Генератор электрической энергии на основе бескривошипного поршневого двигателя внутреннего сгорания

Область знаний: «Математика, Физика»

Тематика Энергопрорыв-2017: «Энергетические острова (remote microgrid) и энергосистемы быстрого разворачивания: энергосистемы изолированных поселений, инженерных объектов и экспедиций»

Социальная активность: 53

Команда + Вступить в команду

Описание

Поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) сегодня и на долгую перспективу останется одним из основных источников механической энергии. Повышая экономичность, ресурс работы и экологичность источника механической энергии мы соответственно улучшаем параметры и показатели энергетической установки в целом. Для совершенствования поршневого двигателя, где кривошипно-шатунный механизм уже исчерпал свои ресурсы, необходимо применение принципиально нового механизма воздействия на термодинамические параметры состояния рабочего тела двигателя, который бы позволил:

1. Исключить коленчатый вал и шатун, что уменьшит внешние габариты и снизит массу двигателя, что даст дополнительную мобильность энергетической установки.

2. Исключить нормальную силу, действующую на поршень, что уменьшает потери на трение, повышая ресурс работы.
3. Получить более высокую экономичность рабочего цикла ДВС, из-за меньших потерь на трение в паре поршень-гильза цилиндра. Таким образом получаем более высокий механический коэффициент полезного действия (КПД). Механический КПД на уровне 93-98 %, у двигателей с кривошипно-шатунным механизмом (КШМ) - 70%
4. Получить в 2 раза более высокие мощность и крутящий момент, при тех же значениях тактности, частоты вращения, среднего индикаторного давления, при использовании 2-х периодного кулачкового механизма.
5. Уменьшить в 4 раза степень неравномерности частоты вращения, при использовании 2-х периодного кулачкового механизма, по сравнению с ДВС с кривошипно-шатунным механизмом при тех же параметрах по тактности, частоты вращения и момента инерции вращающихся деталей. Меньшая степень неравномерности позволяет уменьшить массу и размеры маховика, и улучшить качество вырабатываемой генератором электрической энергии, без использования силовой электроники.
6. Снизить вибрацию и шумность двигателя, при использовании 2 поршней, движущихся в противофазе, что объясняется полной динамической уравновешенностью, вследствие симметричного протекания сил инерции.
7. Реализовать любое отношение хода поршня к диаметру цилиндра, из-за отсутствия шатуна.
8. Увеличить среднюю скорость поршня, без ущерба для ресурса, что увеличивает мощность.
9. Уменьшить тепловую нагруженность цилиндро-поршневой группы, из-за меньшей силы трения, действующей на поршень и осесимметричной конструкции поршня, что увеличивает ресурс энергетической установки и упрощает систему охлаждения, что существенно удешевляет конструкцию.

10. Использовать подпоршневую полость в качестве рабочей, из-за наличия штока, что даёт двухкратное увеличение мощности, при тех же габаритах.

В чем нуждается проект

В финансовой поддержке для создания лабораторного образца и проведения его стендовых испытаний.

Что может предложить проект

Создание энергетической установки с применением принципиально нового поршневого двигателя, который позволит увеличить ресурс работы, повысить качество электроэнергии, улучшить её (энергетическая установка) экономичность и экологичность в целом.

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария