Inventos rus - generador lineal

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

Este artículo será de interés para los "expertos en tecnología": habla de un diseño alternativo del motor de combustión interna. Esta es otra confirmación del ingenio de los rusos: los motores de este tipo, lineales, apenas comienzan a desarrollarse en el extranjero.

Históricamente, los dispositivos tradicionales de generación de energía eléctrica han utilizado el movimiento giratorio para mover los devanados en un campo magnético. Dichos dispositivos se ponen en movimiento mediante varias hélices: turbinas hidráulicas, turbinas de gas, eólicas, etc. El motor de combustión interna tradicional también es uno de los motores. En tales hélices, la energía química del combustible sufre múltiples transformaciones: primero en el movimiento de traslación de los pistones, luego en el movimiento de rotación del cigüeñal, y luego solo en la corriente eléctrica.

La necesidad de tal transformación conduce tanto a pérdidas mecánicas como a una complicación del diseño del motor en su conjunto. Todos vimos una y la misma imagen en los experimentos de física: el maestro toma un imán permanente y comienza a moverlo hacia adelante y hacia atrás en el inductor. En este caso, aparece voltaje en los terminales de la bobina. Con el diseño creado de un tipo fundamentalmente nuevo de generadores eléctricos, brindamos la posibilidad de utilizar movimiento alternativo para generar corriente eléctrica sin conversiones intermedias en movimiento rotatorio.

En el generador lineal desarrollado por nosotros (en adelante LG), en lugar de las tapas de los cilindros, se instalan dos pistones externos, que se fijan rígidamente entre sí. Esta solución tecnológica se debe a varios factores, que discutiremos a continuación.

En los motores tradicionales en cilindros durante la combustión de combustible, el pistón, a partir de la presión del gas que surge, comienza a moverse en una dirección, pero de acuerdo con las leyes de la inercia, el cilindro en sí también comienza a moverse en la dirección opuesta. Por tanto, el funcionamiento de los motores de combustión interna siempre va acompañado de vibraciones. Para extinguirlo, se utilizan métodos tecnológicos complejos, lo que conduce a un aumento en el costo de producción del motor. Por ejemplo, para amortiguar la vibración cuando gira el cigüeñal, se instalan pesos de compensación adicionales, lo que conduce a un aumento en la masa del cigüeñal. Hoy, aproximadamente el 40% de la masa de un cigüeñal son pesos de compensación.

Ahora volvamos al diseño desarrollado de LG. Utilizamos directamente el movimiento de avance de los pistones para generar una corriente eléctrica. Si consideramos el diagrama esquemático, entonces podemos determinar que dos pistones internos están conectados entre sí por una conexión rígida y dos externos de la misma manera. ¿Qué nos aporta?

Primero y lo más importante, una simplificación radical del diseño del motor. Este motor no tiene partes como cigüeñal, árbol de levas, transmisión de cigüeñal a árbol de levas, válvulas de admisión y escape. Al simplificar el diseño, el costo del motor se reduce drásticamente.

Segundo. La combinación de dos pistones internos y dos pistones externos que proponemos nos otorga una ausencia casi total de vibraciones durante el funcionamiento de este LG. ¿Como sucedió esto? Suponga que la combustión de combustible ocurre en uno de los cilindros, luego en el otro al mismo tiempo se comprime el aire o la mezcla de combustible. En este caso, los pistones internos se mueven, por ejemplo, hacia la derecha, luego los pistones externos se mueven hacia la izquierda. Si la masa de los pistones externos es igual a la masa de los pistones internos, las fuerzas de inercia que surgen del movimiento de los pistones se compensarán mutuamente y no se transmitirán al cuerpo del motor. Esto hace posible instalar este LG sobre una base ultraligera y abandonar cualquier dispositivo de amortiguación de vibraciones. Lo que nuevamente conduce a una disminución en el costo del generador.

Tercero. Digamos que tomamos un motor tradicional y lo pusimos en funcionamiento. Tendrá una cierta velocidad del cigüeñal, que estará determinada por la frecuencia de la carrera del pistón en el cilindro. Ahora tomaremos nuestro LH y lo ajustaremos a la misma frecuencia de carrera del pistón en el cilindro que la de un motor tradicional. Al mismo tiempo, la tasa de expansión de los gases en el cilindro LG será el doble de grande que la propia cámara de expansión, en comparación con un motor tradicional, y esto nos da, en términos simples, la oportunidad de tomar más energía de los gases., lo que conducirá a un aumento en la eficiencia general del LG …

Luego de realizar cálculos teóricos, obtuvimos los siguientes indicadores

• Tasa de carrera del pistón = 500
• Diámetro del cilindro = 372 mm
• Carrera del pistón = 439 mm
• Longitud total ЛГ = 6000 mm
• Anchura y altura completas ЛГ = 1000 mm
• Eficiencia del indicador = 51,38%
• Eficiencia efectiva = 49,85%
• Consumo de combustible = 171,3 gr / (kWatt * hora)
• Potencia = 1000 kWatt

Todos los cálculos se llevaron a cabo a una presión de sobrealimentación = 0,11 Mpa (para decirlo suavemente con un secador de pelo doméstico). Si se instala una turbina de gas adicional en el generador, entonces la potencia del generador se puede aumentar sin aumentar las dimensiones geométricas

Pero incluso con esto, la eficiencia del LG resultó ser muy impresionante. A modo de comparación, la eficiencia promedio de los motores de automóviles modernos no supera el 40%, y solo los motores marinos de carrera larga, en los que la carrera del pistón en el cilindro es de aproximadamente 2.0 a 2.5 metros, acérquese al indicador de eficiencia de 45-50. %.

Como puede ver en estos cálculos, el LG propuesto tiene una forma cilíndrica alargada. La relación entre la longitud del LG y su diámetro es de 6 a 1 tse. Algunos dirán que esta es su gran desventaja. En algunos casos, sí. Pero pensemos como ingenieros.

Considere un automóvil ordinario, o más bien su motor y sus modos de funcionamiento. Conducimos por la ciudad a una velocidad de 60 km por hora (en la mayoría de los casos, esta es la velocidad máxima permitida en la ciudad). ¿Qué tenemos en un motor tradicional con esto? Y tenemos el hecho de que funciona al menos la mitad de la potencia proyectada. Quién sabe, bueno, y quién no sabe, ahora les diremos una cosa maravillosa. Dado que el cálculo de los procesos dentro del cilindro es una tarea bastante difícil, y los parámetros de operación en varios modos del motor pueden diferir significativamente, en la mayoría de los casos el diseño del motor (lo que significa absolutamente todos los indicadores, como los diámetros de admisión y válvulas de escape, el volumen de aire suministrado, su temperatura, etc.) y su eficiencia se calcula cuando se opera en modo nominal. Esto significa que la máxima eficiencia del motor se logrará solo cuando se opera en el modo nominal. En todos los demás casos, como carga parcial o sobrecarga, la eficiencia del motor es siempre menor que el máximo posible. Nuestro LG tampoco carece de este inconveniente. PERO. Pero proponemos instalar no un LG en el automóvil, sino, por ejemplo, dos. Digamos que necesitamos 70 kW de potencia para mover el coche a máxima velocidad. Suministraremos dos LG de 35 kW de potencia al coche. ¿Qué nos dará? Y esto nos dará el hecho de que al conducir en ciudad, solo podemos usar un LH, y el segundo se apagará. Esto conducirá al hecho de que el LG funcionará en el modo nominal al conducir en la ciudad y tendrá la máxima eficiencia. Y esta es una disminución del consumo de gasolina en el ciclo urbano. Además, si falla una LH, tenemos una segunda LH. Sí, no irás a máxima velocidad, pero al menos podrás llegar al centro de servicio más cercano sin la ayuda de grúas. No describiré todas las ventajas de tal diseño, la mayoría de los automovilistas comprenderán de inmediato de qué se trata. Pero me gustaría señalar que los motores tradicionales no permiten un diseño doble debido a su tamaño e indicadores de la masa del motor a la potencia generada (la llamada gravedad específica). Y nuestro LG lo permite.

De momento ya disponemos de dos modelos LH. Recolectamos el primer modelo, por así decirlo, y lo que encontramos debajo de nuestros pies, desde cilindros y pistones hasta ciclomotores. Como resultado, no lo hicimos funcionar con combustible, pero estábamos seguros de que no había vibración. Las pruebas se realizaron con aire comprimido y se utilizaron resortes en los tubos como sincronizadores. Puedes ver un video sobre esto en este video:

Ahora casi hemos terminado el segundo modelo, cuyos detalles fueron creados completamente a partir de 0 según nuestros dibujos. Espero que para el otoño de 2013 completemos el montaje y podamos demostrar un LG en funcionamiento, así como sus características reales.

Intentamos interesar a muchas empresas en nuestro desarrollo. Contactamos con varias fábricas de automóviles en Ucrania y Rusia. Pero en la mayoría de los casos hemos escuchado palabras que dicen que la idea es de clase, pero este motor no se estropeará, dicen, ¿dónde obtendremos ganancias si no necesitamos producir repuestos para él, y la producción necesita ser rehecho, y esto es dinero. Es una vergüenza para la patria. Al lanzar un LG de este tipo, Rusia podría convertirse en un líder en la construcción de motores en unos pocos años. Y así continuamos comprando autos extranjeros y elevando la economía y dando trabajo a personas que no están en nuestro país. Puedo decir con certeza que el futuro de la construcción de motores está en las máquinas lineales. Ahora, en algunos países, se están desarrollando activamente varios motores lineales: en Australia - PemPec Motors, en Inglaterra - Libertine FPE Limited (presentación de video), en la República Checa - Universidad técnica checa (sitio del proyecto), en los EE. UU. - The Automotive Laboratorio de control de propulsión (APCL) … Ha llegado el momento en que el que se levantó primero consiguió sus zapatillas. Ahora finalmente podemos convertirnos en los primeros en este campo, porque nuestro diseño de generador lineal es mucho mejor que todos los anteriores, tanto en términos de diseño como de operación.

El trabajo en LG comenzó en 2008. Pero debido al enorme costo de pedir piezas en una sola copia, se están llevando a cabo hasta el día de hoy. Durante este tiempo, el diseño se ha cambiado varias veces. Por ejemplo, hoy hemos abandonado el sincronizador mecánico entre los pistones externos e internos, y proporcionamos sincronización solo debido a la resistencia al movimiento de los pistones creada por las bobinas cuando se inyecta la corriente en ellas. Además, al crear piezas para LG, inicialmente puede establecer la capacidad de cambiar el volumen de la cámara de compresión, y esto conducirá al hecho de que en unas pocas horas, sin cambiar el diseño, el LG se puede transferir del trabajo en gasolina, por ejemplo, para trabajar con alcohol o aceite (en los motores tradicionales, si el motor se desarrolló para gasolina, entonces es imposible transferirlo a un combustible más viscoso, principalmente debido al volumen fijo de la cámara de compresión). Se han desarrollado algunas otras pequeñas cosas que le permiten deshacerse de algunas de las desventajas inherentes a esta LH. Desafortunadamente, en nuestro mundo del comercio, donde las ideas se roban en un abrir y cerrar de ojos, no podemos contar todos los matices del diseño.

Si, sin embargo, alguien está interesado en la producción de este LG, aquí están los contactos para comunicarse con uno de los autores de esta creación.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

Saludos cordiales, Oleg Gunyakov y Vladimir Kuznetsov.