موتور خطی در وسایل نقلیه کمپرسور خطی

خودرو موتور خطی

از لینک اولیه معمولی موتورهای احتراق داخلی برای ما - پیستون را رفت و برگشتی حرکت است. سپس این جنبش با کرانک مکانیزم است به یک چرخشی تبدیل شده است. در برخی از دستگاه های، اولین و آخرین لینک یکی نوع جنبش.  

به عنوان مثال، در موتور ژنراتور به حرکت رفت و برگشتی برای اولین بار لازم نیست به یک چرخشی تبدیل، و پس از آن، در نوسانگر از این حرکت چرخشی برای استخراج یک جزء راست، به عنوان مثال انجام دو تحول مخالف است.

توسعه مدرن از تجهیزات الکترونیکی از مبدل می تواند به مصرف کننده ولتاژ خروجی ژنراتور الکتریکی خطی، این امکان را به ارائه یک دستگاه که در آن بخشی از یک مدار الکتریکی بسته انجام هیچ حرکت دورانی در یک میدان مغناطیسی، و یک میله رفت و برگشتی با موتور احتراق داخلی اقتباس شده است. نمودارها برای توضیح اصل بهره برداری از سنتی و ژنراتور خطی نشان داده شده در شکل 1.

شکل 1. نمودار خطی و یک ژنراتور معمولی است.

در ژنراتور ولتاژ معمولی استفاده شده است برای به دست آوردن یک قاب سیم، یک میدان مغناطیسی دوار و در حال حرکت با نیروی محرکه خارجی تنظیم شده است. ژنراتور ارائه شده، قاب سیم خطی در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند. این متکی بر تفاوت های مشکوک کوچک است و قادر می سازد، بطور قابل توجهی برای ساده سازی و کاهش هزینه های نیروی محرکه در هنگام استفاده از یک موتور احتراق داخلی در کیفیت آن است.

همچنین، در یک کمپرسور رفت و برگشتی رانده شده توسط یک موتور پیستونی، آن را می سازد حرکت ورودی و خروجی عضو رفت و برگشتی، شکل 2.

شکل 2. رانندگی و کمپرسور خطی معمولی است.

مزایای استفاده از موتور خطی

1. اندازه کوچک و وزن، با توجه به عدم وجود کرانک مکانیزم است.
2. MTBF بالا، با توجه به عدم وجود یک مکانیسم میل لنگ، و با حضور تنها بارهای طولی.
3. قیمت پایین، با توجه به عدم وجود یک مکانیسم میل لنگ.
4. از ساخت - برای قطعات فقط نیاز کار عملیات و فرز است.
5. امکان انتقال به نوع دیگری از سوخت بدون توقف موتور.

کنترل سیستم جرقه زنی با فشار در طول فشرده سازی مخلوط کاری.

در یک موتور معمولی برای تهیه برق ولتاژ (فعلی) به شمع جرقه باید برآورده شود دو شرط:

- شرط اول است علم الحرکات از کرانک مکانیزم تعیین - باید در پیستون از نقطه مرگ بالا (بدون زمان جرقه) می باشد.

- شرط دوم توسط چرخه ترمودینامیکی تعیین - فشار در محفظه احتراق، قبل از چرخه عامل، باید سازگار با سوخت.

به طور همزمان دو شرط بسیار دشوار است. هنگامی که هوا یا مخلوط، نشت گاز فشرده به محفظه احتراق از طریق رینگ پیستون، و دیگران فشرده. فشرده سازی کندتر (محور موتور می چرخد آهسته تر)، نشت بالاتر است. فشار در محفظه احتراق قبل از چرخه وظیفه کمتر از چرخه عملیاتی مطلوب می شود و در شرایط بهینه وجود دارد. راندمان موتور می افتد. این است که، به ارائه یک بهره وری بالا از موتور تنها در یک محدوده باریک از سرعت چرخش شفت خروجی امکان پذیر است.

بنابراین، برای مثال، بازده موتور در ایستاده حدود 40٪ است و در شرایط واقعی بر روی وسیله نقلیه در شرایط مختلف رانندگی، این مقدار می افتد به حدود 10 ... 12٪.

در موتور خطی است مکانیزم لنگ نیست، بنابراین لازم است به انجام برسانند شرط اول، مهم نیست که در آن چرخه کار پیستون، تا به ارزش تنها فشار گاز در محفظه احتراق به چرخه کار. بنابراین، اگر ولتاژ تغذیه (فعلی) در شمع را به موقعیت از پیستون و فشار در محفظه احتراق را کنترل کنید، چرخه (جرقه) همیشه در فشار بهینه شروع خواهد شد، صرف نظر از فرکانس از موتور، شکل 3.

شکل 3. کنترل سیستم جرقه زنی با استفاده از فشار در سیلندر در "فشرده سازی" چرخه.

بنابراین، در هر حالت از بهره برداری از موتور خطی، ما یک منطقه حداکثر حلقه چرخه ترمودینامیکی کارنو، به ترتیب، و راندمان بالا در حالت های مختلف کارکرد موتور.

کنترل احتراق با فشار در محفظه احتراق، همچنین اجازه می دهد "بدون درد" سوئیچ به سایر سوخت. به عنوان مثال، انتقال از سوخت با اکتان بالا به گونه اکتان پایین، یک موتور خطی، آن را تنها لازم به فرمان سیستم جرقه زنی برای تامین ولتاژ (فعلی) در جرقه موتور در فشار پایین تر رخ می دهد است. در یک موتور معمولی آن برای تغییر ابعاد هندسی از پیستون یا سیلندر بود.

پیاده سازی کنترل فشار احتراق در سیلندر با استفاده از

یک روش فشار پیزوالکتریک یا خازنی.

سنسور فشار به عنوان یک واشر، تحت مهره از ناودانی سر سیلندر، شکل قرار داده شده طراحی شده است. 3. نیروی فشار گاز در محفظه اعمال فشرده سازی بر روی سنسور فشار، است که تحت مهره چفت و بست از سر سیلندر. و اطلاعات در مورد فشار در محفظه فشرده سازی به واحد جرقه زنی کنترل زمان بندی منتقل می شود. هنگامی که فشار در محفظه مربوط به فشار احتراق سوخت، سیستم جرقه زنی ارائه یک ولتاژ (در حال حاضر) به شمع جرقه. با افزایش چشمگیر در فشار است که مربوط به آغاز چرخه کار، سیستم جرقه زنی حذف ولتاژ (فعلی) شمع جرقه. اگر هیچ افزایش فشار از طریق یک زمان از پیش تعیین شده، مربوط به عدم وجود آغاز چرخه کار، سیستم جرقه زنی ارائه یک سیگنال کنترل از روشن کردن موتور. همچنین، در سیلندر خروجی سنسور فشار به منظور تعیین فراوانی بهره برداری از موتور و تشخیص آن (فشرده سازی تعریف و غیره) استفاده می شود.

نیروی فشرده سازی به طور مستقیم به فشار در محفظه احتراق متناسب است. پس از فشار در هر یک از سیلندرهای مخالف، می شود نه کمتر از پیش تعیین شده (بسته به نوع سوخت مورد استفاده)، سیستم کنترل ارائه یک فرمان برای اشتعال مخلوط قابل احتراق. در صورت لزوم، به سوخت دیگر، تغییر ارزش مجموعه (مرجع) فشار.

همچنین، تنظیم لحظه ای از احتراق از مخلوط قابل احتراق ممکن است در حالت اتوماتیک، به مثابه در یک موتور معمولی است. سنسور ضربه - در سیلندر یک میکروفون قرار داده است. میکروفون تبدیل ارتعاشات صدا مکانیکی بدنه سیلندر را به یک سیگنال الکتریکی می باشد. فیلتر دیجیتال از این مجموعه ای از مبالغ ولتاژ سینوسی، حذف هارمونیک (موج سینوسی) مربوط به حالت ضربه. هنگامی که سیگنال خروجی از فیلتر مربوط به ظاهر از انفجار در سیستم مدیریت موتور ارزش سیگنال مرجع که مربوط به فشار احتراق از مخلوط قابل احتراق کاهش می دهد. در صورت عدم وجود یک سیگنال مربوط به سیستم کنترل انفجار، پس از مدتی افزایش می دهد سیگنال مقدار مرجع، که مربوط به فشار احتراق از مخلوط قابل احتراق، تا زمانی که فرکانس انفجار قبلی است. باز هم، فرکانس ظاهر قبل سیستم انفجار سیگنال مرجع، که مربوط به احتراق کاهش فشار به bezdetonatsionnogo احتراق کاهش می دهد. بنابراین، سیستم جرقه زنی سازگار به نوع سوخت استفاده می شود.

اصل بهره برداری از موتور خطی.

اصول عملکرد خطی دارد و شبیه موتور احتراق داخلی معمولی، بر اساس اثر انبساط حرارتی گازهای ناشی در طول احتراق مخلوط سوخت و هوا و حرکت پیستون در سیلندر اجازه. شاتون انتقال حرکت رفت و برگشتی راست پیستون را به ژنراتور الکتریکی خطی، یا کمپرسورهای پیستون.

ژنراتور خطی، شکل 4، آن را از دو جفت از کار پیستون در antiphase، که باعث می شود این امکان را به تعادل موتور تشکیل شده است. هر جفت از پیستون به شاتون متصل می شود. شاتون است به حالت تعلیق بلبرینگ های خطی و رایگان برای نوسان است، همراه با پیستون در مسکن ژنراتور. پیستون ها در سیلندر از موتور احتراق داخلی قرار داده است. پاکسازی سیلندر از طریق پورت مهار، تحت تاثیر یک فشار کوچک تولید شده در محفظه predpusknoy. میله دفع در بخشی متحرک مدار مغناطیسی ژنراتور. زمینه های پیچ در پیچ تولید شار مغناطیسی مورد نیاز برای تولید جریان الکتریکی است. هنگامی که حرکت رفت و برگشتی شاتون، و با آنها بخشی از مدار مغناطیسی، مسیر مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ تحریک تقاطع ژنراتور برق ثابت پیچ در پیچ، القای آن ولتاژ و جریان (در صورت بسته مدار الکتریکی).

شکل 4. بنزین خطی.

کمپرسور خطی، شکل 5، آن را از دو جفت از کار پیستون در antiphase، که باعث می شود این امکان را به تعادل موتور تشکیل شده است. هر جفت از پیستون به شاتون متصل می شود. شاتون بر بلبرینگ های خطی معلق و رایگان به نوسان همراه با پیستون در مسکن است. پیستون ها در سیلندر از موتور احتراق داخلی قرار داده است. پاکسازی سیلندر از طریق پورت مهار، تحت تاثیر یک فشار کوچک تولید شده در محفظه predpusknoy. هنگامی که حرکت رفت و برگشتی شاتون، و با آن کمپرسور پیستون، هوا تحت فشار به گیرنده کمپرسور تغذیه می کند.

شکل 5. کمپرسور خطی.

چرخه عملیاتی موتور است که در دو دوره انجام شده است.

1. سکته مغزی فشرده سازی. پیستون حرکت می کند از نقطه مرده پایین پیستون به سمت نقطه مرده بالا از پیستون، بسته شدن پورت مهار است. پس از بسته شدن پورت مهار پیستون، تزریق سوخت رخ می دهد و فشرده سازی مخلوط سوخت و هوا در داخل سیلندر شروع می شود. در خلاء محفظه predpusknoy تحت پیستون تحت عمل که هوا از طریق دریچه باز به predpusknuyu محفظه عرضه ایجاد شده است.

2. سکته مغزی درایت. وقتی پیستون در نزدیکی مرگ بالا است، مخلوط سوخت فشرده با یک جرقه الکتریکی از یک جرقه مشتعل، باعث دما و فشار را افزایش می دهد گاز به شدت. تحت تاثیر انبساط حرارتی از حرکت پیستون به سمت گازهای نقطه مرده پایین جایی که گازها انجام کار مفید است. به طور همزمان، پیستون فشار در محفظه predpusknoy ایجاد می کند. تحت عمل شیر فشار بسته است، جلوگیری بنابراین هوا به به منیفولد ورودی.

سیستم تهویه

هنگامی که کار از سکته مغزی در داخل سیلندر، شکل 6 سکته مغزی، پیستون با فشار در محفظه احتراق، در جهت نشان داده شده توسط فلش حرکت می کند. تحت تاثیر فشارهای بیش از حد در محفظه predpusknoy، دریچه بسته است، و هوا است که در اینجا فشرده سازی سیلندر برای تهویه. پس از رسیدن به پیستون (حلقه فشرده سازی) از پورت مهار، شکل 6 ضربه فشار در محفظه احتراق سقوط به شدت، و با بیشتر حرکت می کند پیستون میله توسط اینرسی، به عنوان مثال جرم بخش متحرک ژنراتور نقش یک چرخ لنگر در یک موتور معمولی بازی می کند. در این طور کامل باز کردن پورت روبش و هوای فشرده در محفظه predvpusknoy به دلیل اختلاف فشار (اتاق predpusknoy فشار و فشار اتمسفر)، تصفیه سیلندر. علاوه بر این، با ظرفیت در سیلندر مخالف، گردش تراکم انجام می شود.

هنگامی که پیستون در حالت فشرده سازی، فشرده سازی، شکل 6 فشرده سازی پیستون بسته پورت تنظیف، تزریق سوخت مایع است، انجام در این لحظه هوا در محفظه احتراق تحت فشار کمی از آغاز چرخه فشرده سازی. با فشرده سازی بیشتر، زمانی که فشار از یک مخلوط سوخت تراکم به مرجع (تعیین شده برای یک نوع سوخت داده شده) برای یک الکترود شمع خواهد شد تغذیه ولتاژ به رخ می دهند در مخلوط احتراق برابر می شود عامل چرخه و روند تکرار می شود. در این موتور احتراق داخلی یک پیستون تنها دو کواکسیال و مخالف متمایل و سیلندر، مکانیکی به هم پیوسته است.

شکل 6. سیستم تهویه موتور خطی.

پمپ سوخت

رانندگی پمپ سوخت از یک ژنراتور الکتریکی خطی یک سطح بادامک، که بین پیستون پمپ و پمپ غلتکی بدن غلتکی، شکل گریبانگیر است. 7. سطح بادامک می رفت و برگشتی حرکت همراه با یک شاتون از موتور احتراق داخلی، و هل پیستون و غلطک پمپ در هر سیکل ساعت، در جایی که پیستون پمپ حرکت می کند نسبت به سیلندر پمپ و سوخت در آغاز چرخه فشرده سازی رخ می دهد خروج بخش نازل به یک تزریق سوخت. برای تغییر مقدار خارج سوخت در هر سکته مغزی، سطح طب مکمل و جایگزین است چرخش حول محور طولی انجام شده است. با چرخاندن نسبی سطح بادامک به محور طولی، غلطک پیستون پمپ و غلطک بدن پمپ در فاصله های مختلف منتقل و یا از هم جدا نقل مکان کرد (بسته به جهت چرخش) برای تغییر این دوره از پمپ سوخت بخش پیستون و تغییر سوخت خارج شده است. چرخش reciprocatingly حرکت بادامک حول محور خود با استفاده از یک شفت ثابت که به تعامل با طب مکمل و جایگزین با استفاده از بلبرینگ های خطی. بنابراین، طب مکمل و جایگزین عمل رفت و، و شفت ثابت باقی مانده است. زمانی که محور حول محور آن با تبدیل سطح طب مکمل و جایگزین در مورد محور خود و حرکت پمپ سوخت چرخش تغییر کرده است. وال تغییر بخش تزریق سوخت است رانده موتور پله یا دستی.

شکل 7. پمپ سوخت ژنراتور خطی.

رانندگی پمپ سوخت از کمپرسور خطی، آن را نیز یک سطح بادامک ساندویچ بین هواپیما و هواپیما از پیستون پمپ از مسکن پمپ، شکل 8. سطح بادامک از حرکت چرخشی رفت و برگشتی با دنده شفت از زمان موتور احتراق داخلی، و هل هواپیما از پیستون و پمپ در هر سکته مغزی، پیستون پمپ حرکت می کند نسبت به سیلندر پمپ و سوخت در آغاز چرخه فشرده سازی رخ می دهد بخش نازل تخلیه به تزریق سوخت . زمانی که کمپرسور خطی بدون نیاز به تغییر مقدار سوخت خارج است. ذخیره ی انرژی، که می تواند قله های حداکثر بار صاف - کار از کمپرسور خطی است که تنها در یک جفت با گیرنده قابل درک باشد. بنابراین، بهتر است آن را برای نمایش موتور کمپرسور خطی تنها دو حالت است: حالت بار بهینه و حالت آماده به کار. سوئیچینگ بین این دو حالت با استفاده از دریچه های الکترومغناطیسی، سیستم کنترل انجام می شود.

شکل 8. پمپ سوخت از کمپرسور خطی.

راه اندازی سیستم

سیستم راه اندازی از موتور خطی است، انجام شود در یک موتور معمولی از طریق درایو و باتری انرژی است. شروع با استارت معمولی موتور (موتور) و یک (واحد ذخیره سازی قدرت) چرخ لنگر رخ می دهد. شروع موتور خطی با استفاده از یک کمپرسور الکتریکی خطی و گیرنده ماشه، شکل 9.

شکل 9. سیستم راه اندازی.

در راه اندازی، شروع پیستون کمپرسور، هنگامی که انرژی، حرکت می کند به تدریج با توجه به سیم پیچ های میدان الکترومغناطیسی و پس از آن به حالت اصلی خود بهار. پس از پمپاژ تا گیرنده 8 ... 12 اتمسفر، مواد غذایی است از ترمینال برداشته شود، و راه اندازی موتور کمپرسور آماده برای راه اندازی است. شروع شده توسط تامین هوای فشرده به موتور خطی محفظه predvpusknye رخ می دهد. عرضه هوا با استفاده از دریچه های الکترومغناطیسی که کنترل بهره برداری از سیستم کنترل انجام شده است.

از آنجا که سیستم کنترل اطلاعاتی ندارد که در آن موقعیت میله های موتور قرار گرفته است، قبل از شروع، عرضه فشار هوا بالا به اتاق های پیش باز، به عنوان مثال از سیلندر های دور افتاده، تضمین می کند که پیستون ها قبل از شروع موتور مجددا به وضعیت اصلی خود بازگشته اند.

سپس، هوا فشار بالا به داخل اتاق بازپرسیون از سیلندرهای متوسط وارد می شود، بنابراین تهویه سیلندر قبل از شروع.

پس از این، هوا فشار بالا دوباره به اتاق بازپرسیون از سیلندر های خارجی به موتور شروع می شود. به محض این که شروع به کار (سنسور فشار فشار بالا را در محفظه احتراق مربوط به چرخه عملیاتی نشان می دهد)، سیستم کنترل از طریق گیره های الکترومغناطیسی از دریافت کننده شروع را خاموش می کند.

سیستم هماهنگ سازی

هماهنگ سازی کار میله های اتصال موتور خطی با استفاده از یک چرخ دنده هماهنگ کننده و یک جفت قفسه دنده، انجیر انجام می شود. 10 متصل به بخش حرکتی مدار مغناطیسی ژنراتور یا پیستونهای کمپرسور. چرخ دندانه به طور همزمان درایو پمپ روغن است، بدین ترتیب روغن اجباری اجزای اصطکاک موتور خطی انجام می شود.

شکل 10. هماهنگ سازی میلگردهای ژنراتور.

کاهش جرم مدار مغناطیسی و مدار پیچاندن سیم پیچ ژنراتور.

ژنراتور یک ژنراتور بنزینی خطی یک ماشین الکتریکی همزمان است. در یک ژنراتور معمولی، روتور چرخش می یابد و جرم بخش حرکتی مدار مغناطیسی مهم نیست. در یک ژنراتور خطی، بخش متحرک مدار مغناطیسی، حرکت همراه با موتور موتور احتراق داخلی را انجام می دهد، و جرم بالا بخش قابل جابجایی مدار مغناطیسی، کارکرد ژنراتور را غیر ممکن می سازد. لازم است روش جابجایی بخش حرکتی مدار مغناطیسی ژنراتور را پیدا کنید.

شکل 11. ژنراتور.

به منظور کاهش جرم قسمت متحرک مدار مغناطیسی، لازم است که ابعاد هندسی آن را کاهش دهیم، به این ترتیب حجم و جرم، شکل 11، به ترتیب کاهش می یابد، اما پس از آن، جریان شار مغناطیسی تنها از روی پیچ در یک جفت پنجره به جای پنج عبور می کند، این معادل شار مغناطیسی است که از طریق هادی پنج برابر کوتاه تر ، و ولتاژ خروجی (قدرت) 5 برابر می شود.

برای جبران افت ولتاژ ژنراتور، لازم است تعداد چرخش ها در یک پنجره اضافه شود، به طوری که طول سیم پیچ سیم پیچ همانند نسخه اصلی ژنراتور، شکل 11 می شود.

اما برای اینکه تعداد بیشتری از نوسان در یک پنجره با ابعاد هندسی بدون تغییر تغییر کند، لازم است که سطح مقطع هادی را کاهش دهیم.

با بار ثابت و ولتاژ خروجی، بار حرارتی این هادی در این مورد افزایش می یابد و بهینه تر می شود (جریان باقی می ماند و عرض تقریبا 5 برابر آن کاهش می یابد). این امر در صورتی خواهد بود که پیچ ها از پنجره ها بصورت سری به هم متصل شوند، یعنی زمانی که جریان بار از طریق تمام سیم ها به طور همزمان جریان می یابد، همانند یک ژنراتور معمولی. اما اگر به بار متناوبا فقط جفت پنجره پیچشی که در حال حاضر توسط شار مغناطیسی عبور می کند وصل شود، این سیم پیچ در چنین مدت کوتاهی زمان لازم برای گرم شدن را ندارد، زیرا فرایندهای حرارتی به صورت غیر مستقیم هستند. به این ترتیب، شما باید به طور متناوب به بار تنها قسمت آن از سیم پیچ ژنراتور (یک جفت قطب)، که از طریق شار مغناطیسی عبور می کند، بقیه زمان آن را خنک نگه دارید. بنابراین، بار همیشه در سری تنها با یک پیچ از ژنراتور متصل می شود.  

در این مورد، مقدار مؤثر جریان جریان از طریق سیم پیچ ژنراتور از نظر بهینه گرمایش هادی از مقدار مطلوب تجاوز نمی کند. بنابراین، ممکن است به طور قابل توجهی، نه بیش از 10 بار، جرم نه تنها بخش حرکتی مدار مغناطیسی ژنراتور را کاهش دهد، بلکه جرم قسمت ثابت مدار مغناطیسی نیز کاهش می یابد.

سوئیچینگ سیم پیچ ها با کمک کلید های الکترونیکی انجام می شود.

به عنوان کلید، برای متناوب وصل کردن پیچ های ژنراتور به بار، دستگاه های نیمه هادی - تریستور (triacs) استفاده می شود.

ژنراتور خطی، این یک ژنراتور معمولی مستقر است، شکل. 11

به عنوان مثال، در فرکانس مربوط به 3000 سیکل / دقیقه و یک میله اتصال 6 سانتی متر، هر سیم پیچ برای 0.00083 ثانیه، 12 برابر بیشتر از جریان نامی گرم، زمان باقی مانده تقریبا 0.01 ثانیه است، این سیم پیچ خنک می شود. همانطور که فرکانس عامل کاهش می یابد، زمان گرمایش افزایش می یابد، اما، بر این اساس، جریان جریان از طریق سیم پیچ و از طریق بار کاهش می یابد.  

یک تریاک یک سوئیچ است (می تواند یک مدار الکتریکی را خاموش یا باز کند). بستن و باز کردن اتوماتیک است. در عمل، همانطور که شار مغناطیسی شروع به عبور از سیم پیچ ها می کند، ولتاژ القا شده در انتهای سیم پیچ ظاهر می شود که منجر به بستن مدار الکتریکی می شود (باز کردن ترایک). سپس، هنگامی که جریان شار مغناطیسی از پیچ های سیم پیچ بعدی عبور می کند، افت ولتاژ در امتداد الکترودهای ترایاک منجر به باز شدن مدار الکتریکی می شود. بنابراین، در هر نقطه زمانی، بار همیشه در ادامه، به طور پیوسته، تنها با یک سیم پیچ ژنراتور است.

در شکل 12 مونتاژ نقاشی ژنراتور بدون سیم پیچ را نشان می دهد.

اکثر جزئیات موتورهای خطی با یک سطح انقلاب شکل می گیرد، یعنی آنها دارای اشکال استوانه ای هستند. این باعث می شود که آنها را با استفاده از ارزان ترین و مسئولیت خودکار عملیات تراشکاری تولید کنند.

شکل 12. مونتاژ نقاشی ژنراتور.

مدل ریاضی یک موتور خطی

مدل ریاضی یک ژنراتور خطی بر اساس قانون حفاظت از انرژی و قوانین نیوتن است: در هر لحظه از زمان، در t0 و t1، برابری نیروهایی که بر روی پیستون عمل می کنند، باید تضمین شود. پس از یک مدت کوتاه، تحت عمل نیروی حاصل، پیستون فاصلهی مشخصی را حرکت میدهد. در این بخش کوتاه ما فرض می کنیم که پیستون در یک سرعت به همان اندازه شتاب حرکت کرد. ارزش تمام نیروها طبق قوانین فیزیک تغییر خواهد کرد و از فرمول های شناخته شده محاسبه می شود

[کتاب مرجع در مورد فیزیک: کوهلینگ ه. پرو. با او 2 nd ed. - مسکو: میر، 1985. - 520 p.، Ill.]. تمام داده ها به صورت خودکار در یک جدول ثبت می شوند، به عنوان مثال در اکسل. بعد از این، t0 مقدار t1 را تعیین می کند و چرخه تکرار می شود. به عبارت دیگر، ما یک عمل لگاریتمی را انجام می دهیم.

یک مدل ریاضی یک جدول است، به عنوان مثال، در یک برنامه اکسل، و یک نقاشی مونتاژ (طرح) ژنراتور. در طرح، ابعاد خطی و مختصات سلول های جدول در Excel نیستند. ابعاد خطی مربوط به آن به جدول وارد شده و برنامه محاسبه و ساخت گراف حرکت حرکت پیستون را در ژنراتور مجازی محاسبه و ایجاد می کند. یعنی با جایگزینی ابعاد: قطر پیستون، حجم محفظه قبل از ورودی، ضربه پیستون به پنجره های تمیز کردن و غیره، ما نمودار هایی از وابستگی فاصله، سرعت و شتاب حرکت حرکت پیستون را در زمان دریافت می کنیم. این باعث می شود تقریبا صدها گزینه را محاسبه کنید و بهترین گزینه را انتخاب کنید.

شکل سیمهای سیم پیچ ژنراتور

لایه سیم از یک پنجره از یک ژنراتور خطی، در مقایسه با یک ژنراتور معمولی، در یک هواپیما پیچ خورده در یک مارپیچ قرار دارد، بنابراین سادهتر است سیم پیچ را با سیمهای غیر مقطع دایره ای بپوشاند، اما مستطیل شکل، یعنی سیم پیچ یک ورق مس مجهز به مارپیچ است. این باعث می شود که فاکتور پر شدن پنجره افزایش یابد و همچنین قدرت مکانیکی سیم پیچ ها را به طور قابل توجهی افزایش دهد. لازم به ذکر است که سرعت میله ی اتصال و به همین ترتیب بخش حرکتی مدار مغناطیسی یکسان نیست. این بدان معنی است که خطوط القای مغناطیسی از پیچاندن پنجره های مختلف با سرعت های مختلف عبور می کنند. برای استفاده از سیمهای پیچیده، تعداد چرخشهای هر پنجره باید با سرعت شار مغناطیسی در نزدیکی این پنجره (سرعت اتصال میله) مطابقت داشته باشد. تعداد پیچ های سیم پیچ هر پنجره با توجه به وابستگی سرعت میله ی اتصال به فاصله ی عبور از میله ی اتصال انتخاب شده است.

همچنین برای ولتاژ یکنواخت جریان تولید شده، می توان سیم پیچ هر پنجره را با یک ورق مس با ضخامت های مختلف بپوشاند. در منطقه ای که سرعت میله اتصال بزرگ نیست، سیم پیچ توسط یک صفحه از ضخامت کوچکتر انجام می شود. تعداد بیشتری از سیم پیچ ها در پنجره جا می شود و در سرعت پایین اتصال میله در این بخش ژنراتور یک ولتاژ متناسب با جریان در بخش های با سرعت بالا تولید می کند، اگرچه جریان تولید شده بسیار پایین تر خواهد بود.

استفاده از یک ژنراتور قدرت خطی

کاربرد اصلی ژنراتور توصیف شده، منبع تغذیه بی وقفه در نیروگاه های کوچک است که به تجهیزات متصل می تواند برای مدت زمان طولانی در صورت شکست ولتاژ منبع تغذیه یا زمانی که پارامترهای آن از تحرک خارج می شود کار کند.

ژنراتورهای الکتریکی می توانند برای تامین انرژی الکتریکی به تجهیزات الکتریکی صنعتی و خانگی، در نبود شبکه های الکتریکی و به عنوان یک واحد قدرت برای خودرو (ماشین هیبریدی)، به عنوان یک ژنراتور انرژی الکتریکی همراه استفاده شود.

به عنوان مثال، ژنراتور انرژی الکتریکی به شکل یک دیپلمات (چمدان، کیسه). کاربر با او به مکان هایی می رسد که شبکه های الکتریکی (ساخت و ساز، پیاده روی، خانه های کشور و ...) وجود ندارد. در صورت لزوم، با فشار دادن دکمه «شروع»، ژنراتور شروع به کار می کند و برق را به دستگاه های برق متصل وصل می کند: ابزار قدرت، دستگاه ها این یک منبع عادی انرژی الکتریکی است، بسیار ارزان تر و ساده تر از آنالوگها.

استفاده از موتورهای خطی امکان ایجاد یک ماشین سبک و ارزان، آسان برای کار و مدیریت را می دهد.

خودرو با ژنراتور الکتریکی خطی

وسیله نقلیه با یک ژنراتور الکتریکی خطی یک ماشین دوگانه (250 کیلوگرم) است. شکل. 13

شکل 13. ماشین با یک ژنراتور بنزینی خطی.

هنگام کنترل، تغییر سرعت (دو پدال) لازم نیست. با توجه به این که ژنراتور میتواند حداکثر توان را توسعه دهد، حتی زمانی که "شروع" از محل (بر خلاف یک ماشین متعارف)، ویژگیهای اورکلاک، حتی با قدرت موتور کوچک کشش، عملکرد بهترتری نسبت به ویژگیهای مشابه خودروهای متعارف دارند. اثر تقویت سیستم فرمان و سیستم ABS به طور برنامه ریزی به دست می آید، به طوری که تمام آهن مورد نیاز در حال حاضر وجود دارد (درایو بر روی هر چرخ اجازه می دهد تا شما را کنترل گشتاور یا گشتاور ترمز چرخ، مثلا هنگام چرخش استوانه، گشتاور بین فرمان راست و چپ توزیع شود، ، راننده فقط اجازه می دهد تا آنها را به نوبه خود، یعنی، کنترل زحمت). طرح بلوک اجازه می دهد تا شما را به ترتیب ماشین را بر اساس درخواست مصرف کننده (شما به راحتی می توانید جایگزین ژنراتور برای چند قدرتمند تر).

این ماشین عادی بسیار ارزان تر و ساده تر از آنالوگ است.

امکانات - سهولت مدیریت، ارزان بودن، شماره گیری سریع، قدرت تا 12 کیلو وات، درایو تمام چرخ (خودرو بدون جاده).

وسیله نقلیه با ژنراتور پیشنهادی، به دلیل شکل خاص ژنراتور، دارای یک مرکز جاذبه بسیار کم است، بنابراین هنگام رانندگی ثبات بالایی دارد.

همچنین چنین وسیله نقلیه ویژگی های شتاب بسیار بالا دارد. در وسیله نقلیه پیشنهادی، حداکثر قدرت واحد قدرت را می توان برای کل دامنه سرعت استفاده کرد.

توده توزیع واحد قدرت بدن را بارگیری نمی کند، بنابراین می توان آن را ارزان، آسان و ساده ساخته است.

موتور کششی وسیله نقلیه، که در آن یک ژنراتور الکتریکی خطی به عنوان واحد قدرت استفاده می شود، باید شرایط زیر را داشته باشد:

- سیم پیچ های قدرت موتور باید به طور مستقیم (بدون یک اینورتر) به ترمینال های ژنراتور متصل شود (برای افزایش کارایی انتقال الکتریکی و کاهش قیمت مبدل فعلی)؛

- سرعت چرخش شافت خروجی موتور باید در طیف گسترده ای تنظیم شود و نباید به فرکانس ژنراتور بستگی داشته باشد.

- موتور باید یک زمان کار بالا برای شکست داشته باشد، یعنی در عملیات قابل اطمینان باشد (جمع آوری ندارد)؛

- موتور باید ارزان باشد (ساده)

- موتور باید با سرعت کم شفت خروجی گشتاور بالا داشته باشد؛

- موتور باید یک توده کوچک داشته باشد.

مدار برای چرخاندن چنین موتورها در شکل 1 نشان داده شده است. 14. با تغییر قطر عرضه سیم پیچ روتور، گشتاور روتور را به دست می آوریم.

همچنین با تغییر اندازه و قطر عرضه سیم پیچ روتور، چرخش روتور نسبت به میدان مغناطیسی استاتور به دست می آید. با کنترل جریان عرضه سیم پیچ روتور، کنترل لغزش در محدوده 0 ... 100٪ رخ می دهد. منبع تغذیه سیم پیچ روتور تقریبا 5٪ از قدرت موتور است، بنابراین مبدل جریان باید برای تمام جریان موتورهای کششی ساخته نشده باشد، اما فقط برای جریان تحریک آنها. ظرفیت مبدل جریان، به عنوان مثال، برای یک ژنراتور 12 کیلو وات تنها 600 وات است و این قدرت به چهار کانال (برای هر موتور کشش چرخ، کانال آن) تقسیم شده است، یعنی قدرت هر کانال مبدل 150 وات است. بنابراین، کارایی پایین مبدل تاثیر معنی داری بر کارایی سیستم نخواهد داشت. مبدل را می توان با استفاده از عناصر نیمه هادی کم مصرف و کم هزینه ساخته شده است.

جریان از پایانه های ژنراتور برق بدون هیچگونه تغییری به سیم پیچ های قدرت موتورهای کشش متصل می شود. فقط جریان تحریک تبدیل شده است، به طوری که آن را همیشه در ضد فاز با جریان سیم پیچ است. از آنجایی که جریان تحریک تنها 5 تا 6 درصد از کل جریان مصرف شده توسط موتور کشش است، مبدل برای قدرت 5 ... 6 درصد از کل نیروی ژنراتور مورد نیاز است که به طور قابل توجهی کاهش قیمت و وزن مبدل و افزایش کارایی سیستم خواهد شد. در این مورد، مبدل جریان فعلی موتور کشش نیاز به دانستن اینکه در آن موقعیت شفت موتور قرار گرفته است، به طوری که در هر لحظه از زمان جریان برای تولید حداکثر گشتاور به سیم پیچ های میدان اعمال می شود. سنسور موقعیت شفت خروجی موتور کشش یک رمزگذار مطلق است.

شکل 14. طرح درج سیم پیچ موتور.

استفاده از یک ژنراتور الکتریکی خطی، به عنوان یک واحد قدرت یک وسیله نقلیه، می تواند یک ماشین از طرح بلوک ایجاد کند. در صورت لزوم، می توانید گره ها و واحدهای بزرگ را ظرف چند دقیقه تغییر دهید، شکل. 15، و همچنین برای اعمال بدن با بهترین جریان، از آنجایی که یک ماشین کم قدرت دارای قدرت توانایی برای غلبه بر مقاومت به هوا با توجه به اشکال آیرودینامیک ناکافی است (به دلیل ضریب مقاومت بالا).

شکل 15. توانایی بلوک طرح.

خودرو با کمپرسور خطی

وسیله نقلیه با یک کمپرسور خطی ماشین دوگانه سبک وزن (200 کیلوگرم) است. شکل. 16. این یک آنالوگ ماشین ساده و ارزان تر با یک ژنراتور خطی است، اما با بهره وری پایین تر انتقال.

شکل 16. وسیله نقلیه Pneumodrive. موتور خطی

شکل 17. کنترل چرخ های چرخ.

Encoder increment به عنوان یک سنسور سرعت چرخ استفاده می شود. رمزگذار افزایشی دارای خروجی پالس است، هنگام چرخش در یک زاویه مشخص، یک پالس ولتاژ در خروجی تولید می شود. مدار الکتریکی سنسور، "شمارش" تعداد پالس ها در واحد زمان، و این کد را به ثبت خروجی می نویسد. هنگامی که سیستم کنترل، کد (آدرس) سنسور را فراهم می کند، مدار الکترونیکی رمزگذار، به صورت سریال، کد را از خروجی ثبت شده به هادی اطلاعات منتقل می کند. سیستم کنترل کد سنسور (اطلاعات سرعت چرخ) را خوانده و براساس یک الگوریتم داده شده، یک کد را برای کنترل حرکت موتور محرک تولید می کند.

نتیجه گیری

هزینه وسیله نقلیه برای اکثر مردم، 20 ... 50 درآمد ماهانه است. مردم نمی توانند یک ماشین جدید را برای 8 تا 12 هزار دلار خریداری کنند و در بازار هیچ خودرویی در محدوده قیمت 1 ... 2 هزار دلار وجود ندارد. استفاده از یک ژنراتور الکتریکی خطی یا کمپرسور، به عنوان یک واحد قدرت ماشین، امکان ایجاد وسیله نقلیه آسان برای استفاده و ارزان را فراهم می کند.

فن آوری های تولید PCB مدرن و طیف وسیعی از محصولات الکترونیکی تولید شده امکان تقریبا تمام اتصالات برق را با کمک دو سیم - قدرت و اطلاعات فراهم می سازد. به این معنی، اتصال هر دستگاه الکتریکی خاصی را انجام ندهید: سنسورها، دستگاه های فعال و سیگنالینگ، و هر دستگاه را به یک قدرت مشترک و یک سیم اطلاعات مشترک وصل کنید. سیستم کنترل، به نوبه خود، کدهای (آدرس) دستگاه ها را در کد سریال به سیم اطلاعات خروجی می فرستد و سپس اطلاعات مربوط به وضعیت دستگاه را نیز در کد ترتیبی و در همان خط منتظر می ماند. بر اساس این سیگنال ها، سیستم کنترل کدهای کنترل برای دستگاه های اجرایی و سیگنالینگ را تولید می کند و آنها را انتقال می دهد تا دستگاه های اجرایی یا سیگنالینگ را به حالت جدید انتقال دهند (در صورت لزوم). بنابراین، در حین نصب و یا تعمیر، هر دستگاه باید به دو سیم متصل شود (این دو سیم برای همه وسایل الکتریکی در هیئت مدیره معمول است) و جرم الکتریکی.

برای کاهش هزینه و در نتیجه قیمت محصول برای مصرف کننده،

لازم است که نصب و اتصالات الکتریکی دستگاه های جانبی را ساده کنید. به عنوان مثال، با نصب سنتی، برای قرار دادن یک چراغ پارک عقب، لازم است با استفاده از سوئیچ، مدار قدرت الکتریکی دستگاه روشنایی را ببندید. مدار شامل: منبع انرژی الکتریکی، سیم اتصال، یک سوئیچ نسبتا قدرتمند، بار الکتریکی است. هر عنصر مدار، به غیر از منبع برق، مستلزم نصب مستقل است، یک سوئیچ مکانیکی ارزان قیمت، دارای تعداد کم چرخه "روشن" است. با تعداد زیادی از لوازم برق برقی، قیمت نصب و سیم های اتصال نسبت به تعداد دستگاه ها افزایش می یابد، احتمال خطا به علت افزایش فاکتورهای انسانی افزایش می یابد. در تولید مقیاس بزرگ، کنترل دستگاه ها آسان تر است و اطلاعات را از سنسورها در یک خط به جای هر واحد برای هر دستگاه بخوانند. برای مثال، برای فعال کردن نور پارک عقب، در این مورد، شما باید سنسور لمسی را لمس کنید، مدار کنترل یک کد کنترل را برای فعال کردن نور پارک عقب ایجاد می کند. در اطالعات سیم، آدرس سوئیچ روشنایی پارک عقب و سیگنال سوئیچ نمایش داده می شود، پس از آن، مدار روشنایی درب داخلی بسته خواهد شد. به عبارت دیگر، مدارهای الکتریکی در یک پیچیده تشکیل می شوند: به طور خودکار در تولید چاپ می شود