Mașina de astăzi seamănă cu o sobă dintr-un basm: fumează, se încălzește și conduce înainte cu energia rămasă. Ingo Valentine, inventatorul din Wisconsin, știe cum să transforme toată energia în mișcare fără a pierde o picătură.
Vladimir Sannikov
Mașina modernă seamănă cu o companie prost organizată, cu costuri din ce în ce mai mari și un management ineficient. Nu mai mult de 20% din energia generată este cheltuită pentru mișcare. Pierderile însoțesc toate etapele funcționării centralei electrice, de la injecția de combustibil în cilindri până la transmiterea cuplului la roți. Mecanismul de distribuție a gazului, transmisia, un număr mare de consumatori suplimentari de energie: generator, aer condiționat, servodirecție, aparate electrice auto - toate acestea elimină o proporție semnificativă din puterea inițială a motorului. Restul este cheltuit pentru depășirea tracțiunii aerodinamice și a procesului de frânare, în care se pierde încă 14% din putere. Drept urmare, doar o cincime din aceasta ajunge la roți. Toate acestea se referă la noua mașină: uzura fizică a unităților încărcate după câțiva ani de funcționare începe să ia încă trei până la cinci procente din putere.
Hibridul diesel-hidraulic Ingocar, dezvoltat de inginerul Ingo Valentin, este fundamental diferit de mașina modernă cu care suntem obișnuiți. Motorul său nu dispune de trenul de supape, bielele, arborele cotit, sistemul de lubrifiere și răcire, ambreiajul, cutia de viteze și tracțiunile. Nu există nici arbore de elice, nici diferențiale, deși Ingocar este un vehicul cu tracțiune integrală. Pierderea totală de frecare în centrală nu depășește 12% (la mașinile tradiționale - nu mai puțin de 24%). În cele din urmă, greutatea calculată a sedanului Ingocar de cinci locuri nu depășește o tonă, accelerarea la o sută durează 5 secunde, puterea maximă la roți atinge 720 CP, iar consumul de combustibil este menținut la 1,8 litri la 100 km.
Accelerarea regenerării
Platforma de tracțiune integrală hibridă Ingocar se bazează pe un motor auxiliar cu combustie, un acumulator hidraulic și roți cu motor hidraulice. Turbodieselul compact pompează fluidul dintr-un rezervor într-un acumulator hidraulic. În interiorul bateriei există un rezervor flexibil durabil, umplut cu azot. Energia termică a combustiei este transformată în energie mecanică a gazului comprimat. Din acumulator, lichidul sub presiune înaltă curge printr-o conductă către roțile hidrostatice ale motorului, iar mașina începe să se miște. Când bateria este complet încărcată, motorul se oprește automat și repornește, dacă este necesar, pentru a alimenta rezerva de energie.
La frânare, fluxul de fluid hidraulic în motorul roții este redirecționat de o supapă înapoi către acumulator. Presiunea fluidului atinge rapid sarcinile maxime și motorul roții încetinește. Se pierde doar o cantitate mică de energie de frânare, în timp ce cea mai mare parte a acesteia, de la 70-85%, se îndreaptă spre compresia azotului. În acest ciclu, roata motorului funcționează ca o pompă, în ceea ce privește forța de frânare, care nu este inferioară frânelor cu disc ale mașinilor moderne. La frânarea de la o viteză de 100 km / h până când vehiculul se oprește complet, energia de frânare regenerativă acumulată va permite Ingocar să accelereze din nou de la zero la 70-85 km / h! Ingo numește acest proces „accelerare regenerativă”. Mecanismul arcului funcționează în același mod la mașinile cu înfășurare pentru copii: cu cât răsuciți arcul, cu atât jucăria accelerează mai repede. Sistemele regenerabile de frânare în hibrizii electrici sunt de peste două ori mai eficiente decât Ingocar, în timp ce sunt semnificativ mai grele.
În ciclul urban, o încărcare completă a bateriei durează în medie 8 km. Apoi este pornit motorul diesel, care încarcă complet bateria într-un minut, rotind simultan roțile motorului. Apoi ciclul se repetă. În modul rutier, consumul de combustibil crește datorită unei creșteri accentuate a rezistenței aerodinamice, dar, în general, ciclul centralei nu se schimbă - combustibilul este cheltuit doar pentru o cincime din călătorie.
Arborele cotit se retrage
Designul surprinzător de simplu al lui Ingo Valentine, protejat de două brevete, nu are piese rotative, cu excepția rotorilor turbocompresorului. Datorită arhitecturii opuse și a pistoanelor libere, motorul se descurcă fără biele, arborele cotit și un tren de supape. Două pistoane sunt amplasate într-o cameră comună de ardere: în timpul cursei de compresie, acestea se deplasează unul către celălalt și, în timpul cursei, sunt respinse una de cealaltă. Arhitectura Boxer câștigă popularitate în construcția de motoare datorită simplității sale, echilibrului perfect și densității mari de putere. A at-
măsură, compania americană de tehnologie Advanced Propulsion Technologies (APT) a dezvăluit recent un prototip fundamental similar de turbodiesel opus cu doi cilindri, care depășește motoarele tradiționale din punct de vedere al densității de putere de 2,5 ori, fiind de cinci ori mai ușor. Până în 2011, compania intenționează să aducă pe piață mai multe modificări ale motorului.
Conceptul de piston liber înseamnă că fiecare piston servește simultan ca piston pentru un motor cu ardere internă și o pompă hidraulică. După cursa de lucru, presiunea fluidului din sistemul hidraulic readuce pistonul în poziția inițială și comprimă combustibilul.
Cu un volum de lucru de 500 cm³, motorul Ingo Valentina dezvoltă o putere de 64 CP. (aproape 130 de "cai" pe litru). Consumul de combustibil variază de la 1,35 la 1,85 litri la 100 km, în funcție de viteza de rulare. Motorul cântărește doar 32 kg, este de cinci ori mai ușor decât un motor tradițional cu ardere internă și de șase ori mai ușor decât centralele electrice hibride moderne. Motorul este capabil să digere diferite tipuri de combustibil: motorină, benzină, bioetanol și biodiesel. Se modifică doar setările sistemului de control. Nu este necesar un sistem special de răcire pentru motor, deoarece funcționează întotdeauna la performanțe optime - fără scufundări și sarcini maxime. Circulația naturală a aerului este suficientă pentru o disipare eficientă a căldurii
în compartimentul motorului. Acest lucru elimină necesitatea unui radiator, a cărui admisie de aer crește semnificativ rezistența aerodinamică la viteze mari. Datorită jocurilor optime dintre piston și peretele cilindrului, nici motorul Ingo nu are nevoie de ungere, ceea ce înseamnă că rezervorul de ulei, pompa și radiatorul sunt șterse din lista echipamentelor obligatorii.
Turmă în interiorul roții
Al doilea element cheie de proiectare al Ingocar, motorul hidrostatic al roții, este protejat de două brevete în 2002. Proiectarea simplă a pistonului, a angrenajului planetar, a sistemului de canale și a supapelor de control gestionează cu ușurință transmisia cuplului ridicat și sarcinile maxime de frânare. Cu o masă mai mică de 6 kg
și dimensiunea unei frâne cu disc convenționale, motorul roții dezvoltă o putere de până la 230 CP. Și acest lucru este departe de limită. Ingo susține că pe măsură ce dimensiunea motorului crește, performanța sa dinamică crește proporțional. Dar acest lucru nu are prea mult sens, deoarece în modul de conducere în oraș fiecare dintre cele patru motoare folosește doar 5% din puterea sa, iar în modul autostradă - nu mai mult de 20%.
Sistemul electronic de control vă permite să reglați în mod flexibil cuplul transmis fiecărei roți individual. Desigur, acest lucru se aplică și forței de frânare. Cu un astfel de dispozitiv, implementarea oricăror algoritmi ai sistemului de stabilizare (ABS, ESP, tracțiune integrală inteligentă) nu necesită complicarea proiectării (diferențiale, cuplaje vâscoase, mecanisme de control al frânei) și costuri suplimentare de energie. Datorită simplității sale, a unui număr mic de piese în mișcare, a debitelor reduse ale fluidului de lucru și a etanșeității complete, roata motorului funcționează aproape silențios în orice mod.
În prezent, multe companii mari sunt angajate în dezvoltarea propriilor modele de roți cu motor hidrostatic. Cele mai mari succese în acest domeniu sunt demonstrate de germanii Bosch-Rexroth și Sauer-Danfoss, precum și de producătorul american de echipamente grele Caterpillar. Dar în testele comparative, eșantionul Valentin depășește toți analogii în ceea ce privește greutatea, dimensiunea și densitatea puterii. „Marele nume al companiei
și mărimea salariului managerului de proiect, din fericire, nu sunt factori decisivi în astfel de domenii ale științei, unde sunt necesare experiență și cunoștințe specifice profunde ”, spune însuși Ingo Valentin.
Realimentarea pe gard
Cel mai scump element de design al hibridului Valentine este acumulatorul hidraulic: un rezervor din două piese metal-plastic armat cu fibră de carbon. Situată în centrul platformei, bateria ajută la distribuirea optimă a sarcinii pe roțile vehiculului și la coborârea centrului de greutate, ceea ce la rândul său îmbunătățește manevrabilitatea. Valentin susține că bateria este absolut sigură și sigură. Proiectarea rezervoarelor, conductelor și conexiunilor permite deformări grave fără pierderi de etanșeitate. Toate conexiunile au inele O duble special concepute pentru a preveni scurgerile accidentale de lichid. Presiunea de lucru în acumulator variază de la 120 la 480 bari.
Pierderile de energie din baterie nu depășesc 2-5% și sunt cauzate de o ușoară încălzire a azotului în timpul compresiei rapide. Pentru comparație: pierderile de energie din bateriile litiu-ion moderne ajung la 10% sau mai mult și sunt încorporate în tehnologia însăși. Este important ca acumulatorul hidraulic să poată fi încărcat și descărcat rapid. Descărcarea rapidă este necesară pentru accelerații bruște sau pentru a conduce în condiții de drum dificile.
Volumul de fluid hidraulic pentru Ingocar este de aproximativ 60 de litri. Totul este de origine vegetală, ceea ce este important din punct de vedere al ecologiei. Potrivit lui Ingo, acesta nu trebuie schimbat pe toată durata de viață a vehiculului. Dacă este necesară înlocuirea, nu va costa mai mult decât o schimbare regulată a uleiului de motor.
Pe acoperișul Ingocarului poate fi instalat un panou solar cu o suprafață de puțin peste 1 m². Alimentează o pompă electrică compactă, care, la fel ca un motor diesel, pompează lichid în baterie. O parte din energia electrică în timp ce conduceți este consumată de echipamentul suplimentar al mașinii. Calculele arată că energia solară primită în timpul zilei este suficientă pentru o călătorie de 25 de kilometri fără a porni motorul cu ardere internă! O baterie solară nu este o plăcere ieftină, dar se plătește cu ușurință într-un an și jumătate până la doi ani de funcționare a mașinii. Cu toate acestea, aceasta este o opțiune și pur și simplu o puteți refuza. De asemenea, este posibil să încărcați bateria de la o sursă de alimentare obișnuită.
Suspensia lui Ingocar este, desigur, hidraulică. Este complet integrat în sistemul hidraulic general și poate fi personalizat pentru a se potrivi preferințelor individuale ale șoferului. Hidraulica este chiar implicată în sistemul de siguranță pasivă al mașinii: în timpul frânării extreme sau când este declanșat un senzor, barele de protecție față și spate se deplasează înainte și înapoi cu 40 cm fiecare. Gradul de elasticitate al barelor de protecție active este determinat de un sistem electronic de control care ia în considerare dinamica actuală a mașinii, numărul de pasageri și locația acestora în mașină. Bara de protecție activă funcționează ca un piston și transformă energia de impact în energie de compresie prin pomparea fluidului hidraulic
în baterie. Deci, puteți chiar să realimentați din cauza unui accident! Conducerea unui Ingocar hibrid nu este diferită de conducerea unei mașini automate tradiționale.
Zece milioane de curse
De fapt, Ingo nu a construit încă o mașină ca atare. În metal, există doar un motor diesel și o roată cu motor. Dar conceptul platformei Ingocar este pe deplin calculat și a trecut cu succes numeroase examinări în laboratoare științifice americane de conducere. Ingo spune că, din 1986, a abordat în mod repetat marile companii de automobile, precum Ford, BMW și Porsche, cu propuneri de punere în aplicare a invențiilor sale. Dar am fost întotdeauna confruntat cu un refuz politicos. Obosit să bată la ușile închise, a decis să acționeze singur.
Una dintre sursele de investiții în producția de serie a lui Ingocar ar putea fi victoria în cursa X-Prize, care va avea loc în perioada 2009-2010. Fondul de 10 milioane de dolari este oferit de Fundația X PRIZE. 31 de echipe din America, Germania, Marea Britanie și Elveția sunt admise să participe la competiții preliminare. Pentru a obține râvnitul cec, trebuie să creați o mașină care poate parcurge 100 km cu 2,35 litri de combustibil, în timp ce nu emite mai mult de 200 g de gaze cu efect de seră pe milă în atmosferă. Fiecare echipă trebuie să aibă un plan de afaceri realist pentru producția a cel puțin 10.000 de vehicule.
Ingo a declarat pentru Popular Mechanics că va participa cu siguranță la cursa X PRIZE. Toamna trecută, la Salonul Auto de la Frankfurt, s-a întâlnit cu reprezentanții unui mare atelier de caroserii, care și-au exprimat interesul pentru cooperare. Atelierul, al cărui nume Ingo nu dezvăluie superstițios, este gata să efectueze întregul ciclu de lucru privind crearea corpului - de la dezvoltarea designului extern și intern al Ingocar până la construirea unui prototip de lucru. Crearea unui exemplar, conform estimărilor Ingo, va costa aproximativ 80.000 de dolari - bani grozavi în epoca modernă.
Di / zel hidraulic / c ... Împreună. În afară. Luptat.
Ciocan diesel- ... Wikipedia
Macara de ridicare- O mașină de ridicat cu acțiune ciclică cu o mișcare alternativă a unui corp de prindere a sarcinii; servește la ridicarea și deplasarea încărcăturilor. Ciclul de lucru al P. to. Constă în captarea sarcinii, cursa de lucru pentru deplasarea sarcinii și descărcarea ... Marea Enciclopedie Sovietică
Locomotivă- Locomotivă diesel ... Wikipedia
Locomotiva diesel- Locomotivă diesel Conduceți motor diesel Perioadă din 1924 Viteză de până la 271 km / h Domeniu de aplicare transport public, transport marfă, manevră ... Wikipedia
GOST R 55057-2012: Transport feroviar. Compoziția rulează. Termeni și definiții- Terminologie GOST R 55057 2012: Transport feroviar. Compoziția rulează. Termeni și definiții document original: 22 sistem de avarie de urgență: Un dispozitiv de material rulant feroviar conceput pentru a preveni sau reduce ... ...
GOST 17520-72: cochilii de dragare cu aspirație de uz general. Termeni și definiții- Terminologie GOST 17520 72: Draga de aspirare de uz general. Termeni și definiții document original: 9. Draga autonomă Draga echipată cu o centrală electrică independentă Definiții ale termenului din diferite documente: ... ... Dicționar-carte de referință a termenilor documentației normative și tehnice
Merkava- Acest articol este despre tancul "Merkava"; despre conceptul mistic religios din Cabala vezi Merkava (Cabala) ... Wikipedia
Excavator cu o singură cupă- Se propune ca această pagină să fie combinată cu excavatorul. Explicația motivelor și discuția pe pagina Wikipedia: Către unificare / 25 februarie 2012. Discuția durează o săptămână (sau mai mult dacă merge lent ... Wikipedia
Dodge berbec- Dodge Ram ... Wikipedia
Cărți
- , Manual de reparații pentru Toyota Land Cruiser Prado din 2009, echipat cu un motor diesel 1KD-FTV (3,0 l Common Rail). Publicația conține un manual de utilizare, detaliat ... Categorie: Pentru pasionații de mașini Editor: Legion-Avtodata, Producător: Legion-Avtodata, Cumpărați pentru 1630 UAH (numai Ucraina)
- Toyota Land Cruiser Prado 150 din 2009 lansat. Motorina 1KD-FTV (3.0). Reparare, exploatare, întreținere, manual de reparații pentru Toyota Land Cruiser Prado din 2009, echipat cu un motor diesel 1KD-FTV (3,0 l Common Rail). Publicația conține un manual de utilizare, ... Categorie: Toyota Seria: Editor:
Transmisie diesel hidraulică și electrohidraulică combinată
Cu un motor diesel-hidraulic combinat, sursa principală de energie este motorul cu ardere internă (diesel), care acționează pompele hidraulice. Mecanismele separate ale mașinii primesc mișcare de la motorul hidraulic și cilindrii hidraulici (împingători hidraulici), la care fluidul de lucru din pompele hidraulice este alimentat prin conducte sub presiune.
Acționarea hidraulică în mașinile de construcție este utilizată pentru a acționa mecanismele mașinii cu comunicarea mișcărilor alternative și de rotație la acestea, pentru a porni și a opri mecanismele individuale (ambreiaje de frecare și frâne), precum și pentru a controla corpurile de lucru ale mașinilor ( lama buldozerului și a nivelatorului de motor, răzuitorul cupei etc.).
Unitatea de deplasare pozitivă hidraulică include pompe, supape, conducte, cilindri hidraulici și motoare hidraulice.
În acționarea hidrostatică a mașinilor pentru construcții, sunt utilizate pompe de trei tipuri: angrenaj (angrenaj), paletă și piston. Pentru controlul sistemelor de acționare hidraulică, se utilizează distribuitoare pentru bobină, supapă și macara. Supapele direcționale ale bobinei sunt utilizate în mod predominant.
Corpul de lucru al mașinii, care face o mișcare de translație, este acționat de un cilindru hidraulic (împingător hidraulic), care asigură doar mișcare de translație sau de mișcare alternativă (în funcție de aceasta, ei se numesc cilindri cu acțiune simplă sau dublă).
Mișcarea de rotație a corpului de lucru este de obicei efectuată de un motor hidraulic. Motoarele hidraulice, cum ar fi pompele, sunt angrenaje (angrenaje), palete și piston: piston axial și piston radial.
Motoarele hidraulice care permit dezvoltarea cuplurilor mari la turație mică se numesc motoare cu cuplu mare. De obicei sunt de tip piston.
Pompa hidraulică a angrenajului (Fig. 4, a) este formată dintr-un corp cu conducte de aspirație și de refulare. În carcasă, angrenajele antrenate și antrenate se rotesc în direcții diferite, având aceleași module de cuplare și un număr egal de dinți. Când angrenajele se rotesc în direcția indicată de săgeți, lichidul care intră prin duză este captat de dinții angrenajului și împins de-a lungul suprafeței interioare a solului carcasei până la duza de refulare.
Pompa hidraulică cu palete (Fig. 4, b) este formată dintr-un corp cu 8 duze de aspirație și evacuare. Un stator cu secțiune ovală este presat în carcasă, în care se rotește un rotor cu caneluri. Lamele sunt inserate liber în aceste caneluri. Când rotorul se rotește sub acțiunea forței centrifuge, lamele se deplasează de-a lungul canelurilor până la periferie și alunecă de-a lungul generatoarei interioare a statorului. Cavitățile de aspirație și evacuare sunt situate în pereții de capăt ai carcasei pompei. Camerele de aspirație sunt interconectate printr-o conductă de aspirație. Când rotorul se rotește, volumul cavităților închise între două lame adiacente ale generatorului exterior al rotorului și generatorul interior al statorului se dovedește a fi diferit, deoarece lamele se deplasează înainte cu o cantitate de la minim la maxim. Cu o creștere a volumului cavităților, lichidul este aspirat; cu o reducere a lungimii părții proeminente a lamelor, lichidul este pompat prin conducta de ramificare. Pentru fiecare rotație a rotorului, fiecare lamă împinge lichidul de două ori prin conducta de refulare. Aceste pompe se numesc pompe cu efect dublu. Acestea creează presiune de până la 140 kg / cm2 în sistemul hidraulic.
Orez. 4. Scheme ale pompelor hidraulice a - angrenaj; b - lamă; в - piston axial
Pompele cu piston sunt produse în diferite modele: piston axial, piston radial și piston - excentric cu distribuție a supapelor.
O pompă cu piston axial este prezentată schematic în fig. 4, c. Un disc este montat pe arborele de acționare, la care capetele bielei pistonului sunt conectate prin intermediul articulațiilor sferice. Când arborele de acționare cu discul se rotește la aceeași viteză unghiulară, blocul de cilindri se rotește, situat în carcasa pompei la un unghi față de arborele de acționare. Cu o singură rotație a arborelui de antrenare, pistoanele fac o mișcare alternativă, aspirând uleiul prin orificiul A și împingându-l prin orificiul B.
Motor hidraulic (motor hidraulic) - o mașină hidraulică concepută pentru a converti energia hidraulică în energie mecanică.
Proiectare turbină hidraulică: 1 - duză-joncțiune, 2 - element de închidere-ac, 3 - rezervor cu apă, 4 - rotor, 5 - jet de apă
Conform principiului de funcționare, motoarele hidraulice sunt împărțite în:
- cu pală (hidro turbine, roată de apă)
- volumetric (cilindru hidraulic)
La motoarele hidraulice cu palete, legătura antrenată se mișcă din cauza unei modificări a impulsului unghiular al fluxului de fluid. Motoarele hidraulice volumetrice funcționează de la capul hidrostatic ca urmare a umplerii camerelor de lucru cu lichid și a deplasării deplasărilor. În practică, motoarele hidraulice cu deplasare sunt mai des utilizate, deoarece cu aceeași putere convertibilă sunt mai compacte și mai ușoare în greutate.
În plus, motoarele hidraulice sunt reversibile. Acest lucru va permite caracteristicilor sale de proiectare să efectueze și lucrările pompelor.
Principiul de funcționare
Schema de funcționare a motorului hidraulic în modul motor este prezentată în Figura 3. Să presupunem că camerele de lucru ale mașinii, situate în dreapta axei verticale, sunt alimentate cu lichid din pompă și camerele situate pe stânga sunt conectate printr-un rezervor. Sub influența presiunii excesive asupra plăcilor, apar forțe neechilibrate, creând un cuplu în sens invers acelor de ceasornic pe arborele motorului. Camerele conectate la rezervor sunt eliberate de fluidul de lucru când rotorul se rotește. Dacă sună A instalat în carcasa motorului coaxial cu rotorul, atunci cuplul de pe arborele motorului va deveni zero și rotația arborelui se va opri.