[image]

Превратим ДВС в электрогенератор

Моя идейка
 
1 2 3 4 5 6
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Что если каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания превратить в достаточно мощное электрогенерирующее устройство? Что, если нижнюю часть (далее объясню, почему именно нижнюю) поршня сделать из магнитного материала, а изнутри, в самих стенках цилиндра, делать катушки. Двигающийся в катушке магнит будет вызывать в ней ток. А учитывая скорости оборотов ДВС, ток будет очень нехреновым.

Несколько нюансов.

1. Нижняя часть поршня выбрана потому, что она наиболее удалена от поверхности поршня, контактирующей с раскаленными газами сгорания воздушно-топливной смеси. Между верхней частью и нижней может быть размещена прокладка... скажем, из кварца... должная обеспечить теплоизоляцию. Иначе есть риск что нагрев нарушит магнитные свойства нижней части поршня.

2. Обмотка катушки. Напрямую контактировать с обмоткой поршень не может. Поэтому, такой вариант. Делаем первичную оболочку тонкой, из керамики, потом проводим катушку, затем идет остальная часть стенки цилиндра.

3. Нижняя магнитная часть поршня имеет зазор между собой и стенкой цилиндра для предотвращения нагрева от трения.

4. Затем ток выпрямляется мостами, направляется на развязки бортовой сети автомобиля.

ЗЫ. Это не только путь избавиться от генератора, но и средство получить мощный гибрид ДВС и электродвигателя, который сам себя будет подпитывать (свою электрическую составляющую). Осталость только выяснить, насколько это все будет работать в условиях теплопередачи и масляной смазки.
   
+
-
edit
 
цилиндр будет частично экранировать и поглощать переменное магнитное поле движущегося поршня. Вообще есть патенты на свободно-поршневые (разновидность двс) генераторы имеено такого - возвратно поступательного принципа, но там разделены "газодинамическая" (поршни и т.п.) и электрическая часть
   

Aaz

модератор
★★☆
А чего ему не работать? Только, ИМХО, нужно делать нормальный поршень с "ножкой" (вместо шатуна), дабы отделить соленоид от "горячей" части.
И еще одно: цилиндры должны работать парами в противофазе - иначе вибрация будет большая.

Собственно, я до подобного дошел лет тридцать назад - только вместо соленоидов у меня были гидронасосы и колесные г/моторы.
   8.08.0
EE Татарин #12.07.2009 20:33  @AGRESSOR#12.07.2009 20:24
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AGRESSOR> Что если каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания превратить в достаточно мощное электрогенерирующее устройство? Что, если нижнюю часть (далее объясню, почему именно нижнюю) поршня сделать из магнитного материала, а изнутри, в самих стенках цилиндра, делать катушки. Двигающийся в катушке магнит будет вызывать в ней ток. А учитывая скорости оборотов ДВС, ток будет очень нехреновым.
Конкретно это решение не катит: цилиндр греется. Высокие температуры хреново сочетаются с качеством изоляции и высокой электропроводностью катушек. Качественные магниты при высоких температурах тоже не живут (см. "температура Кюри"). Для высокого КПД электромашины зазор между магнитом и катушкой должен быть минимальным (то есть, охлаждение туда не впендюрить), а рядом с магнитом не должно быть иных, "паразитных" проводящих материалов (наводимый в них магнитом ток - чистые потери).

А так-то - да... см. в сети "свободнопоршневый генератор".
Тут весь смысл в том, чтобы избавиться от коленвала и увеличить рабочую частоту ("обороты") поршня в цилиндре. Ибо при прочих равных высокая частота = высокая удельная мощность.
   2.0.172.332.0.172.33

AGRESSOR

литератор
★★★★★
ОК. Нобеля я не получу. Но хотя бы хотелось знать, о каких токах могла бы идти речь? Ну, если говорим о современных автомобильных движках V6 и V8. В среднем. Т.е. чисто геометрически если брать размеры поршня/цилиндра, существующие обороты и материалы проводников.
   
EE Татарин #12.07.2009 20:35  @Aaz#12.07.2009 20:32
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Aaz> А чего ему не работать? Только, ИМХО, нужно делать нормальный поршень с "ножкой" (вместо шатуна), дабы отделить соленоид от "горячей" части.
Да. БМВ, конец 30-х.
Ребят технология чуток подвела тогда. А направление было, ИМХО, очень верное.

Aaz> Собственно, я до подобного дошел лет тридцать назад - только вместо соленоидов у меня были гидронасосы и колесные г/моторы.
Да, вполне очевидная идея... если не вдаваться в подробности. :) А дьявол - в мелочах.
   2.0.172.332.0.172.33
+
-
edit
 

Anika

координатор
★★☆
AGRESSOR> Несколько нюансов.
Самый главный нюанс - номер два.
AGRESSOR> 2. Обмотка катушки. Напрямую контактировать с обмоткой поршень не может. Поэтому, такой вариант. Делаем первичную оболочку тонкой, из керамики, потом проводим катушку, затем идет остальная часть стенки цилиндра.
"Остальная часть" - монолитный металл? Так оно заблокирует всю рабочую обмотку.
Токи Фуко и всё такое, понимаешь ли...


Ага, я запоздал - выше уже высказались... ;)
   
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Anika> "Остальная часть" - монолитный металл? Так оно заблокирует всю рабочую обмотку.
Anika> Токи Фуко и всё такое, понимаешь ли...

Нет. Дальнейшая часть - тоже изолятор. Керамический. Затем что-нибудь цементирующее.
   
EE Татарин #12.07.2009 20:40  @AGRESSOR#12.07.2009 20:34
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AGRESSOR> ОК. Нобеля я не получу. Но хотя бы хотелось знать, о каких токах могла бы идти речь? Ну, если говорим о современных автомобильных движках V6 и V8. В среднем. Т.е. чисто геометрически если брать размеры поршня/цилиндра, существующие обороты и материалы проводников.
Причём тут токи? Как катушку намотаешь, такой ток и будет, дело-то - не в токе, а в мощности.
А так - хоть всю мощность ДВС снимай.
   2.0.172.332.0.172.33
US AGRESSOR #12.07.2009 20:42  @Татарин#12.07.2009 20:40
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Татарин> Причём тут токи? Как катушку намотаешь, такой ток и будет, дело-то - не в токе, а в мощности.

Геометрия сердечника и катушки уже роли не играет? Скорость движения сердечника через катушку?
   
+
-
edit
 

Anika

координатор
★★☆
AGRESSOR> Нет. Дальнейшая часть - тоже изолятор. Керамический. Затем что-нибудь цементирующее.
Таак... Представил я себе бетонный (не железобетонный - железа низзя!) блок цилиндров с фаянсовыми гильзами.
И стало мне не по себе %(
Может, пока лучше обойтись классическими генераторами? ;)
   
RU Aaz #12.07.2009 20:47  @Татарин#12.07.2009 20:35
+
-
edit
 

Aaz

модератор
★★☆
Aaz> Собственно, я до подобного дошел лет тридцать назад - только вместо соленоидов у меня были гидронасосы и колесные г/моторы.
Татарин> Да, вполне очевидная идея... если не вдаваться в подробности. :) А дьявол - в мелочах.
Угу. В гидравлике я уперся в то, что аксиальные г/моторы очень уж визжат. :)
Так что если только на танке или БТР такое использовать...
   8.08.0
RU Ведмедь #12.07.2009 20:53  @Anika#12.07.2009 20:46
+
-
edit
 

Ведмедь

модератор
★★
AGRESSOR>> Нет. Дальнейшая часть - тоже изолятор. Керамический. Затем что-нибудь цементирующее.
Anika> Таак... Представил я себе бетонный (не железобетонный - железа низзя!) блок цилиндров с фаянсовыми гильзами.

Не, керамика - это ничаво. Но сколько такое будет стоит?
   
US AGRESSOR #12.07.2009 20:55  @Ведмедь#12.07.2009 20:53
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Ведмедь> Не, керамика - это ничаво. Но сколько такое будет стоит?

Сколько стоил первый компьютер? :) Первый мобильник?
   
RU Ведмедь #12.07.2009 20:57  @AGRESSOR#12.07.2009 20:55
+
-
edit
 

Ведмедь

модератор
★★
Ведмедь>> Не, керамика - это ничаво. Но сколько такое будет стоит?
AGRESSOR> Сколько стоил первый компьютер? :) Первый мобильник?

Самое время сейчас внедрять новые материалы, да.
   
EE Татарин #12.07.2009 20:58  @AGRESSOR#12.07.2009 20:42
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Причём тут токи? Как катушку намотаешь, такой ток и будет, дело-то - не в токе, а в мощности.
AGRESSOR> Геометрия сердечника и катушки уже роли не играет? Скорость движения сердечника через катушку?
Влияет на мощность. Или, скажем так: о токе имеет смысл говорить только если мы договоримся сразу о том, какое число витков у катушки. Идея такая: при изменении магнитного поля в проводнике - генерируется ток. Ты можешь сделать один ТОЛСТЫЙ проводник и получить сразу весь этот ток в кольце.

Ты можешь разделить это кольцо на тысячу витков-колечек и ток поделится на них. Соединив эти колечки последовательно (ну, как и есть в обычной катушке) ты получишь на выводах катушки 1/1000 исходного тока и х1000 напряжение. Сто витков - 1/100 тока и х100 напряжение. Постоянна мощность, которую даёт катушка (ну, с кучей оговорок, конечно), а ток зависит от её параметров.
О токе применительно к неизвестной катушке тут говорить попросту неверно.
   2.0.172.332.0.172.33
EE Татарин #12.07.2009 21:01  @Ведмедь#12.07.2009 20:53
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Ведмедь> Не, керамика - это ничаво. Но сколько такое будет стоит?
Ну, строго говоря, японцы и немцы вовсю с керамическими гильзами балуются (ради повышения температуры и частичной рекуперации). Тут фишка в том, что сам подход неверный: во-первых, керамика там всё равно не спасёт, а во-вторых, это классический пример героического преодоления трудностей, созданых на ровном месте. :)

Достаточно вынести генератор из горячей зоны (как и сделано в патентах на свободнопоршневые) и эти проблемы исчезают.
   2.0.172.332.0.172.33
RU Ведмедь #12.07.2009 21:04  @Татарин#12.07.2009 21:01
+
-
edit
 

Ведмедь

модератор
★★
Татарин> Достаточно вынести генератор из горячей зоны (как и сделано в патентах на свободнопоршневые) и эти проблемы исчезают.

Теоретически - да. Проблемы температурные исчезают, начинаются компоновочные :) А в итоге выяснится, что лучше отдельного генератора нету :)
   
US AGRESSOR #12.07.2009 21:09  @Ведмедь#12.07.2009 21:04
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Ведмедь> А в итоге выяснится, что лучше отдельного генератора нету :)

Это лучше асинхронного трехфазного электродвигателя нету. Но вот беда с батарейками к нему (применительно к автоиндустрии). :)
   
EE Татарин #12.07.2009 21:12  @Ведмедь#12.07.2009 21:04
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Ведмедь> Теоретически - да. Проблемы температурные исчезают, начинаются компоновочные :) А в итоге выяснится, что лучше отдельного генератора нету :)
Пока так и есть. :) Идее скоро уж 70 лет стукнет. :)
   2.0.172.332.0.172.33
US AGRESSOR #12.07.2009 21:12  @Татарин#12.07.2009 20:58
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Татарин> Ты можешь сделать один ТОЛСТЫЙ проводник и получить сразу весь этот ток в кольце.

Это нереально. В смысле, физически верно, но практически едва ли это будет применимо.

Татарин> Ты можешь разделить это кольцо на тысячу витков-колечек и ток поделится на них. Соединив эти колечки последовательно (ну, как и есть в обычной катушке) ты получишь на выводах катушки 1/1000 исходного тока и х1000 напряжение. Сто витков - 1/100 тока и х100 напряжение. Постоянна мощность, которую даёт катушка (ну, с кучей оговорок, конечно), а ток зависит от её параметров.
Татарин> О токе применительно к неизвестной катушке тут говорить попросту неверно.

Я в курсе, как витки пропорционально влияют на ток. Я говорю о доступных проводниках, из которых можно сделать катушку-обмотку, чтобы получить опорное напряжение бортсети (12 или 42 вольта) с приличной мощностью. Полагаю, зная геометрию цилиндра/поршня и заданные параметры мощности/тока, уже можно говорить о витках. Или нет?
   
US AGRESSOR #12.07.2009 21:15  @Татарин#12.07.2009 21:01
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Татарин> Ну, строго говоря, японцы и немцы вовсю с керамическими гильзами балуются (ради повышения температуры и частичной рекуперации). Тут фишка в том, что сам подход неверный: во-первых, керамика там всё равно не спасёт, а во-вторых, это классический пример героического преодоления трудностей, созданых на ровном месте. :)

Хорошо, если мы говорим о гражданских авто. Там, быть может, все решается проще, существующими ныне методами. Но если говорить о технике с повышенным энергопотреблением, например, о военных или специальных машинах с дополнительным оборудованием, требующим электропитания. Обычно это решается с помощью электрогенератора или подвижной электростанции. Т.е. дополнительного массогабарита, будь он отдельный на прицепе или встроенный.
   
EE Татарин #12.07.2009 21:25  @AGRESSOR#12.07.2009 21:12
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Ты можешь сделать один ТОЛСТЫЙ проводник и получить сразу весь этот ток в кольце.
AGRESSOR> Это нереально. В смысле, физически верно, но практически едва ли это будет применимо.
Ну, реактивные электромашины на сверхпроводниках так и устроены. Там даже хуже бывает, бывает, что и кольца нет, просто болванка. :)

AGRESSOR> Я в курсе, как витки пропорционально влияют на ток. Я говорю о доступных проводниках, из которых можно сделать катушку-обмотку, чтобы получить опорное напряжение бортсети (12 или 42 вольта) с приличной мощностью. Полагаю, зная геометрию цилиндра/поршня и заданные параметры мощности/тока, уже можно говорить о витках. Или нет?
В общем, как предложено - ИМХО, для генератора это невыгодная, неудобная геометрия. Много паразитного пространства. Посмотри, как устроены простые линейные электродвигатели/генераторы (тут он и есть). Вот именно так и нужно. :)

Ну, можно говорить о десятках процентов от мощности двигателя (конечно, отдельный вопрос можно ли снять такую мощность на 12В вообще? :) ИМХО - нельзя).
   2.0.172.332.0.172.33
EE Татарин #12.07.2009 21:29  @AGRESSOR#12.07.2009 21:15
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AGRESSOR> Хорошо, если мы говорим о гражданских авто. Там, быть может, все решается проще, существующими ныне методами. Но если говорить о технике с повышенным энергопотреблением,
...то чем вариант с линейным генератором отличается от варианта с обычным генератором, который просто сидит на том же валу ДВС? :) Тем, что у линейных характеристики (в первую очередь - удельные, ватт на кг, к примеру) принципиально хуже?

Линейные генераторы ставят там, где они упрощают систему. Вот, скажем, выкинуть коленвал нафиг - ну, тут да, неизвестно, что перевесит: выгода или гемморой. Или, скажем, нагрузку на поршень и давление в цилиндре током профилировать - ну, тоже, возможно, какие-то бонусы будут.

А в твоём случае зачем это нужно?
   2.0.172.332.0.172.33
US AGRESSOR #12.07.2009 21:30  @Татарин#12.07.2009 21:25
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Татарин> В общем, как предложено - ИМХО, для генератора это невыгодная, неудобная геометрия. Много паразитного пространства. Посмотри, как устроены простые линейные электродвигатели/генераторы (тут он и есть). Вот именно так и нужно. :)

А если вести речь не о КПД, а об интеграции и экономии массы? Если доступный КПД уже покрывает потребности...
   
1 2 3 4 5 6

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru