اختراعات روس - مولد خطي

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

ستكون هذه المقالة موضع اهتمام "التقنيين القاسيين" - فهي تخبرنا عن تخطيط بديل لمحرك الاحتراق الداخلي. هذا تأكيد آخر على براعة الروس: محركات من هذا النوع - خطية - بدأت للتو في التطوير في الخارج.

تاريخيًا ، استخدمت أجهزة توليد الطاقة الكهربائية التقليدية الحركة الدورانية لتحريك الملفات في مجال مغناطيسي. يتم تشغيل هذه الأجهزة بواسطة مراوح مختلفة: التوربينات المائية ، توربينات الغاز ، الرياح ، إلخ. محرك الاحتراق الداخلي التقليدي هو أيضًا أحد المحركات. في مثل هذه المراوح ، تخضع الطاقة الكيميائية للوقود لتحولات متعددة: أولاً إلى الحركة الانتقالية للمكابس ، ثم إلى الحركة الدورانية للعمود المرفقي ، ثم إلى التيار الكهربائي فقط.

تؤدي الحاجة إلى مثل هذا التحول إلى خسائر ميكانيكية وتعقيد في تصميم المحرك ككل. لقد رأينا جميعًا نفس الصورة في تجارب الفيزياء: يأخذ المعلم مغناطيسًا دائمًا ، ويبدأ في تحريكه ذهابًا وإيابًا في المحرِّض. في هذه الحالة ، يظهر الجهد عند أطراف الملف. من خلال التصميم الذي تم إنشاؤه لنوع جديد تمامًا من المولدات الكهربائية ، نوفر إمكانية استخدام الحركة الترددية لتوليد تيار كهربائي بدون تحويلات وسيطة إلى حركة دوارة.

في المولد الخطي الذي طورناه (المشار إليه فيما يلي باسم LG) ، بدلاً من أغطية الأسطوانات ، تم تركيب مكبسين خارجيين ، مثبتين بشكل صارم مع بعضهما البعض. يرجع هذا الحل التكنولوجي إلى عدة عوامل سنناقشها أدناه.

في المحركات التقليدية في الأسطوانات أثناء احتراق الوقود ، يبدأ المكبس ، الناتج عن ضغط الغاز الناشئ ، في التحرك في اتجاه واحد ، ولكن وفقًا لقوانين القصور الذاتي ، تبدأ الأسطوانة نفسها أيضًا في التحرك في الاتجاه المعاكس. لذلك ، فإن تشغيل محركات الاحتراق الداخلي دائمًا ما يكون مصحوبًا بالاهتزاز. لإخمادها ، يتم استخدام الأساليب التكنولوجية المعقدة ، مما يؤدي إلى زيادة تكلفة إنتاج المحرك. على سبيل المثال ، لترطيب الاهتزاز عند دوران العمود المرفقي ، يتم تثبيت أوزان تعويض إضافية عليه ، مما يؤدي إلى زيادة كتلة العمود المرفقي. اليوم ، ما يقرب من 40٪ من كتلة العمود المرفقي هي أوزان تعويضية.

لنعد الآن إلى تصميم LG المطور. نستخدم بشكل مباشر الحركة الأمامية للمكابس لتوليد تيار كهربائي. إذا أخذنا في الاعتبار الرسم التخطيطي ، فيمكننا تحديد أن مكبسين داخليين متصلان ببعضهما البعض عن طريق اتصال صلب ، واثنين من المكابس الخارجية بنفس الطريقة. ماذا يعطينا؟

أولا والأهم من ذلك ، تبسيط جذري لتصميم المحرك. لا يحتوي هذا المحرك على أجزاء مثل العمود المرفقي ، وعمود الحدبات ، وناقل الحركة من العمود المرفقي إلى عمود الحدبات ، وصمامات السحب والعادم. من خلال تبسيط التصميم ، يتم تقليل تكلفة المحرك بشكل كبير.

ثانيا. مزيج من اثنين من المكابس الداخلية واثنين من المكابس الخارجية التي اقترحناها يعطينا الغياب شبه الكامل للاهتزاز أثناء تشغيل LG هذا. كيف يحدث هذا؟ افترض أن احتراق الوقود يحدث في إحدى الأسطوانات ، ثم في الأخرى في نفس الوقت سيتم ضغط الهواء أو خليط الوقود. في هذه الحالة ، تتحرك المكابس الداخلية ، على سبيل المثال ، إلى اليمين ، ثم تتحرك المكابس الخارجية إلى اليسار. إذا كانت كتلة المكابس الخارجية مساوية لكتلة المكابس الداخلية ، فسيتم تعويض قوى القصور الذاتي الناشئة عن حركة المكابس بشكل متبادل ، ولن تنتقل إلى جسم المحرك.هذا يجعل من الممكن تثبيت LG على أساس فائق الخفة والتخلي عن أي أجهزة لتخميد الاهتزاز. مما يؤدي مرة أخرى إلى انخفاض تكلفة المولد.

ثالث. لنفترض أننا أخذنا محركًا تقليديًا وقمنا بتشغيله. سيكون لها سرعة معينة للعمود المرفقي ، والتي سيتم تحديدها من خلال تواتر ضربة المكبس في الأسطوانة. الآن سنأخذ LH الخاص بنا ونضبطه على نفس معدل شوط المكبس في الأسطوانة مثل المحرك التقليدي. في الوقت نفسه ، سيكون معدل تمدد الغازات في أسطوانة LG أكبر بمرتين من حجرة التمدد نفسها ، مقارنةً بالمحرك التقليدي ، وهذا يمنحنا ، بعبارات بسيطة ، فرصة الحصول على المزيد من الطاقة من الغازات ، الأمر الذي سيؤدي إلى زيادة الكفاءة الإجمالية لـ LG …

بعد إجراء الحسابات النظرية ، حصلنا على المؤشرات التالية

• معدل ضربة المكبس = 500
• قطر الاسطوانة = 372 مم
• ضربة المكبس = 439 مم
• الطول الكامل ЛГ = 6000 مم
• العرض والارتفاع الكاملين ЛГ = 1000 مم
• كفاءة المؤشر = 51.38٪
• الكفاءة الفعالة = 49.85٪
• استهلاك الوقود = 171.3 جرام / (كيلو واط * ساعة)
• القدرة = 1000 كيلو واط

تم إجراء جميع الحسابات عند ضغط معزز = 0.11 ميجا باسكال (لوضعها بشكل معتدل من مجفف شعر منزلي). إذا تم تركيب توربين غازي إضافي على المولد ، فيمكن زيادة طاقة المولد دون زيادة الأبعاد الهندسية

ولكن حتى مع هذا ، كانت كفاءة LG مثيرة للإعجاب للغاية. للمقارنة ، فإن متوسط كفاءة محركات السيارات الحديثة لا يتجاوز 40٪ ، فقط المحركات البحرية ذات الشوط الطويل ، التي يكون فيها ضغط المكبس في الاسطوانة حوالي 2.0 - 2.5 متر !!! ، يقترب من مؤشر الكفاءة 45-50 ٪.

كما ترون من هذه الحسابات ، فإن LG المقترح له شكل أسطواني ممدود. نسبة طول LG إلى قطرها هي 6 إلى 1 طن متري. قد يقول البعض أن هذا هو عيبه الكبير. في بعض الحالات ، نعم. لكن دعونا نفكر مثل المهندسين.

اعتبر سيارة عادية ، أو بالأحرى محركها وأنماط تشغيلها. نسير عبر المدينة بسرعة 60 كم في الساعة (في معظم الحالات ، هذه هي السرعة القصوى المسموح بها في المدينة). ماذا لدينا في المحرك التقليدي مع هذا؟ ولدينا حقيقة أنها تعمل على الأقل نصف القوة المسقطة. من يعلم ، حسنًا ، ومن لا يعرف ، سنقول لهم الآن شيئًا رائعًا. نظرًا لأن حساب العمليات داخل الأسطوانة يعد مهمة صعبة إلى حد ما ، ويمكن أن تختلف معايير التشغيل في أوضاع المحرك المختلفة اختلافًا كبيرًا ، في معظم الحالات ، تصميم المحرك (مما يعني تمامًا جميع المؤشرات ، مثل أقطار المدخول و يتم حساب صمامات العادم وحجم الهواء المزود ودرجة حرارته وما إلى ذلك) وكفاءته عند التشغيل في الوضع الاسمي. هذا يعني أن أقصى كفاءة للمحرك لن تتحقق إلا عند التشغيل في الوضع الاسمي. في جميع الحالات الأخرى ، مثل التحميل الجزئي أو التحميل الزائد ، تكون كفاءة المحرك دائمًا أقل من الحد الأقصى الممكن. كما أن LG الخاص بنا لا يخلو من هذا العيب. لكن. لكننا نقترح عدم تثبيت LG واحد في السيارة ، ولكن ، على سبيل المثال ، تثبيت اثنين. لنفترض أننا بحاجة إلى 70 كيلوواط من الطاقة لتحريك السيارة بأقصى سرعة. سنقوم بتزويد السيارة بطائرتين من LG بقوة 35 كيلو واط. ماذا ستعطينا؟ وهذا سيعطينا حقيقة أنه عند القيادة في المدينة ، يمكننا استخدام LH واحد فقط ، وسيتم إيقاف تشغيل الثاني. سيؤدي ذلك إلى حقيقة أن LG ستعمل في الوضع الاسمي عند القيادة في المدينة وستكون لها أقصى قدر من الكفاءة. وهذا انخفاض في استهلاك البنزين في الدورة الحضرية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا فشل أحد LH ، فسيكون لدينا LH ثانٍ. نعم ، لن تذهب بأقصى سرعة ، ولكن على الأقل ستتمكن من الوصول إلى أقرب مركز خدمة بدون مساعدة شاحنات السحب. لن أصف جميع مزايا هذا التصميم ، فمعظم سائقي السيارات سيفهمون على الفور ما يدور حوله. لكني أود أن أشير إلى أن المحركات التقليدية لا تسمح بالتخطيط المزدوج بسبب حجمها ومؤشرات كتلة المحرك إلى الطاقة المولدة (ما يسمى بالجاذبية النوعية). و LG لدينا تسمح بذلك.

في الوقت الحالي لدينا بالفعل نموذجان من LH.قمنا بتجميع النموذج الأول ، إذا جاز التعبير ، وما وجدناه تحت أقدامنا - من الأسطوانات والمكابس إلى الدراجات البخارية. نتيجة لذلك ، لم نقم بتشغيله بالوقود ، لكننا كنا متأكدين من عدم وجود اهتزازات. أجريت الاختبارات باستخدام الهواء المضغوط ، واستخدمت النوابض الموجودة في الأنابيب كمزامنات. يمكنك مشاهدة مقطع فيديو حول هذا في هذا الفيديو:

الآن انتهينا تقريبًا من النموذج الثاني ، تم إنشاء التفاصيل الخاصة به بالكامل من 0 وفقًا لرسوماتنا. آمل بحلول خريف عام 2013 أن نكمل التجميع وأن نتمكن من إظهار عامل LG ، بالإضافة إلى خصائصه الحقيقية.

حاولنا أن نثير اهتمام العديد من الشركات في تطويرنا. اتصلنا بمصانع سيارات مختلفة في أوكرانيا وروسيا. لكن في معظم الحالات ، سمعنا مثل هذه الكلمات التي تقول إن الفكرة من الدرجة الأولى ، لكن هذا المحرك لن ينهار ، كما يقولون ، أين سنحقق ربحًا إذا لم نكن بحاجة إلى إنتاج قطع غيار لها ، ويحتاج الإنتاج إلى يتم إعادة بنائه ، وهذا هو المال. عار على الوطن. بإطلاق مثل LG ، يمكن أن تصبح روسيا رائدة في بناء المحركات في غضون بضع سنوات. وهكذا نستمر في شراء السيارات الأجنبية ورفع الاقتصاد وإعطاء الوظائف لأناس ليسوا في بلادنا. أستطيع أن أقول على وجه اليقين أن مستقبل بناء المحرك يكمن في الآلات الخطية. الآن ، في بعض البلدان ، يتم تطوير محركات خطية مختلفة بنشاط: في أستراليا - PemPec Motors ، في إنجلترا - Libertine FPE Limited (عرض فيديو) ، في جمهورية التشيك - الجامعة التقنية التشيكية (موقع المشروع) ، في الولايات المتحدة الأمريكية - The Automotive معمل التحكم في الدفع (APCL) … لقد حانت اللحظة التي حصل فيها من قام أولًا على نعاله. الآن يمكننا أخيرًا أن نصبح الأوائل في هذا المجال ، لأن تصميم المولد الخطي لدينا أفضل بكثير من كل ما سبق ، سواء من حيث التصميم أو التشغيل.

بدأ العمل على LG في عام 2008. ولكن نظرًا للتكلفة الباهظة لطلب الأجزاء في نسخة واحدة ، يتم تنفيذها حتى يومنا هذا. خلال هذا الوقت ، تم تغيير التصميم عدة مرات. على سبيل المثال ، لقد تخلينا اليوم عن المزامن الميكانيكي بين المكابس الخارجية والداخلية ، وقدمنا التزامن فقط بسبب مقاومة حركة المكابس التي أنشأتها الملفات عند حقن التيار فيها. أيضًا ، عند إنشاء أجزاء لـ LG ، يمكنك مبدئيًا وضع القدرة على تغيير حجم غرفة الضغط ، وسيؤدي ذلك إلى حقيقة أنه في غضون ساعات قليلة ، دون تغيير التصميم ، يمكن نقل LG من العمل على البنزين ، على سبيل المثال ، للعمل على الكحول أو الزيت (في المحركات التقليدية ، إذا تم تطوير المحرك للبنزين ، فمن المستحيل نقله إلى وقود أكثر لزوجة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الحجم الثابت لغرفة الضغط). تم تطوير بعض الأشياء الصغيرة الأخرى التي تسمح لك بالتخلص من بعض العيوب الكامنة في هذا الهرمون اللوتيني. لسوء الحظ ، في عالم التجارة لدينا ، حيث يتم سرقة أي أفكار في غمضة عين ، لا يمكننا التحدث عن جميع الفروق الدقيقة في التصميم.

ومع ذلك ، إذا كان هناك شخص ما مهتمًا بإنتاج LG هذا ، فإليك جهات الاتصال للتواصل مع أحد مؤلفي هذا الإنشاء.

: oleg_goodzon

:

: 394774068

: +380966912777

مع أطيب التحيات ، أوليج جونياكوف وفلاديمير كوزنتسوف.