyển động tịnh tiến của các pít-tông, sau đó chuyển thành chuyển động quay của trục khuỷu, và sau đó chuyển thành dòng điện.

Sự cần thiết phải chuyển đổi như vậy dẫn đến tổn thất cơ khí và sự phức tạp của thiết kế động cơ nói chung. Tất cả chúng ta đều nhìn thấy một hình ảnh giống nhau trong các thí nghiệm vật lý: giáo viên lấy một nam châm vĩnh cửu, và bắt đầu di chuyển nó qua lại trong cuộn cảm. Trong trường hợp này, điện áp xuất hiện ở các cực của cuộn dây. Với thiết kế được tạo ra của một loại máy phát điện mới về cơ bản, chúng tôi cung cấp khả năng sử dụng chuyển động qua lại để tạo ra dòng điện mà không cần chuyển đổi trung gian thành chuyển động quay.

Trong máy phát điện tuyến tính do chúng tôi phát triển (sau đây gọi là LG), thay vì các nắp xi lanh, hai piston bên ngoài được lắp đặt cố định cứng với nhau. Giải pháp công nghệ này là do một số yếu tố, mà chúng ta sẽ thảo luận dưới đây.

Ở động cơ truyền thống trong xi lanh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, piston, từ áp suất khí sinh ra, bắt đầu chuyển động theo một hướng, nhưng theo quy luật quán tính, bản thân xi lanh cũng bắt đầu chuyển động theo hướng ngược lại. Vì vậy, hoạt động của động cơ đốt trong luôn kèm theo rung động. Để dập tắt nó, các phương pháp công nghệ phức tạp được sử dụng, dẫn đến tăng chi phí sản xuất động cơ. Ví dụ, để giảm rung động khi trục khuỷu quay, các trọng lượng bù bổ sung được lắp trên nó, dẫn đến tăng khối lượng của trục khuỷu. Ngày nay, khoảng 40% khối lượng của trục khuỷu là trọng lượng bù.

Bây giờ chúng ta hãy quay trở lại thiết kế LG đã phát triển. Chúng tôi trực tiếp sử dụng chuyển động tịnh tiến của các pít-tông để tạo ra dòng điện. Nếu chúng ta xem xét sơ đồ giản đồ, thì chúng ta có thể xác định rằng hai piston bên trong được kết nối với nhau bằng một kết nối cứng và hai piston bên ngoài theo cùng một cách. Nó cung cấp cho chúng ta những gì?

Ngày thứ nhất và quan trọng nhất là đơn giản hóa hoàn toàn thiết kế động cơ. Động cơ này không có các bộ phận như trục khuỷu, trục cam, bộ truyền trục khuỷu sang trục cam, van nạp và van xả. Bằng cách đơn giản hóa thiết kế, chi phí của động cơ được giảm đáng kể.

Thứ hai. Sự kết hợp của hai piston bên trong và hai piston bên ngoài do chúng tôi đề xuất giúp chúng ta gần như hoàn toàn không có hiện tượng rung lắc trong quá trình hoạt động của chiếc LG này. Làm thế nào điều này xảy ra? Giả sử quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra ở một trong các xi lanh, sau đó ở xi lanh kia đồng thời không khí hoặc hỗn hợp nhiên liệu sẽ bị nén. Trong trường hợp này, các piston bên trong di chuyển, chẳng hạn, sang phải, sau đó các piston bên ngoài sẽ di chuyển sang trái. Nếu khối lượng của các piston bên ngoài bằng khối lượng của các piston bên trong thì lực quán tính sinh ra từ chuyển động của các piston sẽ được bù trừ lẫn nhau, và sẽ không được truyền đến thân động cơ. Điều này giúp bạn có thể lắp đặt chiếc LG này trên nền siêu nhẹ và loại bỏ mọi thiết bị giảm rung. Điều này lại dẫn đến việc giảm giá thành của máy phát điện.

Ngày thứ ba. Giả sử chúng tôi đã lấy một động cơ truyền thống và đưa nó vào hoạt động. Nó sẽ có một tốc độ trục khuỷu nhất định, tốc độ này sẽ được xác định bởi tần số của hành trình piston trong xi lanh. Bây giờ chúng ta sẽ lấy LH của chúng ta và đặt nó thành tốc độ hành trình của piston trong xi lanh giống như tốc độ của động cơ truyền thống. Đồng thời, tốc độ giãn nở của khí trong xi lanh LG sẽ lớn gấp đôi so với chính buồng giãn nở, so với động cơ truyền thống và điều này cho chúng ta, nói một cách dễ hiểu, có cơ hội lấy nhiều năng lượng hơn từ khí., điều này sẽ dẫn đến việc tăng hiệu quả tổng thể của …

Sau khi thực hiện các tính toán lý thuyết, chúng tôi thu được các chỉ số sau

• Tỷ lệ hành trình piston = 500
• Đường kính xi lanh = 372 mm
• Hành trình piston = 439mm
• Chiều dài đầy đủ ЛГ = 6000mm
• Chiều rộng và chiều cao đầy đủ ЛГ = 1000mm
• Hiệu suất chỉ số = 51,38%
• Hiệu suất hữu hiệu = 49,85%
• Mức tiêu thụ nhiên liệu = 171,3 gr / (kWatt * giờ)
• Công suất = 1000 kWatt

Tất cả các tính toán được thực hiện ở áp suất tăng = 0,11 Mpa (nói một cách nhẹ nhàng từ máy sấy tóc gia dụng). Nếu một tuabin khí bổ sung được lắp đặt trên máy phát thì công suất của máy phát có thể được tăng lên mà không làm tăng kích thước hình học

Nhưng ngay cả với điều này, hiệu quả của LG hóa ra là rất ấn tượng. Để so sánh, hiệu suất trung bình của động cơ ô tô hiện đại không vượt quá 40%, và chỉ động cơ đường dài hàng hải, trong đó hành trình pít-tông trong xi-lanh khoảng 2,0 - 2,5 mét !!!, tiếp cận chỉ số hiệu suất 45-50 %.

Như bạn có thể thấy từ những tính toán này, chiếc LG được đề xuất có hình dạng hình trụ thuôn dài. Tỷ lệ giữa chiều dài của LG với đường kính của nó là 6 trên 1tse. Một số người có thể nói rằng đây là bất lợi lớn của anh ấy. Trong một số trường hợp, có. Nhưng chúng ta hãy nghĩ như các kỹ sư.

Hãy xem xét một chiếc ô tô bình thường, hay đúng hơn là động cơ và các chế độ vận hành của nó. Chúng tôi lái xe trong thành phố với tốc độ 60 km một giờ (trong hầu hết các trường hợp, đây là tốc độ tối đa cho phép trong thành phố). Chúng ta có gì trong một động cơ truyền thống với điều này? Và chúng tôi có một thực tế là nó hoạt động ít nhất một nửa công suất dự kiến. Ai biết, và ai không biết, bây giờ chúng tôi sẽ nói với họ một điều tuyệt vời. Vì việc tính toán các quá trình bên trong xi lanh là một công việc khá khó khăn và các thông số hoạt động ở các chế độ động cơ khác nhau có thể khác nhau khá nhiều, trong hầu hết các trường hợp, thiết kế động cơ (có nghĩa là hoàn toàn tất cả các chỉ số, chẳng hạn như đường kính của cửa nạp và van xả, khối lượng không khí cung cấp, nhiệt độ của nó, v.v.) và hiệu suất của nó được tính toán khi hoạt động ở chế độ danh định. Điều này có nghĩa là chỉ đạt được hiệu suất tối đa của động cơ khi vận hành ở chế độ danh định. Trong tất cả các trường hợp khác, chẳng hạn như tải một phần hoặc quá tải, hiệu suất của động cơ luôn nhỏ hơn mức tối đa có thể. LG của chúng tôi cũng không tránh khỏi nhược điểm này. NHƯNG. Nhưng chúng tôi đề xuất không lắp một chiếc LG trong xe, mà là hai chiếc. Giả sử chúng ta cần 70 kW điện để ô tô chuyển động với tốc độ tối đa. Chúng tôi sẽ cung cấp hai LG công suất 35 kW cho ô tô. Nó sẽ cung cấp cho chúng ta những gì? Và điều này sẽ cho chúng ta một thực tế là khi lái xe trong thành phố, chúng ta chỉ có thể sử dụng một LH, và LH thứ hai sẽ bị tắt. Điều này sẽ dẫn đến thực tế là LG sẽ hoạt động ở chế độ danh định khi lái xe trong thành phố và sẽ có hiệu suất tối đa. Và đây là mức tiêu thụ xăng giảm trong chu kỳ đô thị. Thêm vào đó, nếu một LH không thành công, chúng ta có LH thứ hai. Có, bạn sẽ không đi với tốc độ tối đa, nhưng ít nhất bạn sẽ có thể đến trung tâm bảo hành gần nhất mà không cần sự trợ giúp của xe kéo. Tôi sẽ không mô tả tất cả những lợi thế của cách bố trí như vậy, hầu hết những người lái xe sẽ hiểu ngay nó nói về điều gì. Nhưng tôi muốn chỉ ra rằng động cơ truyền thống không cho phép bố trí kép do kích thước và chỉ số của khối lượng động cơ so với công suất tạo ra (cái gọi là trọng lượng riêng). Và LG của chúng tôi cho phép điều đó.

Hiện tại chúng tôi đã có hai mẫu LH. Có thể nói, chúng tôi đã thu thập mô hình đầu tiên và những gì chúng tôi tìm thấy dưới chân mình - từ xi lanh và piston cho đến xe mô tô. Kết quả là chúng tôi không chạy nó bằng nhiên liệu, nhưng chúng tôi chắc chắn rằng không có rung động. Các thử nghiệm được thực hiện với không khí nén và lò xo trong các ống được sử dụng làm bộ đồng bộ hóa. Bạn có thể xem video về điều này trong video này:

Bây giờ chúng tôi đã gần như hoàn thành mô hình thứ hai, các chi tiết được tạo hoàn toàn từ 0 theo bản vẽ của chúng tôi. Tôi hy vọng vào mùa thu năm 2013, chúng tôi sẽ hoàn thành việc lắp ráp và có thể chứng minh một chiếc LG đang hoạt động, cũng như các đặc điểm thực sự của nó.

Chúng tôi đã cố gắng thu hút sự quan tâm của nhiều công ty trong sự phát triển của chúng tôi. Chúng tôi đã liên hệ với các nhà máy sản xuất ô tô khác nhau ở Ukraine và Nga. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, chúng ta đã nghe những lời như vậy rằng ý tưởng là đẳng cấp, nhưng động cơ này sẽ không bị hỏng, họ nói, chúng ta sẽ kiếm được lợi nhuận ở đâu nếu chúng ta không cần sản xuất phụ tùng thay thế cho nó và việc sản xuất cần phải được làm lại, và đây là tiền. Thật tiếc cho quê hương. Bằng cách phát hành một chiếc LG như vậy, Nga có thể trở thành nước đi đầu trong lĩnh vực chế tạo động cơ trong vòng vài năm tới. Và do đó, chúng tôi tiếp tục mua ô tô nước ngoài và nâng cao nền kinh tế và tạo công ăn việc làm cho những người không ở đất nước chúng tôi. Tôi có thể nói chắc chắn rằng tương lai của việc chế tạo động cơ nằm ở những cỗ máy tuyến tính. Hiện nay, ở một số quốc gia, các động cơ tuyến tính khác nhau đang được tích cực phát triển: ở Úc - PemPec Motors, ở Anh - Libertine FPE Limited (trình chiếu video), ở Cộng hòa Séc - Đại học kỹ thuật Séc (địa điểm dự án), ở Mỹ - The Automotive Phòng thí nghiệm Kiểm soát Lực đẩy (APCL) … Đã đến lúc ai đứng dậy đi dép trước. Giờ đây, cuối cùng chúng tôi cũng có thể trở thành người đầu tiên trong lĩnh vực này, bởi vì thiết kế máy phát tuyến tính của chúng tôi tốt hơn nhiều so với tất cả những điều trên, cả về thiết kế và vận hành.

Công việc của LG bắt đầu từ năm 2008. Nhưng do chi phí đặt hàng các bộ phận trong một bản sao quá lớn, chúng vẫn được thực hiện cho đến ngày nay. Trong thời gian này, thiết kế đã được thay đổi nhiều lần. Ví dụ, ngày nay chúng ta đã loại bỏ bộ đồng bộ cơ học giữa các piston bên ngoài và bên trong, và chỉ cung cấp đồng bộ hóa do khả năng chống chuyển động của các piston được tạo ra bởi các cuộn dây khi dòng điện được đưa vào chúng. Ngoài ra, khi tạo các bộ phận cho LG, ban đầu bạn có thể đặt khả năng thay đổi thể tích của buồng nén và điều này sẽ dẫn đến thực tế là trong vòng vài giờ, nếu không thay đổi thiết kế, LG có thể được chuyển từ công việc trở đi. xăng, ví dụ, để hoạt động với cồn hoặc dầu (trong động cơ truyền thống, nếu động cơ được phát triển cho xăng, thì không thể chuyển nó sang nhiên liệu nhớt hơn, chủ yếu là do thể tích cố định của buồng nén). Một số điều nhỏ khác đã được phát triển cho phép bạn loại bỏ một số nhược điểm vốn có trong LH này. Thật không may, trong thế giới thương mại của chúng ta, nơi mà bất kỳ ý tưởng nào cũng bị đánh cắp trong nháy mắt, chúng ta không thể nói về tất cả các sắc thái của thiết kế.

Tuy nhiên, nếu ai đó quan tâm đến việc sản xuất chiếc LG này, thì đây là địa chỉ liên hệ để liên lạc với một trong những tác giả của sáng tạo này.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Trân trọng, Oleg Gunyakov và Vladimir Kuznetsov.